WO2002022304A1 - Werkzeug-oberflächen mit definierter mikrostruktur zur abweisung von ablagerungen - Google Patents

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Jürgen HAUK
Walter Reith
Alfred KÜRZINGER
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Baerlocher Gmbh
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    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion

Definitions

  • the present invention relates to surfaces made of different materials, which are provided with a microstructure so that they do not have any deposits on contact with different media.
  • Machines, devices and tools are used in the processing and production of different materials. conveying, grinding, mixing, kneading, plasticizing, shaping, rolling, embossing, pressing, injection molding etc.
  • the materials or components to be processed can lead to deposits and incrustations on the exposed device surface, which limit or prevent the processing sequence.
  • An industrial example of impairments caused by deposits is e.g. the plate-out phenomenon that can be observed when processing plastics in extruders (e.g. on the screw and / or on the barrel), on tools, calibers, calender rolls and in injection molds.
  • This plate-out usually deposits of inorganic fillers or pigmenting agents such as chalk, titanium dioxide etc. or lubricants, can have a negative impact on the quality of the surface of the product manufactured and the dimensional accuracy of the product.
  • Caliber deposits e.g. in profile extrusion, create visible grooves or drastically reduce the surface gloss.
  • the present invention has for its object to develop machine and material surfaces with a reduced tendency to adhesion, so that undesirable coating formation on devices when processing different materials is reduced or prevented.
  • actual contact area between tool and material is understood to mean the surface fraction that is actually in contact with the material. If the macro surface according to the invention has a large number of microscopic depressions, there are actual contact areas On the other hand, if the micro surface according to the invention has a large number of projections, the “actual contact areas” are located only on the projections, since the regions between the projections are not touched by the material.
  • the reduction of the contact area according to the invention can be achieved in that elevations or depressions are incorporated into the tool surface, the spacing of which is chosen such that the material which is in contact with the tool surface comes into contact only with the elevations and not into the depressions can penetrate.
  • the actual contact area on which the adhesive forces act can be reduced by up to 90%. If the recess is chosen too wide, the opposite is achieved, namely an enlargement of the surface of the tool or device. Filing- Particles that form clumps can fill the valleys or depressions, thus increasing the actual contact area, which leads to an increased deposition.
  • the suitable design of the micro structure which minimizes the contact area between tool and material, depends on the material to be processed.
  • the materials to be processed can be all flowing materials, powders, granules, plastic and viscous liquid masses.
  • the macroscopically resulting particle size or the flow force that occurs in practice must be determined or estimated in order to create a suitable surface when these parameters are known, which makes it possible to minimize the adhesive force by reducing the actual contact area without there are "fillings" of the depressions.
  • the particle size is known, depending on the desired fineness, e.g. for steels or metal or metal alloys, using known techniques such as Grinding, etching (e.g. photolithography), milling, turning, blasting, engraving, embossing, eroding, lasering or using the league process etc.
  • Geometric depressions e.g. parallel grooves, reticulated structures etc. or statistical, disordered geometries can be created.
  • geometric and non-geometric shapes are also variable depending on the application and expected effect.
  • parallel grooves could be arranged transversely, lengthways or at any angle to the direction of flow of the material flowing on the tool surface, depending on whether the flow and frictional forces can or should be controlled thereby.
  • elevations are also possible, which are applied to the flat surface in any geometric or disordered form and can then be oriented in different arrangements on the tool surface.
  • the width of a depression on the tool or device surface can be between 0.01 ⁇ m and 500 ⁇ m, depending on the material to be processed.
  • the shape of the depressions for example whether grooves are triangular, square or round depressions or elevations, generally depends on the method of creation. The depth of these depressions or elevations depends on the later use of the modified surface produced and on the production method and its accuracy.
  • surface treatment is also possible, e.g. Prevents abrasion, and a micro structure is then created in the surface.
  • the desired protection against abrasion or corrosion of steels, metals and metal alloys can be achieved by changing the surface material or by coating the surface.
  • the choice of method depends on the application, the requirements and the processing options of the surface to be treated.
  • Possible common methods and techniques for hardening or protecting surfaces from corrosion are, for example, the formation of metal borides, carbides and nitrides, coating, for example by means of spraying (detonation, flame, arc, plasma or laser spraying), sputtering, the lon-plating process, PVD (physical vapor deposition) or CVD (chemical vapor deposition), or laser beam alloying.
  • Various pure metals, metal alloys or compounds such as, for example, cubic boron nitride (c-BN), carbon nitride ( ⁇ -C 3 N 4 ), TiN, TiCN, CrN, CrCN, WC, MoS 2 , WS 2 , MoSe, WSe 2 , ceramics, galvanic coatings, polymeric coatings, etc. are applied.
  • c-BN cubic boron nitride
  • ⁇ -C 3 N 4 carbon nitride
  • TiN TiCN, CrN, CrCN, WC, MoS 2 , WS 2 , MoSe, WSe 2
  • ceramics galvanic coatings, polymeric coatings, etc.
  • a new method for surface refinement developed by the Fraunhofer Institute is the application of super-hard, amorphous carbon layers (DLC: diamond-like carbon) in which metals such as tungsten or titanium can be embedded.
  • the carbon based layers can also be modified with non-metallic elements such as fluorine, silicon, oxygen, nitrogen or boron.
  • This coating is characterized by a high microhardness of 2-30 GPa (steel has 5 GPa, diamond has 80-100 GPa), depending on the type of modification, and can be applied to the material to be coated at low temperatures. Due to the thinly applied layers, the shapes formed in the surface formation (eg grooves) are retained without the depths being filled.
  • the tool surface actually affected by the material is to be 50% of the exposed (gross) material surface
  • care must be taken to ensure that 50% of the gross surface consists of microscopic depressions into which the material cannot penetrate.
  • 50% of the gross surface consists of microscopic depressions into which the material cannot penetrate.
  • only the remaining 50% of the material surface actually comes into contact with the material.
  • the actual contact area is only to be 10% of the original gross area, it has proven to be advantageous to provide a microstructure made of parallel grooves, each groove having a width of 1 ⁇ m, while the groove spaces have a width of 0.1 micron.
  • microstructure which has the smallest possible contact surface.
  • the distance between two elevations or depressions of the micro surface can be in the range from 0.01 to 500 ⁇ m, and the depth or height of the depressions or projections in the micro structure can be in the range from 1 to 200 ⁇ m.
  • the surface microstructure that can be achieved depends on the material, fineness and geometry of the desired structure.
  • the surface microstructures according to the invention can be produced by techniques known per se, such as grinding, etching (for example photolithography), milling, turning, blasting, engraving, embossing, printing, eroding, coating, lasering or using the league process.
  • the surface microstructure according to the invention can be formed on steel materials, metals, metal alloys, ceramics, glass, enamel, polymer materials, etc. If necessary, these materials can be processed after or before incorporating the microstructure by means of surface finishing measures, such as by applying corrosion protection, by adjusting the surface energy or by hardening or passivation measures.
  • a particular advantage of the invention also results from the fact that not only brand-new machines or work equipment can be provided with the defined microstructure according to the invention, but also devices that are already in use can subsequently be provided with such a defined microstructure.
  • a hollow chamber caliber of an extruder was designed with different surface-treated steel sheets with the dimensions L 200 mm x W 30 mm x H 1 mm. Subsequently, profiles were extruded with a profile formulation that tends to plate out. After 8 hours, the inserted steel sheet was removed and the formation of deposits was assessed.
  • 2nd steel sheet parallel grooves (invention) (in the longitudinal direction of the sheet) produced photolithographically at a distance of 10 ⁇ m and a groove width of 10 ⁇ m and a groove depth of 10 ⁇ m.
  • Steel sheet Photolithographically produced parallel grooves (invention) (in the transverse direction of the sheet) at a distance of 10 ⁇ m and a groove width of 10 ⁇ m and a groove depth of 10 ⁇ m.
  • the hollow chamber caliber provided with the polished steel sheet already produced profiles with grooves after 160 minutes, caused by plate-out in the caliber, which could be clearly determined visually after the caliber was removed.

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Abstract

Die Oberflächen von Werkzeugen, Maschinen und Arbeitsgerätschaften werden mit einer definierten Mikrostruktur versehen, die aus einer Vielzahl von mikroskopisch kleinen Vertiefungen bzw. Vorsprüngen besteht. Mit Hilfe dieser Mikrostruktur wird erreicht, daß ein diese Oberfläche beaufschlagendes Material nur mit einem geringen Anteil der Oberfläche in Berührungskontakt gelangt, wahrend der restliche Teil der Oberfläche einer Berührung durch das beaufschlagende Medium entzogen ist. Durch eine derartige Verminderung der Kontaktflächen wird eine entsprechende Verminderung der Adhäsionsneigung erreicht, so daß im Ergebnis keine oder nur ganz geringe Materialablagerungen auf den erfindungsgemäß gestalteten Werkzeugoberflächen auftreten.

Description

Werkzeug-Oberflächen mit definierter MikroStruktur zur Abweisung von
Ablagerungen
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Oberflächen aus verschiedenen Materialien, die mit einer MikroStruktur versehen sind, damit diese bei Kontakt mit verschiedenen Medien keine Ablagerungen aufweisen.
Bei der Verarbeitung und Produktion unterschiedlicher Materialien werden Maschinen, Vorrichtungen und Werkzeuge eingesetzt, die diese Materialien z.B. fördern, mahlen, mischen, kneten, plastifizieren, formen, walzen, prägen, pressen, Spritzgießen etc.
Bei diesen Arbeitsvorgängen können die zu verarbeitenden Materialien oder Bestandteile daraus auf der beaufschlagten Geräteoberfläche zu Ablagerungen und Verkrustun- gen führen, die den Verarbeitungsablauf einschränken oder verhindern.
Ein industrielles Beispiel für Beeinträchtigungen, verursacht durch Ablagerungen, ist z.B. das plate-out-Phänomen, das bei der Verarbeitung von Kunststoffen in Extrudern (z.B. auf der Schnecke und/oder auf dem Zylinder), auf Werkzeugen, Kalibern, Kalanderwalzen und in Spritzgußformen beobachtet werden kann.
Durch dieses plate-out, in der Regel Ablagerungen von anorganischen Füll- oder Pigmentiermitteln wie Kreide, Titandioxid etc. oder Gleitmitteln, können die Qualität der 0- berfläche des hergestellten Produktes sowie die Maßhaltigkeit des Produktes negativ beeinflußt werden. So können Ablagerungen im Kaliber, z.B. bei der Profilextrusion, sichtbare Riefen erzeugen oder den Oberflächenglanz drastisch reduzieren.
Geräte-Oberflächen, die in Kontakt mit zu verarbeitendem Polymerwerkstoff stehen, sind üblicherweise poliert. Zwischen der polierten Oberfläche des Werkzeuges und dem zu verarbeitenden Material wirken häufig Adhäsionskräfte, welche bei fließenden Medien den Materialfluß, bis hin zu Anbackungen, negativ beeinflussen können. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maschinen- und Werkstoffoberflächen mit verringerter Adhäsionsneigung zu entwickeln, so daß unerwünschte Belagbildung an Vorrichtungen bei der Verarbeitung von unterschiedlichen Materialien verringert oder verhindert wird.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Der mit Hilfe der Erfindung erzielbare Vorteil ergibt sich in erster Linie daraus, daß dank einer 10 bis 90 %-igen Verringerung der vom Material tatsächlich beaufschlagten Werkzeugoberfläche eine entsprechend große Verminderung der Adhäsionsneigung erreicht wird, was zu einer entsprechenden Verminderung von Materialablagerungen an der Wekzeugoberfläche führt.
Zum Verständnis sei unterstrichen, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter „tatsächlicher Kontaktfläche zwischen Werkzeug und Material" diejenige Oberflächenfraktion verstanden wird, die tatsächlich mit dem Material in Kontakt steht. Weist die erfindungsgemäße Makrooberfläche eine Vielzahl von mikroskopischen Vertiefungen auf, so befinden sich tatsächliche Kontaktflächen im Sinne der Erfindung zwischen den jeweiligen Vertiefungen. Weist andererseits die erfindungsgemäße Mikrooberfläche eine Vielzahl von Vorsprüngen auf, so befinden sich die „tatsächlichen Kontaktflächen" allein auf den Vorsprüngen, da die Bereiche zwischen den Vorsprüngen nicht vom Material berührt werden.
Die erfindungsgemäße Verringerung der Kontaktfläche kann dadurch erreicht werden, daß Erhebungen oder Vertiefungen in die Werkzeugoberfläche eingearbeitet werden, deren Abstand voneinander so gewählt wird, daß das Material, welches im Kontakt zur Werkzeugoberfläche steht, nur mit den Erhebungen in Berührung kommt und nicht in die Vertiefungen eindringen kann.
Je nach Verhältnis zwischen Vertiefungsbreite und Kontaktfläche (Erhebungsbreite) kann die tatsächliche Kontaktfläche, auf der die Adhäsionskräfte wirken, bis zu 90 % reduziert werden. Wird die Vertiefung zu breit gewählt, wird das Gegenteil bewirkt, nämlich eine Vergrößerung der beaufschlagten Werkzeug- oder Geräteoberfläche. Die Ablage- rungen bildenden Partikel können die Täler oder Vertiefungen ausfüllen, und damit wird die tatsächliche Kontaktfläche vergrößert, was zu einer verstärkten Ablagerung führt.
Die jeweils geeignete Gestaltung der MikroStruktur, welche die Kontaktfläche Werkzeug/Material minimiert, hängt von dem zu verarbeitenden Material ab.
Bei den zu verarbeitenden Materialien kann es sich um alle fließenden Materialien, Pulver, Granulate, plastische und viskose flüssige Massen handeln. Von diesen Materialien muß die in der Praxis auftretende makroskopisch resultierende Partikelgröße bzw. die Fließkraft ermittelt oder abgeschätzt werden, um bei Kenntnis dieser Parameter eine geeignete Oberfläche zu schaffen, die es ermöglicht, durch Herabsetzung der tatächli- chen Kontaktfläche die Adhäsionskraft zu minimieren, ohne daß es zu „Verfüllungen" der Vertiefungen kommt.
Ist die Partikelgröße bekannt, kann die Oberfläche je nach gewünschter Feinheit, z.B. bei Stählen oder Metallen- bzw. Metalllegierungen, mit den bekannten Techniken wie z.B. Schleifen, Ätzen (z.B. Fotolithographie), Fräsen, Drehen, Strahlen, Gravieren, Prägen, Erodieren, Lasern oder mit dem Ligaverfahren etc. bearbeitet werden. Hierbei können geometrische Vertiefungen, wie z.B. parallele Rillen, netzförmige Strukturen etc. oder statistische, ungeordnete Geometrien erzeugt werden.
Die Anordnung bei geometrischen und nicht geometrischen Formen ist ebenso je nach Einsatz und erwarteter Wirkung variabel. So könnten parallele Rillen quer, längs oder in einem beliebigen Winkel zur Flußrichtung des auf der Werkzeugoberfläche fließenden Materials angeordnet sein, je nachdem, ob die Strömungs- und Reibungskräfte damit gesteuert werden können oder sollen.
Ebenfalls möglich sind, außer den erzeugten Vertiefungen aus einer planen Oberfläche, Erhebungen, die auf den planen Untergrund in beliebiger geometrischer oder ungeordneter Form aufgebracht werden und anschließend in unterschiedlichen Anordnungen auf der Werkzeugoberfläche orientiert werden können. Die Breite einer Vertiefung auf der Werkzeug- oder Geräteoberfläche kann, abhängig vom zu verarbeitenden Material, zwischen 0,01 μm und 500 μm betragen. Die Form der Vertiefungen, z.B. ob es sich bei Rillen um dreieckige, viereckige oder runde Vertiefungen oder Erhebungen handelt, hängt in der Regel von der Methode der Erzeugung ab. Die Tiefe dieser Vertiefungen oder Erhebungen ist abhängig vom späteren Einsatz der erzeugten modifizierten Oberfläche und von der Herstellungsmethode und deren Genauigkeit.
Abhängig vom Einsatzgebiet, z.B. bei der späteren Verarbeitung von korrosiven oder abrasiven Medien, ist es möglich, die mikrostrukturierten Oberflächen nachträglich unter Erhalt der erzeugten Oberflächengeometrie zu behandeln.
Verfahrenstechnisch möglich ist auch eine Oberflächenbehandlung, die z.B. Abrasion verhindert, und in deren Oberfläche dann anschließend eine MikroStruktur erzeugt wird.
Den erwünschten Schutz gegen Abrasion oder Korrosion von Stählen, Metallen und Metalllegierungen kann durch eine Oberflächenmaterialveränderung oder durch eine Oberflächenbeschichtung erlangt werden. Die Wahl der Methode hängt vom Einsatz, den Anforderungen und den Bearbeitungsmöglichkeiten der zu behandelnden Oberfläche ab.
Mögliche gängige Methoden und Techniken zur Härtung oder Korrosionsschutz von O- berflächen sind z.B. die Bildung von Metallboriden, -carbiden und -nitriden, die Beschichtung z.B. mittels Spritzen (Detonations-, Flamm-, Lichtbogen-, Plasma- oder Laserspritzen), das Sputtem, das lon-Plating-Verfahren, PVD (physical vapor deposition) oder CVD (chemical vapor deposition), oder das Laserstrahllegieren. Mit den genannten sowie weiteren Verfahren gemäß Stand der Technik können verschiedene Reinmetalle, Metallegierungen oder Verbindungen wie beispielsweise kubisches Bornitrid (c-BN), Kohlenstoffnitrid (ß-C3 N4), TiN, TiCN, CrN, CrCN, WC, MoS2, WS2, MoSe, WSe2, Keramiken, galvanische Überzüge, polymere Beschichtungen usw. aufgebracht werden.
Eine vom Fraunhofer-Institut entwickelte, neue Methode zur Oberflächenveredelung ist das Auftragen von superharten, amorphen Kohlenstoffschichten (DLC: diamond like car- bon), in die Metalle wie Wolfram oder Titan eingelagert werden können. Die kohlenstoff- basierenden Schichten können auch mit nicht metallischen Elementen wie Fluor, Silici- um, Sauerstoff, Stickstoff oder Bor modifiziert werden. Dies Beschichtung zeichnet sich durch eine hohe Mikrohärte 2-30 GPa (Stahl hat 5 GPa, Diamant hat 80-100 GPa) aus, abhängig von der Art der Modifikation, und kann bei niedrigen Temperaturen auf das zu beschichtende Material aufgebracht werden. Durch die dünn aufgetragenen Schichten bleiben die bei der Ober lächenfσrmung gebildeten Formen (z.B. Rillen), erhalten, ohne daß die Tiefen verfüllt werden. Außer den bisherigen genannten Materialien wie Stähle, Metalle und Metalllegierungen können andere Materialien wie Keramiken, Glas, Emaille oder Polymerwerkstoffe eingesetzt und die Oberfläche so behandelt werden, daß sie ein Minimum an Kontaktoberfläche zwischen Werkzeug und dem zu verarbeitenden Material ausbildet. Um die bereits beschriebenen MikroOberflächenstrukturen zu erhalten, können auch für diese Materialien bekannte und bereits zum Teil beispielhaft aufgeführte Techniken eingesetzt werden.
Soll beispielsweise die tatsächlich vom Material beaufschlagte Werkzeugoberfläche 50 % der beaufschlagten (Brutto)-Werkstoffoberfläche betragen, so muß dafür Sorge getragen werden, daß 50 % der Bruttofläche aus mikroskopischen Vertiefungen besteht, in welche das Material nicht eindringen kann. Das hat zur Folge, daß lediglich die verbleibenden 50% der Werkstoffoberfläche tatsächlich in Kontakt mit dem Material kommen. Für einen solchen Fall hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, daß eine MikroStruktur aus parallelen Rillen ausgebildet wird, wobei jede Rille eine Breite von 10 μm aufweist, und jeder Rillenzwischenraum gleichfalls eine Breite von 10 μm aufweist.
Soll nach einem weiteren Beispiel die tatsächliche Kontaktfläche nur 10 % der ursprünglichen Bruttofläche betragen, so hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, eine Mikro- struktur aus parallelen Rillen vorzusehen, wobei jede Rille eine Breite von 1 μm aufweist, während die Rillenzwischenräume jeweils eine Breite von 0, 1 μm aufweisen.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß der mit Hilfe der Erfindung erzielbare Vorteil am größten ist, wenn eine MikroStruktur vorgesehen wird, welche die kleinste mögliche Kontaktoberfläche aufweist. Hierbei ergeben sich von Material zu Material durchaus nennenswerte Unterschiede. So lassen sich in Halbleitermaterialien sehr viel feinere Mik- rostrukturen einbringen als in Stahlwerkstoffen. Der Abstand zwischen zwei Erhebungen bzw. Vertiefungen der Mikrooberfläche kann im Bereich von 0,01 bis 500 μm liegen, und die Tiefe bzw. Höhe der Vertiefungen bzw. Vorsprünge in der MikroStruktur kann im Bereich von 1 bis 200 μm liegen. Die jeweils erzielbare Oberflächenmikrostruktur ist abhängig von Material, Feinheit und Geometrie der gewünschten Struktur. Die erfindungsgemäßen Oberflächenmikrostrukturen können durch an sich bekannte Techniken wie Schleifen, Ätzen (z.B. Fotolithographie), Fräsen, Drehen, Strahlen, Gravieren, Prägen, Drucken, Erodieren, Beschichten, Lasern oder mit dem Ligaverfahren erzeugt werden.
Die erfindungsgemäße Oberflächen-Mikrostruktur läßt sich auf Stahlwerkstoffen, Metallen, Metalllegierungen, Keramiken, Glas, Emaille, Polymerwerkstoffen usw. ausbilden. Bei Bedarf können diese Werkstoffe nach oder vor dem Einarbeiten der MikroStruktur durch Oberflächenveredelungsmaßnahmen bearbeitet werden, wie durch Aufbringen eines Korrosionsschutzes, durch Einstellen der Oberflächenenergie oder durch Här- tungs- bzw. Passivierungsmaßnahmen.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ergibt sich ferner daraus, daß nicht nur fabrikneue Maschinen oder Arbeitsgerätschaften mit der erfindungsgemäßen definierten Mikro- struktur versehen sein können, sondern daß auch bereits im Gebrauch befindliche Vorrichtungen sich nachträglich mit einer solchen definierten MikroStruktur versehen lassen.
Beispiel 1
Ein Hohlkammerkaliber eines Extruders wurde mit unterschiedlich oberflächenbehandelten Stahlblechen mit den Maßen L 200 mm x B 30 mm x H 1 mm ausgelegt. Anschließend wurden Profile mit einer Profilrezeptur, die eine große Tendenz zur plate-out- Bildung hat, extrudiert. Nach 8 Stunden wurde das eingelegte Stahlblech ausgebaut und die Belagsbildung bewertet.
Der Einsatz von oberflächenbehandelten Stahlblechen ermöglicht kostengünstige Aus- testungen von unterschiedlichen Anordnungen und Gemometrien. Getestet wurden folgende Stahlbleche: 1. Stahlblech: Poliert, mittlere Rauhtiefe in Längsrichtung 0,3 μm (Vergleichsversuch) Mittlere Rauhtiefe in Querrichtung 0,6 μm
• 2. Stahlblech: Fotolithographisch erzeugte parallele Rillen (Erfindung) (in Längsrichtung des Bleches) im Abstand von 10 μm und einer Rillenbreite von 10 μm und einer Rillentiefe von 10 μm.
3. Stahlblech: Fotolithographisch erzeugte parallele Rillen (Erfindung) (in Querrichtung des Bleches) im Abstand von 10 μm und einer Rillenbreite von 10 μm und einer Rillentiefe von 10 μm.
Das mit dem polierten Stahlblech versehene Hohlkammerkaliber produzierte bereits nach 160 Minuten Profile mit Riefen, verursacht durch plate-out im Kaliber, welches nach dem Ausbau des Kalibers eindeutig visuell bestimmt werden konnte.
Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Stahlbleche 2. und 3. im Hohlkammerkaliber konnten weder Riefen auf dem Profil, noch plate-out-Beläge nach 8 Stunden beobachtet werden.

Claims

Patentansprüche:
1. Werkzeugoberflächen von Maschinen oder Arbeitsgeräten zum Verarbeiten bzw. Bearbeiten von Material, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Material beaufschlagte Werkzeugoberfläche eine aus vielen mikroskopisch kleinen Vertiefun- gen Vorsprüngen gebildete definierte MikroStruktur aufweist, wobei die Abstände der Vertiefungen/Vorsprünge voneinander so gewählt sind, dass das Material lediglich mit den Vorsprüngen in Berührung gelangt, aber nicht in die Vertiefungen eindringt, obwohl mit Hilfe der MikroStruktur die tatsächlich vom Material berührte Werkzeugoberfläche lediglich 10 bis 90 % der beaufschlagten Werkzeugoberfläche beträgt.
2. Werkzeugoberflächen nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche aus einem Stahlwerkstoff, einem Metall, einer Metalllegierung, einer Keramik, einem Glas, aus Emaille oder aus einem Polymerwerkstoff besteht.
3. Werkzeugoberflächen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen einen Überzug aufweisen, oder zwecks Passivierung oder Härtung bearbeitet sind.
4. Werkzeugoberflächen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die MikroStruktur aus einem geometrischen Muster oder aus statistisch ungeordneten Geometrien besteht.
5. Werkzeugoberflächen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen zwei benachbarten Vertiefungen bzw. Vorsprüngen der Mikrooberfläche 0,01 bis 500 μm beträgt, und daß die Tiefe bzw. Höhe der Vertiefungen bzw. Vorsprünge 1 bis 200 μm beträgt.
6. Verwendung der Werkstoffoberfläche nach einem der vorhergehenden Patentansprüche auf Extruder-Düsen, -Schnecken und -Zylindern, auf Werkzeugen, Kalibern, Kalanderwalzen sowie in Spritzgußformen.
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