BESCHREIBUNG

MATRIZE UND PRÄGEVERFAHREN

Die Erfindung betrifft eine Matrize und ein Verfahren mit den Merkmalen im Oberbegriff des Verfahrens- und

Vorrichtungshauptanspruchs .

Eine solche Matrize zum Prägen und Aktivieren von

aushärtbaren Lacken ist aus der WO 2005/030472 AI oder der DE 10 2006 004 644 AI bekannt. Die Matrize besteht aus transparentem Silikon. Sie weist eine außenseitige

Prägestruktur auf und ist für das zum Aushärten des Lacks verwendete UV-Licht vollflächig durchlässig.

Die WO 2015/155121 AI zeigt eine andere Matrize aus Glas.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine

verbesserte Matrizentechnik aufzuzeigen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit dem Merkmal im

Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruch.

Die beanspruchte Matrizentechnik, d.h. die Matrize und das Verfahren zu deren Herstellung sowie zum Prägen und

Aktivieren eines fluidischen Mediums, haben verschiedene Vorteile .

Die Matrize muss nicht aus einem transparenten und für ein Aktivierungsmittel, z.B. Lichtstrahlen, vollflächig durchlässigen Material bestehen. Das Material der Matrize bzw. des Matrizenkörpers kann nicht oder wenig durchlässig für ein solches Aktivierungsmittel sein. Die

Durchlässigkeit entsteht durch die Vielzahl von diskreten Durchlassöffnungen im Matrizenkörper. Eine solche

Matrizenausbildung ermöglicht den Einsatz einer Vielzahl anderer Matrizenmaterialien als beim Stand der Technik. Insbesondere können Materialien bzw. Werkstoffe für den Matrizenkörper eingesetzt werden, die eine höhere

mechanische Stabilität und eine höhere

Verschleißfestigkeit haben. Die Leistungsfähigkeit und die Standzeit einer Matrize können gegenüber dem Stand der

Technik wesentlich gesteigert werden. Insbesondere können metallische Werkstoffe, z.B. rostfreier Stahl oder

Messing, eingesetzt werden. Die beanspruchte Matrize hat technische und

wirtschaftliche Vorteile. Der Matrizenwechsel kann in größeren Intervallen erfolgen und lässt sich einfacher bewerkstelligen als beim Stand der Technik. Eine festere, z.B. metallische, Matrize kann einfacher gehandhabt werden und ist unempfindlicher als vorbekannte Konstruktionen. Sie kann eine hohe Biegelastizität bei zugleich großer Zugfestigkeit haben und kann besser von einer

Antriebseinrichtung beaufschlagt werden. Zudem wird die Prozesssicherheit erhöht.

Die Vielzahl von diskreten Durchlassöffnungen ermöglicht den Durchtritt von ausreichend viel Aktivierungsmittel, wobei andererseits die nicht oder nur geringfügig

durchlässigen Bereiche zwischen den Durchlassöffnungen den Matrizenkörper stabilisieren. Die Art und Ausbidung der

Durchlassöffnungen kann an die Art des Aktivierungsmittels angepasst sein.

Das Aktivierungsmittel kann je nach Art des Mediums unterschiedlich ausgebildet sein. Beispielsweise besteht es aus optischen Strahlen, insbesondere Lichtstrahlen. Ultraviolett-Licht strahlen eignen sich besonders zum

Aktivieren, insbesondere Aushärten, des fluidischen

Mediums. Alternativ sind andere Aktivierungen und

Aktivierungsmittel zum Verfestigen eines fluidischen und im deaktivierten Zustand plastisch verformbaren Mediums möglich, z.B. auf stoffliche Art durch ein Reagenzmittel. Das fluidische Medium kann z.B. als Lack, insbesondere lichtaushärtender Lack, ausgebildet sein, wobei alternativ andere Ausführungsformen möglich sind. Die Durchlassöffnungen können als Durchgangslöcher

ausgebildet sein. Sie sind bevorzugt als MikroÖffnungen mit einer derart kleinen Öffnungsweite ausgeführt, dass das fluidische Medium nicht eintreten und die

Durchlassöffnungen nicht verschließen kann. Die

Öffnungsweite kann z.B. zwischen 0,01 und 0,05 mm,

bevorzugt 0,02 mm, betragen. Die Durchlassöffnungen können auf beliebig geeignete Weise hergestellt werden. Bevorzugt ist eine Herstellung als Bohrung durch einen

hochenergetischen Strahl, insbesondere Laserstrahlbohrung.

Die Durchlassöffnungen können die Matrize in ihrer

gesamten Dicke durchsetzen und an der Innen- und

Außenseite der Matrize münden. Sie können alternativ vor der Innen- und/oder Außenseite der Matrize enden, z.B. an einer dortigen Beschichtung des Matrizenkörpers. Diese kann für das Aktivierungsmittel durchlässig sein.

Die Prägestruktur an der Matrizenaußenseite weist eine Mikrotopographie mit Vertiefungen und Erhebungen mit sehr kleinen Höhenunterschieden und Seitenabständen von z.B. 200 [im oder weniger auf. Die Mikrotopographie kann die Vertiefungen und Erhebungen in einer regelmäßigen

Verteilung aufweisen, mit der in der Oberfläche des fluidischen Mediums eine entsprechende negative

Mikrostruktur und vorzugsweise ein Profil mit z.B. längs einer Prozessrichtung verlaufenden Rippen und Tälern gebildet und durch Aktivierung verfestigt werden kann. Solche Mikrostrukturen sorgen z.B. für eine

strömungsgünstige Oberfläche an Verkehrsmitteln,

Windradflügeln oder sonstigen mit einer fluidischen

Strömung beaufschlagten Körpern. Die Prägestruktur kann ebenfalls durch einen energiereichen Strahl, insbesondere einen Laserstrahl hergestellt werden. Sie kann als laserstrukturierte

Mikrotopografie ausgebildet sein. Der Matrizenkörper kann als endliche oder endlose, insbesondere ringförmig

geschlossene, Bahn ausgeführt sein. Der Matrizenkörper ist bevorzugt dünnwandig und biegeelastisch, insbesondere als Folie, ausgebildet. Er kann einlagig oder mehrlagig ausgebildet sein. Er kann aus einem einzelnen oder

mehreren ggf. verschiedenen Werkstoffen bestehen und kann z.B. auch als Verbundkörper ausgebildet sein.

Der Matrizenkörper kann innenseitig und/oder außenseitig eine Beschichtung aufweisen. Eine innenseitige

Beschichtung kann Durchgangslöcher innenseitig

verschließen. Eine außenseitige Beschichtung kann die Prozessbedingungen gegenüber dem fluidischen Medium, insbesondere einem Lack, verbessern. Dies kann z.B. die elektrischen und/oder chemischen Eigenschaften betreffen. Die äußere Beschichtung kann dabei inerte und nicht haftende Eigenschaften gegenüber dem Medium haben. Sie kann die Prägestruktur aufweisen. Sie kann von den

Durchgangslöchern durchsetzt sein oder diese verschließen. Die Beschichtung (en) können und aus einem für das

Aktivierungsmittel durchlässigen Material, z.B. Klarlack, Glas oder dgl . , bestehen.

Die Durchlassöffnungen sind an der Matrize, insbesondere am Matrizenkörper, mit einer flächigen Verteilung

angeordnet. Diese kann regelmäßig oder unregelmäßig sein. Die Matrizenöffnungen können eine beliebig geeignete gleichartige oder variierende Öffnungsform, z.B. rund oder prismatisch, aufweisen. Die Art und Anordnung der Prägestruktur und/oder der

Durchlassöffnungen an der Matrize kann variieren und an unterschiedliche Prozesserfordernisse angepasst werden. Bevorzugt hat die Matrize einen Prozessbereich mit einer bereichsweiten Prägestruktur. Diese ist vorzugsweise am gesamten Prozessbereich einheitlich. In diesem

Prozessbereich kann es Teilbereiche mit unterschiedlich hoher Durchlässigkeit für das Aktivierungsmittel geben.

Mit einer ringförmigen und umlaufend bewegten Matrize kann ein fluidisches Medium in Bahnen entlang einer

Prozessrichtung geprägt und verfestigt werden. Ein

randseitiger Teilbereich an der Matrize kann eine

geminderte Durchlässigkeit für das Aktivierungsmittel aufweisen, wodurch die Verfestigung des Medium in dem hiervon beaufschlagten Bereich verlangsamt wird und beim Prägen der nächsten, ggf. überlappend benachbarten Bahn erst vollendet wird.

Die beanspruchte Matrize kann in unterschiedlicher Weise eingesetzt werden. Sie kann beispielsweise nur zum Prägen und Aktivieren bzw. Verfestigen eines bereits vorhandenen und anderweitig aufgebrachten Mediums benutzt werden.

Andererseits kann mit einer Matrize auch das Medium auf einem Untergrund zugeführt, dort aufgebracht und zugleich geprägt und aktiviert bzw. verfestigt werden. Nach außen offene Durchgangslöcher können für den Halt und die

Mitnahme des Mediums günstig sein.

Die Matrize kann mit einer Führungseinrichtung,

insbesondere einer ggf. antriebsfähigen Rollenanordnung, versehen und umlaufend bewegbar sein. Sie kann

andererseits in Form eines Stempels ausgebildet und intermittierend zugestellt werden. Das Aktivierungsmittel kann von einer an oder innerhalb der Matrize angeordneten Aktivierungseinrichtung, insbesondere einer Lichtquelle, zu den Durchlassöffnungen im Anlagebereich emittiert werden. Die Matrize kann mit einer einstellbaren Druckkraft an das Medium angedrückt werden. Der Anlage- bzw. Andrückbereich kann an die Oberflächenform des Mediums bzw. des

Untergrunds oder Werkstücks anpassbar sein. Er kann insbesondere flach ausgebildet sein. Die Matrize kann durch den Vorschub in Prozessrichtung und durch Reibung am Medium mitgenommen und umlaufend bewegt werden. Sie kann andererseits von einer Antriebseinrichtung eigenständig und bevorzugt umlaufend angetrieben werden.

Die Matrize kann Bestandteil eines Applikators sein.

Dieser kann die Führungseinrichtung, die

Aktivierungseinrichtung, die Antriebseinrichtung sowie weitere Komponenten beinhalten. Dies können z.B. eine Zuführeinrichtung für das fluidische Medium und/oder eine Reinigungseinrichtung sein. Der Applikator ist bevorzugt als Roboterwerkzeug ausgebildet und weist einen Anschluss für einen bevorzugt mehrachsigen Industrieroboter, insbesondere einen Gelenkarmroboter, auf.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte

Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen:

Figur 1: Eine umlaufend bewegbare Matrize in einer geschlossenen Ringform,

Figur 2 und 3: eine Variante der Matrize von Figur 1 mit einer anderen kreisrunden Ringform in Stirn- und Seitenansicht,

Figur 4 : eine vergrößerte Querschnittsdarstellung eines Details IV der Matrize von Figur 3 und ein geprägtes fluidisches Medium,

Figur 5 bis 8: verschiedene Varianten von

Durchlassöffnungen in der Matrize mit Darstellung einer Mikrostruktur des

Mediums ,

Figur 9: eine Matrize gemäß Figur 1 mit einer

Führungseinrichtung und einer

Aktivierungseinrichtung sowie einem

Werkstück mit einem Medium,

Figur 10: eine Matrize gemäß Figur 2 und 3 mit einer anderen Führungseinrichtung und einer Aktivierungseinrichtung sowie einem

Medium,

Figur 11: eine Variante der Matrize von Figur 10 mit einer anderen Führungseinrichtung und einer antriebsfähigen Rollenanordnung, Figur 12: eine Variante einer Matrize in einer

Stempelform, Figur 13: einen Applikator mit einer Matrize und weiteren Komponenten in perspektivischer Ansicht und Figur 14: eine Applikationseinrichtung mit einem

Applikator, einem Industrieroboter und einem Werkstück.

Die Erfindung betrifft eine Matrize (2) und ein Verfahren für deren Herstellung sowie ein Verfahren zum Einsatz der Matrize (2) zum Prägen und Aktivieren eines fluidischen Mediums (4) . Die Erfindung betrifft ferner einen

Applikator (1) mit einer Matrize (2) und eine

Applikationsvorrichtung mit Applikator (1), Matrize (2) und ggf. weiteren Komponenten.

Die Matrize (2) kann zum Prägen und Aktivieren eines fluidischen Mediums (4) benutzt werden. Dieses kann z.B. als strömungsgünstige Beschichtung in beliebigen

technischen Bereichen eingesetzt werden. Dies können

Verkehrsmittel sein, insbesondere Land- oder

Wasserfahrzeuge, z.B. Straßen- oder Schienenfahrzeuge oder Schiffe. Zu den Einsatzbereichen zählen auch Flügel von Windrädern, Turbinen- oder Gebläseschaufeln oder dgl.. Außerdem können unbewegliche Gegenstände, insbesondere Gebäude oder andere Immobilien, zu den Bereichen gehören. Dies kann z.B. windbelastete Wände bzw. Fassaden,

insbesondere von Hochhäusern, betreffen. Das geprägte und aktivierte bzw. verfestigte Medium kann auch zu beliebigen anderen Zwecken dienen und anderweitig eingesetzt werden.

Mit der Matrize (2) wird in einem Wälz- oder

Stempelvorgang ein auf einem Untergrund (3) befindliches fluidisches Medium (4) geprägt, wodurch es an seiner freien Oberfläche ein Profil (5) erhält. Das Profil (5) ist gemäß Figur 4 vorzugsweise eine Mikrostruktur mit bevorzugt rippenförmigen Erhebungen (6) und Tälern (7), die eng tolerierte Maße haben können. Ferner dient die Matrize (2) zur bevorzugt gleichzeitigen Aktivierung des fluidischen Mediums (4) beim Prägen, wodurch sein Profil (7) bzw. seine Mikrostruktur verfestigt wird.

Das fluidische Medium (4) kann sich bereits auf dem

Untergrund (3) befinden. Es kann alternativ von und mit der Matrize (2) aufgetragen werden. Die Prägung und

Aktivierung sowie ggf. der Auftrag erfolgen vorzugsweise bahnförmig entlang einer Prozessrichtung (8), wobei die Matrize (2) und der Untergrund (3) relativ zueinander bewegt werden. Dies wird z.B. mittels eines Applikators (1) gemäß Figur 13 und einer in Figur 14 gezeigten

Handhabungseinrichtung, insbesondere eines mehrachsigen

Industrieroboters (37), einer Applikationseinrichtung (36) bewirkt .

Das fluidische Medium (4) kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Es kann eine flüssige oder pastöse, ggf. auch schaumige, Konsistenz haben und kann aus

unterschiedlichen Materialien bestehen. Es kann im

deaktivierten Zustand durch die Matrize (2) plastisch verformt und geprägt werden. Im gezeigten

Ausführungsbeispiel ist das fluidische Medium (4) als Lack ausgebildet, der aus einer oder mehreren Komponenten bestehen kann. Das fluidische Medium (4), insbesondere der Lack, kann entsprechend der DE 10 2006 004 644 AI

ausgebildet sein. Es bildet eine sehr dünne Schicht auf dem Untergrund (3) . Das fluidische Medium (4) haftet auf dem Untergrund (3) stärker als an der Matrize (2) .

Das geprägte fluidische Medium (4) bedarf einer

Aktivierung für seine Verfestigung. Die Verfestigung kann z.B. durch Aushärten des Mediums (4) erreicht werden. Die Aktivierung zum Aushärten kann durch ein

Aktivierungsmittel (10), z.B. durch Lichtstrahlen, bewirkt werden. Dies kann z.B. sichtbares oder unsichtbares Licht, insbesondere UV-Licht, IR-Licht oder NIR-Licht sein. Das Aktivierungsmittel (10) wird von einer der Matrize (2) zugeordneten Aktivierungseinrichtung (9), z.B. einer

Lichtquelle, zur Matrize (2) hin emittiert. Je nach Art des Mediums (4) und des Einsatzzweckes kann es andere Formen von Aktivierung geben.

Das Werkstück bzw. der Untergrund (3) können ebenfalls in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel von Figur 14 ist das Werkstück ein Verkehrsmittel, insbesondere ein Landfahrzeug. Der

Untergrund (3) ist die Außenhaut des Verkehrsmittels.

Diese kann eine ebene oder gewölbte Form haben. In den gezeigten Ausführungsbeispielen dienen die Matrize (2) und der Applikator (1) sowie die Applikationseinrichtung dazu, das Verkehrsmittel (4) an der Außenseite zu lackieren.

Das Profil bzw. die Mikrostruktur (5) auf der freien

Medienoberfläche kann unterschiedlich ausgebildet sein und unterschiedlichen Zwecken dienen. Bei einem

Verkehrsmittel, insbesondere einem Land- oder

Wasserfahrzeug, ist eine Ausbildung in der Art einer

Haifischhaut von Vorteil. In Figur 4 ist eine solche

Mikrostruktur (5) schematisch dargestellt. Die Erhebungen (6) und Vertiefungen (7) sind bevorzugt gleichmäßig verteilt. Sie können sich z.B. profilartig längs der

Prozessrichtung bzw. der Vorschubrichtung (8) erstrecken. Sie können auch quer oder schräg zu dieser Richtung verlaufen. Mit einer solchen Mikrostruktur (5), die auch als Riblet bezeichnet wird, kann bei einem Verkehrsmittel der Luftwiderstand und damit der Treibstoffverbrauch verringert werden. Bei Wasserfahrzeugen lässt sich der Strömungswiderstand im Wasser reduzieren. Wände und Fassaden oder andere Teile von Hochhäusern oder dgl . können von einer Minderung der reibungsbedingten Windlast profitieren. Flügel oder

Propeller von Windmaschinen, Turbinen- oder

Ventilatorschaufeln oder dgl . können von den strömungs- und reibungsbedingten Verlusten entlastet werden. Die Verluste von Maschinen zur Umwandlung oder Erzeugung von

Fluidkraft, insbesondere Wind oder Wasserkraft, können gemindert und die Wirkungsgrade der Strömungsmaschinen gesteigert werden. Die Matrize (2) weist an ihrer dem Medium (4) zugewandten Außenseite eine Prägestruktur (15) auf, die gegen das Medium (4) mit einer bevorzugt einstellbaren Kraft

angedrückt werden kann und dabei das Medium (4) prägt und das Profil bzw. die Mikrostruktur (5) an dessen Oberfläche erzeugt. Die Prägestruktur (15) weist Vertiefungen (16) und Erhebungen (17) auf und stellt die Negativkontur des Profils (5) dar. Die Rippen (6) erstrecken sich

vorzugsweise in Strömungsrichtung des angeströmten

Untergrunds (3) .

Die Matrize (2) weist einen Matrizenkörper (11) auf.

Dieser kann an der Innenseite und/oder Außenseite eine Beschichtung (18,19) aufweisen. Die Prägestruktur (15) kann an der nackten Außenseite des Matrizenkörpers (11) und/oder an einer sehr dünnen außenseit igen Beschichtung (19) angeordnet sein.

Die bei einem Riblet z.B. rippenförmigen Erhebungen (6) haben eine nach außen sich verjüngende und im Querschnitt im Wesentlichen dreieckige Form. Die zwischen den Rippen

(6) befindlichen Täler (7) haben z.B. eine im Wesentlichen ebene Form. Die Höhenunterschiede bzw. die Rippenhöhe können z.B. im Bereich von 20 bis 200 [im, vorzugsweise ca. 50 [im, liegen. Der Rippenabstand und die Rippenhöhe können in einem festen Verhältnis zueinander stehen. Der z.B. zwischen den Rippenspitzen gemessene Rippenabstand kann z.B. das Doppelte der Rippenhöhe über dem Tal (7) betragen. Er kann z.B. bei ca. 100 [im liegen.

Die Prägestruktur (15) ist als Negativkontur bzw.

komplementär zur Mikrostruktur (5) ausgebildet und weist nut- oder rinnenartige Vertiefungen (16) für die

Ausformung der Rippen (6) sowie z.B. plateauartige

Erhebungen (17) für die Ausformung der Täler (7) auf. Die Spitzen der Rippen (6) bzw. Vertiefungen (16) können einen sehr kleinen definierten Radius haben.

Die Prägestruktur (15) kann an der Matrize (2) in beliebig geeigneter Weise hergestellt werden. Sie kann z.B. durch einen energiereichen Strahl, insbesondere einen

Laserstrahl als laserstrukturierte Oberfläche, hergestellt werden. Alternativ ist eine Herstellung durch Ätzen, Erodieren, Gegenprägen oder auf andere Weise möglich.

Der Matrizenkörper (11) weist eine Vielzahl von diskreten Durchlassöffnungen (14) für das Aktivierungsmittel (10) auf. In den Bereichen zwischen den diskreten

Durchlassöffnungen (14) ist der Matrizenkörper (11) für das Aktivierungsmittel (10) nicht oder nur geringfügig durchlässig. Die Durchlassöffnungen (14) sind mit einer flächigen Verteilung am Matrizenkörper (11) angeordnet.

Die Durchlassöffnungen (14) und die dazwischen

befindlichen nicht oder nur geringfügig durchlässigen Bereiche können in unterschiedlicher Weise hergestellt werden. Die Durchlassöffnungen (14) sind z.B. gemäß

Figur 3 und 4 als Durchgangslöcher im Matrizenkörper (11) ausgebildet. Sie können eine Perforation des

Matrizenkörpers (11) bilden. Sie durchsetzen den

Matrizenkörper (11) quer zu seiner Hauptebene und münden an seiner Außen- und Innenseite. Die Durchgangslöcher (14) werden z.B. durch einen

energiereichen Strahl und durch Materialabtrag,

insbesondere durch Bohren hergestellt. Vorzugsweise kommt ein Laserstrahl zum Einsatz, wobei die Durchlassöffnungen (14) bzw. Durchgangslöcher als Laserbohrungen ausgebildet sind. Alternativ kann der besagte energiereiche Strahl als Plasmastrahl oder in anderer Weise ausgebildet sein.

Die Durchlassöffnungen (14), insbesondere

Durchgangslöcher, sind als MikroÖffnungen mit einer sehr kleinen Öffnungsweite ausgebildet. Die Öffnungsweite wird dabei vorzugsweise derart gewählt und gering bemessen, dass das Aktivierungsmittel (10) durchgelassen und

zugleich ein Eintritt des Mediums (4) an der Außenseite verhindert wird. Die Öffnungsweite kann z.B. zwischen 0,01 und 0,05 mm liegen. Sie beträgt vorzugsweise ca. 0,02 mm.

Die Querschnittsform der Durchlassöffnungen (14) kann in beliebiger Weise gewählt werden. Figur 5 bis 8 zeigen hierfür verschiedene Ausführungsbeispiele. Die

Öffnungsform kann z.B. kreisrund oder oval mit wahlweiser Ausrichtung längs oder quer zur Prozessrichtung (8) gewählt werden. Alternativ ist eine prismatische, z.B. rechteckige, insbesondere in Prozessrichtung (8)

rautenförmige Ausbildung bzw. Anordnung der Öffnungsformen möglich .

Die Matrize (2), insbesondere ihr Matrizenkörper (11) kann aus einem beliebig geeigneten Material bestehen. Dies kann z.B. ein Metall, insbesondere Messing oder Stahl,

insbesondere rostfreier Stahl, sein. Besonders geeignet ist ein rostfreier Federstahl. Alternativ sind andere Materialien bzw. Werkstoffe möglich, z.B. Kunststoffe, Verbundmaterialien oder dgl .. Das Material des

Matrizenkörpers (11) kann für das Aktivierungsmittel nicht oder nur wenig und für eine Aktivierung unzureichend durchlässig sein. Die Matrize (2) und der Matrizenkörper (11) sind

dünnwandig und biegeelastisch ausgebildet. Sie können insbesondere als Metallfolie oder als Folie aus einem anderen Material ausgebildet sein.

Die Wanddicke des Matrizenkörpers (11) bemisst sich vorzugsweise auf 1 mm oder weniger. Sie kann z.B. ca. 0,05 bis 0,8 mm betragen. Dies kann vom Profil der

aufzubringenden Mikrostruktur (5) , von der Oberflächenform des Werkstücks (3) , von der erforderlichen Prozesskraft, insbesondere Andrückkraft, und/oder von anderen Faktoren abhängen und entsprechend variieren. Die besagte Wanddicke kann in einer Ausführungsform ca. das Doppelte der

Profiltiefe der Mikrostruktur (5) betragen, z.B. 1 mm Dicke bei 0,048 mm Profiltiefe.

Der Matrizenkörper (11) kann einlagig oder mehrlagig ausgebildet sein. Er kann aus einem einheitlichen Material oder aus unterschiedlichen Materialien, z.B. einem

Compound, bestehen. Die Zugfestigkeit der Matrize (2) und des Matrizenkörpers (11) ist größer als bei Silikon.

Der Matrizenkörper (11) kann an der Außenseite eine

Beschichtung (19) aufweisen. Dies kann z.B. eine

Plasmabeschichtung oder eine andere Art von Beschichtung sein. Sie kann aus einem für das Zusammenwirken mit dem Medium (4) besonders geeigneten Material, z.B. Glas, bestehen. Die Beschichtung (19) kann den Matrizenkörper (11) schützen, z.B. vor einem Korrosionsangriff. Sie kann auch die Prägestruktur (15) aufweisen.

Die Beschichtung (19) ist vorzugsweise sehr dünn. Ihre Schichtdicke liegt bevorzugt bei 0,3 mm oder weniger. Sie kann z.B. ca. 0,01 bis 0,2 mm betragen. Sie kann vom aufzubringenden Medium (4), vom Profil der Mikrostruktur (5) und/oder von anderen Faktoren abhängen und entsprechend variieren. Die Beschichtung (19) ist für das Aktivierungsmittel (10) durchlässig. Sie kann die

Durchgangsöffnungen (14), insbesondere Durchgangslöcher, überdecken und kann z.B. transparent ausgebildet sein. Alternativ können sich die Durchgangslöcher durch die äußere Beschichtung (19) erstrecken und an deren

Außenseite münden.

Alternativ oder zusätzlich kann der Matrizenkörper (11) an der Innenseite eine ggf. andere Beschichtung (18)

aufweisen. Sie kann für das Aktivierungsmittel (10) durchlässig sein. Sie kann die Durchgangsöffnungen (14), insbesondere Durchgangslöcher, überdecken und kann z.B. transparent ausgebildet sein, insbesondere als Klarlack. Alternativ können sich die Durchgangslöcher durch die innere Beschichtung (18) erstrecken und an deren

Innenseite münden. Die Beschichtung (en) (18,19) können vollflächig oder lokal am Matrizenkörper (11) angeordnet sein. Sie können auch eine gleiche oder ähnliche

Schichtdicke aufweisen.

Die Matrize (2) weist einen Prozessbereich (20) auf, in dem sie mit dem Medium (4) zusammenwirkt. Der

Prozessbereich (20) kann sich über die gesamte

Matrizenfläche oder über einen Teilbereich erstrecken. Die Durchlassöffnungen (14) und die Prägestruktur können in unterschiedlicher Konfiguration am Prozessbereich (20) angeordnet sein. in einer Ausführungsform können die Prägestruktur (15) und die Durchlassöffnungen (14) am gesamten Prozessbereich (20) angeordnet sein. In einer anderen Ausführungsform ist nur die Prägestruktur (15) am gesamten Prozessbereich bzw. bereichsweit angeordnet. Bezüglich der Durchlassöffnungen (14) kann dabei der Prozessbereich (20) in Teilbereiche

(21,22) mit unterschiedlich hoher Durchlässigkeit für das Aktivierungsmittel (10) aufgeteilt sein. Figur 3 zeigt hierfür eine beispielhafte Anordnung. Der Prozessbereich (20) weist einen randseitigen Teilbereich (22) mit

geminderter Durchlässigkeit für das Aktivierungsmittel (10) . Der restliche Teilbereich (21) hat eine volle

Durchlässigkeit.

Unterschiede in der Durchlässigkeit für das

Aktivierungsmittel (10) können auf unterschiedliche Weise erreicht werden, z.B. durch unterschiedliche Verteilung bzw. Häufung von Durchlassöffnungen (14) und/oder durch Variieren der Öffnungsdurchmesser. Durch die in

Prozessrichtung (8) randseitige Anordnung des Teilbereichs (22) wird der hiervon geprägte Mediumsbereich weniger schnell aktiviert und verfestigt. Die nächste bahnförmige Prägung kann ggf. mit randseitiger Überlappung erfolgen, so dass der betreffende Mediumsbereich anschließend fertig aktiviert und verfestigt bzw. ausgehärtet wird.

Der Matrizenkörper (11) kann gemäß Figur 1 bis 11 als endlose und gewölbte Bahn (12) ausgebildet sein. Die Bahn

(12) kann im Querschnitt eine geschlossene Ringform haben und als Ringbahn mit einem beliebigen Querschnitt

ausgebildet sein. In Figur 1 und 9 ist z.B. ein

trapezartiger Querschnitt dargestellt. Figur 2, 3 und 10, 11 zeigen eine kreisförmige Ringbahn (12) . In Figur 12 ist eine Variante der Matrize (2) in Form einer endlichen Bahn

(13) dargestellt. Die Form der Bahn (13) kann eben oder gewölbt sein. In einer anderen und nicht dargestellten Variante kann die Matrize (2) bzw. der Matrizenkörper (11) als lange endliche Bahn ausgeführt sein, die an den Enden in ab- und aufrollbaren Wickeln aufgenommen ist.

Die Matrize (2) mit der endlosen Ringbahn (12) kann für den Präge- und Aktivierungsvorgang in Prozessrichtung (8) relativ zum Medium (4) und zum Untergrund (3) bewegt werden. Sie kann dabei außerdem in einer Umwälz- oder Abrollbewegung umlaufend in den gezeigten Pfeilrichtungen bewegt werden. Im Anlagebereich (23) bzw. im

Kontaktbereich mit dem Medium (4) kann die Matrize (2) sich an die Formgebung des Mediums (4) und des Untergrunds

(3) dank ihrer Biegeelastizität anpassen. Bei einer umlaufend gewölbten, insbesondere kreisförmigen Ringbahn

(12) kann der Anlagebereich (23) gegenüber der übrigen Bahnkontur durch eine entsprechende Matrizenzustellung verformt und abgeflacht sein. Im Anlagebereich (23) wirkt das durch die Matrize (2) emittierte Aktivierungsmittel

(10) auf das Medium (4) ein.

Der Anlagebereich (23) kann in Prozessrichtung (8) eine definierte Länge haben. Diese kann auf die

Vorschubgeschwindigkeit und auf die zum Aktivieren und Verfestigen des Mediums (4) erforderliche Einwirkdauer des Aktivierungsmittels (10) abgestimmt sein.

Eine ringförmig geschlossene Matrize (2) kann aus einem streifenförmigen Matrizenkörper (11) gebildet werden, der zu der Ringbahn (12) gebogen und mit seinen bevorzugt stumpf gestoßenen Enden fest verbunden wird, z.B. durch Schweißen oder auf andere Weise. Die Verbindungsstelle ist vorzugsweise gratfrei.

Die Prägestruktur (15) und die Durchlassöffnungen (14) werden z.B. nach Bildung der geschlossenen Ringbahn (12) in der vorgenannten Art hergestellt. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Rippen (6) und Täler (7) in einer umfangsseitig geschlossenen Bahn und ohne axiale Versatzprobleme angeordnet sind. Die Anordnung der

Durchlassöffnungen (14) kann hierauf abgestimmt sein.

Alternativ können die Prägestruktur (15) und/oder die Durchlassöffnungen (14) vorab und vor Bildung der

geschlossenen Ringbahn (12) eingebracht werden. Die Matrize (2) kann mit einer Führungseinrichtung (24) fest oder lösbar verbunden sein. Die Führungseinrichtung

(24) kann je nach Bahnform (12,13) unterschiedlich

ausgebildet sein. Sie kann ein Andrückelement (27,31) aufweisen, dass die Matrize in einem Anlagebereich (23) gegen das Medium (4) andrückt, wobei der Anlagebereich (23) der Form des Mediums (4) des Untergrunds (3)

angepasst und gegebenenfalls verformt ist. In den

gezeigten Ausführungsbeispielen ist der Anlagebereich (23) flach und eben ausgebildet.

Figur 9 bis 12 zeigen verschiedene Ausführungsformen einer Führungseinrichtung (24) und eines Andrückelements

(27,31) .

In der Variante von Figur 9 mit einer trapezartigen

Ringbahn (12) wird der Anlagebereich (23) zwischen zwei unteren, voneinander distanzierten inneren Führungsrollen

(25) aufgespannt, die zugleich ein Andrückelement (27), hier z.B. eine federnd zugestellte Andrückrolle, bilden.

Die Aktivierungseinrichtung (9) emittiert das

Aktivierungsmittel (10) gegen den Anlagebereich (23) . Die oberen Umlenkstellen der Ringbahn (12) werden von zwei kleineren und enger beabstandeten inneren Führungsrollen (25) gebildet. Die Führungsrollen (25) der

Führungseinrichtung (24) können frei drehbar gelagert sein. Eine oder mehrere Führungsrollen (25) können

angetrieben sein bzw. mit einer hier nicht dargestellten Antriebseinrichtung (33) verbunden sein.

In der Variante von Figur 10 ist die Ringbahn (12)

kreisrund bzw. zylindrisch ausgebildet. Die

Führungseinrichtung (24) weist in diesem Fall eine

einzelne innere und entsprechend große Führungsrolle (25) auf. Diese wird von einem inneren konzentrisch

angeordneten Stützelement (29), hier einer Stützrolle, und einem darauf außenseitig angeordneten Andrückelement (31), z.B. einem Andrückpolster, gebildet. Das Andrückpolster (31) entwickelt eine einstellbare Druckkraft auf die außenseitig aufgezogene Matrize (2) . Der abgeflachte

Anlagebereich (23) wird durch eine Verformung der Matrize (2) und des Andrückpolsters (31) gebildet. Das

Andrückpolster (31) kann auf beliebig geeignete Weise expansionsfähig ausgebildet sein. Es kann beispielsweise von einem inneren gekapselten Druckraum (32) gebildet werden, in dem sich ein Gas mit einem einstellbaren Druck befindet. Die Stützrolle (29) kann von einer

Antriebseinrichtung gemäß Figur 13 rotierend angetrieben sein .

In der Variante von Figur 11 weist die Führungseinrichtung (24) für eine kreisringförmige Matrize (2) eine

Rollenanordnung (28) von inneren und äußeren

Führungsrollen (25,26) auf. In diesem Fall kann bei genügend Eigenstabilität der Matrize (2) auf ein inneres Stützelement (29) und ein Andrückpolster (31) verzichtet werden. Der gegenüber der kreisrunden Ringform abgeflachte Anlagebereich (23) kann durch eine entsprechende

Zustellung der Führungseinrichtung (24) gebildet werden. Die Rollenanordnung (28) kann antriebsfähig sein, wobei eine oder mehrere Führungsrollen (25,26) mit einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung (33) verbunden sein können .

In der gezeigten Ausführungsform weist die Rollenanordnung (28) eine innere Führungsrolle (25) auf, die zentral und an der Oberseite der Matrize (2) angeordnet ist. Beidseits der inneren Führungsrolle (25) sind zwei oder mehr äußere Führungsrollen (26) in einem konzentrisch zum Ringzentrum gebogenen Kranz angeordnet. Die Matrize (2) kann zwischen diesen Führungsrollen (25,26) eingespannt werden. Die Rollenanordnung (28) ist an der Oberseite der Matrize (2) und dem Anlagebereich (23) gegenüberliegend angeordnet und bietet im Innenbereich der Matrize (2) genügend Platz für die Anordnung einer Aktivierungseinrichtung (9) . Durch den Entfall eines Stützkörpers (29) und eines

Andrückpolsters (31) kann der Querschnitt der ringförmigen Matrize (2) kleiner als in der Variante von Figur 10 sein, wobei für die Aktivierungseinrichtung (9) und eventuelle weitere Komponenten außerdem mehr Platz zur Verfügung steht. In Figur 10 und 11 wird das Aktivierungsmittel (10) ebenfalls gegen den Anlagebereich (23) emittiert.

Bei der Variante von Figur 12 mit der endlichen Bahn (13) der Matrize (2) ist die Führungseinrichtung (24) flach und z.B. eben ausgebildet. Sie kann starr oder biegeelastisch sein. Sie weist zwei plattenartige Stützelemente (30) auf, zwischen denen sich ein Andrückelement (31) mit einem Druckraum (32) befindet, der außenseitig von einer Fassung verschlossen ist. Am unteren Stützelement (30) ist die Matrize (2) angeordnet und in geeigneter Weise befestigt. Die Aktivierungseinrichtung (9) ist in dieser

Ausführungsform nicht dargestellt. Sie kann z.B. in Figur 12 von oben das Aktivierungsmittel (10) gegen die

Rückseite der Führungseinrichtung (24) und durch die ebenfalls durchlässigen Stütz- und Andrückelemente (30,31) gegen den Anlagebereich (23) emittieren.

Die Matrize (2) kann in den verschiedenen

Ausführungsformen jeweils lösbar an der

Führungseinrichtung (24) angeordnet sein. Für einen

Matrizenwechsel kann die Führungseinrichtung (24) geöffnet oder anderweitig in ihrer Raumform verändert werden, so dass die schlauch- oder mattenartige Matrize (2) von einer in Figur 14 rechts neben dem Werkstück gezeigten

Wechseleinrichtung abgezogen und getauscht werden kann. Sie kann anschließend von der zurückgestellten

Führungseinrichtung (24) wieder aufgenommen und bedarfsweise gespannt werden.

Die Matrize (2) kann ein eigenständig herstellbarer und handelbarer Gegenstand sein. Der Matrize (2) können die Führungseinrichtung (24) und/oder die

Aktivierungseinrichtung (9) und/oder eine

Antriebseinrichtung (33) oder andere Komponenten

zugeordnet sein. Die Matrize (2) und die genannten Komponenten können auch Bestandteil eines Applikators (1) sein, der in Figur 13 beispielhaft dargestellt ist. Der Applikator kann z.B. gemäß der WO 2015/155121 AI ausgebildet sein. Der

Applikator (1) kann außer den vorgenannten Einrichtungen (9,24,33) weitere Einrichtungen oder Komponenten

beinhalten. Dies kann z.B. eine Zuführeinrichtung (34) für das Medium (4) sein, welche das Medium als Film auf die Außenseite der umlaufend bewegten Matrize (2) aufbringt. Der Applikator (1) kann auch eine Reinigungseinrichtung (35) für die Matrize (2) aufweisen. Der Applikator (1) ist vorzugsweise als Roboterwerkzeug ausgebildet und weist hierfür gemäß Figur 13 ein Gestell mit einem

Roboteranschluss (41) auf. Alternativ kann der Applikator (1) in beliebig anderer Weise gehandhabt und geführt werden.

Figur 14 zeigt die vorerwähnte Applikationseinrichtung (36), die den Applikator (1) mit der Matrize (2) und einen mehrachsigen Industrieroboter (37) sowie eine

Wechseleinrichtung (40) für die Matrize (2) umfassen kann. Der Industrieroboter kann auf einem ein- oder mehrachsig verfahrbaren Träger (39), z.B. einem fahrbaren Sockel angeordnet sein. Der Applikator (1) kann an der

Roboterhand (38) oder an einem von mehreren

Industrierobotern gehaltenen Träger (nicht dargestellt) fest oder verfahrbar angeordnet sein. Der oder die

Industrieroboter (37) stellen den Applikator (1) und die Matrize (2) an den Untergrund (3) mit Anpressdruck zu und bilden dabei ggf. den abgeflachten Anlagebereich (23) . Die Zustellung kann gesteuert oder mittels Sensorik geregelt erfolgen. Eine solche Anordnung kann z.B. gemäß der WO 2015/155121 AI ausgebildet sein.

Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen

Ausführungsformen sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können die Merkmale der verschiedenen

Ausführungsbeispiele und der vorgenannten Abwandlungen beliebig miteinander kombiniert und auch vertauscht werden .

Die Art und Herstellungen von Durchlassöffnungen (14) kann variiert werden. In einem mehrlagigen Matrizenkörper (11) können für das Aktivierungsmittel (10) durchlässige und undurchlässige Lagen vorhanden sein, wobei die

undurchlässige und ggf. mechanisch stabilisierende Lage gelocht wird. Statt einer materialabtragenden Lochung können Durchlassöffnungen (14) auch auf andere Weise in einem nicht oder nur wenig durchlässigen Material

geschaffen werden, z.B. durch chemische oder sonstige Strukturänderungen .

BEZUGS ZEICHENLISTE

1 Applikator

2 Matrize

3 Untergrund, Werkstück

4 Medium, Lack

5 Mikrostruktur, Profil, Riblet

6 Erhebung, Rippe

7 Tal

8 Prozessrichtung, Vorschubrichtung

9 Akt i ierungseinrichtung, Lichtquelle

10 Aktivierungsmittel, UV-Licht

11 Matrizenkörper, Folie

12 Bahn, Ringbahn

13 Bahn, endliche Bahn

14 Durchlassöffnung, Durchgangsloch, Perforation

15 Prägestruktur

16 Vertiefung, Nut

17 Erhebung, Plateau

18 Beschichtung innen, Klarlack

19 Beschichtung außen, Plasmabeschichtung

20 Prozessbereich

21 Prozessbereich volldurchlässig

22 Prozessbereich teildurchlässig

23 Anlagebereich

24 Führungseinrichtung

25 Führungsrolle innen

26 Führungsrolle außen

27 Andrückelement, Andrückrolle

28 Rollenanordnung antriebsfähig

29 Stützelement, Stützrolle

30 Stützelement, Stützplatte

31 Andrückelement, Andrückpolster

32 Druckraum

33 Antriebseinrichtung

34 Zuführeinrichtung

35 Reinigungseinrichtung Applikationseinrichtung Industrieroboter

Roboterhand

Träger

Wechseleinrichtung Roboteranschluss