Oberflächenmuster

Oberflächenmuster bezeichnet die räumliche Anordnung von Strukturen auf einer Oberfläche, die Muster, Texturen oder regelmäßige Anordnungen bilden. Muster können makroskopisch sichtbar sein oder auf Mikro- oder Nanometer-Skalen auftreten. Sie beeinflussen physikalische Eigenschaften wie Benetzbarkeit, Reibung, Verschleißfestigkeit, Haftung, optische Eigenschaften und Wärmeströme und spielen sowohl in der Technik als auch im Design eine zentrale Rolle.

Muster entstehen durch natürliche Prozesse oder gezielte Bearbeitung. Typen reichen von regelmäßigen Raster- oder Rippenstrukturen über Punktraster und hierarchische Mehrskalen-Muster bis zu zufälligen Rauheiten. Je nach Geometrie und Skala unterscheiden sich Funktion und Wahrnehmung; ähnliche Oberflächen können unterschiedliche Funktionen erfüllen, je nachdem, wie Energie, Materie oder Licht darauf wechselwirken.

Herstellung/Verfahren: Lithografie, Lasertexturierung, Ätzen, Galvanik, Mikroprägung, mechanische Texturierung und additive Fertigung ermöglichen das gezielte Anlegen von Oberflächenmustern. Die Wahl der Methode hängt von Material, Maßstab und gewünschter Funktion ab. Muster können auch durch natürliche Prozesse wie Erosionsformen oder Kristallwachstum entstehen.

Charakterisierung und Anwendungen: Muster werden mit Profilometern, Rasterelektronenmikroskopie, AFM oder optischen Messverfahren vermessen. Wichtige Kenngrößen sind Rauheit, Welligkeit, Linienbreite, Strukturtiefe und Kantentreue. Praktische Anwendungen finden sich in der Tribologie, Mikrofluidik, Optik, Textil- und Verpackungsdesign sowie in der Oberflächenveredelung von Werkstoffen.