De juiste oppervlakteruwheid selecteren voor CNC-bewerking

CNC-bewerking is een zeer nauwkeurig en nauwkeurig productieproces waarmee onderdelen kunnen worden gemaakt met toleranties tot wel 0,025 mm. Omdat CNC-bewerking echter een subtractieve productiemethode is, laat het snijtekens achter die een niveau van ruwheid op het oppervlak van het eindproduct creëren.

Wat is oppervlakteruwheid?

Oppervlakteruwheid is een maat voor de gemiddelde textuur van het oppervlak van een onderdeel, in dit geval na CNC-bewerking. Er zijn verschillende parameters die worden gebruikt om de oppervlakteruwheid te definiëren. Een van de meest voorkomende hiervan is Ra (Ruwheidsgemiddelde), dat is afgeleid van de verschillen tussen hoogte en diepte op een oppervlak. Ra-oppervlakteruwheid wordt microscopisch gemeten en is meestal in micrometer (x 10~⁶ m). Merk op dat oppervlakteruwheid in deze context verschilt van oppervlakteafwerking. De oppervlakteafwerking van een bewerkt onderdeel kan worden verbeterd via verschillende afwerkingsmethoden zoals anodiseren, parelstralen en galvaniseren. Oppervlakteruwheid verwijst hier naar de bewerkte oppervlaktetextuur van een onderdeel.

Hoe worden verschillende opties voor oppervlakteruwheid bereikt?

De oppervlakteruwheid van een onderdeel na bewerking is meestal niet willekeurig. In plaats daarvan worden maatregelen genomen om ervoor te zorgen dat een bepaalde ruwheid wordt bereikt. Dit betekent dat oppervlakteruwheidswaarden vooraf worden gepland. Meestal wordt echter niet zomaar een waarde gespecificeerd. Bij de productie zijn er specifieke Ra-waarden die als industriestandaarden worden beschouwd, zoals gespecificeerd in ISO 4287. Dit zijn de waarden die kunnen worden gespecificeerd tijdens CNC-bewerking. Ze variëren van 25 um tot 0,025 um en zijn van toepassing op alle soorten fabricage- en nabewerkingen.

Bij Xometry Europe bieden we vier oppervlakteruwheidsniveaus die ook de waarden zijn die doorgaans worden gespecificeerd voor CNC-bewerkingstoepassingen:

• 3.2 μm Ra
• 1.6 μm Ra
• 0,8 m Ra
• 0,4 m Ra

Voor verschillende toepassingen zijn verschillende ruwheidswaarden vereist. Lagere oppervlakteruwheden moeten alleen worden gespecificeerd als dat nodig is. Dit komt omdat hoe lager de Ra-waarde, hoe meer bewerkingsinspanningen/-bewerkingen en kwaliteitscontrole nodig zijn. Ze kunnen de bewerkingskosten en -tijd aanzienlijk opdrijven. Nabewerkingen worden meestal niet toegepast wanneer specifieke oppervlakteruwheidswaarden vereist zijn. Dit komt omdat deze bewerkingen niet nauwkeurig kunnen worden gecontroleerd en de maattolerantie van onderdelen kunnen beïnvloeden.

Oppervlakteruwheid heeft een aanzienlijke invloed op de functionaliteit, prestaties en duurzaamheid van onderdelen in bepaalde toepassingen. Het beïnvloedt de wrijvingscoëfficiënt, het geluidsniveau, slijtage, hitte en hechting van een onderdeel dat in gebruik is. Het belang van deze factoren verschilt per toepassing, en hoewel de oppervlakteruwheid van een onderdeel in bepaalde toepassingen niet van belang is, is deze in veel andere van cruciaal belang. Deze toepassingen omvatten scenario's met hoge spanning, stress en trillingen, parende en bewegende assemblages, snel roterende onderdelen en medische implantaten. Zoals eerder vermeld, zijn verschillende niveaus van oppervlakteruwheid vereist in verschillende toepassingen.

Het volgende onderzoekt de ruwheidsniveaus die we bieden bij Xometry Europe en alles wat u moet weten om de juiste Ra-waarde voor uw toepassing te selecteren.

3.2 μm Ra

Dit is de standaard commerciële machineafwerking. Het is geschikt voor de meeste consumentenonderdelen en voldoende glad, maar het bevat zichtbare snijtekens. Dit is de standaard toegepaste oppervlakteruwheid, tenzij anders aangegeven.

3,2 m Ra is de aanbevolen maximale oppervlakteruwheid voor onderdelen die onderhevig zijn aan spanning, belasting en trillingen. Het kan ook worden gebruikt voor het koppelen van bewegende oppervlakken wanneer de lading licht is en langzaam beweegt. Het wordt bewerkt met hoge snelheden, fijne voedingen en lichte sneden.

1.6 μm Ra

Meestal zijn er bij deze optie slechts licht zichtbare snijtekens. Deze Ra-classificatie wordt aanbevolen voor nauwe passingen en belaste onderdelen, en is voldoende voor langzaam bewegende en licht dragende oppervlakken. Het is echter niet geschikt voor snel draaiende onderdelen en onderdelen die onderhevig zijn aan intense trillingen. Deze oppervlakteruwheid wordt geproduceerd met hoge snelheden, fijne voedingen en lichte sneden onder gecontroleerde omstandigheden.

Prijs: voor een standaard aluminiumlegering (bijv. 3.1645) voegt deze optie ongeveer 2,5% toe aan de productieprijs. Dit kan toenemen met de complexiteit van het onderdeel.

0.8 μm Ra

Deze oppervlakteafwerking wordt als hoogwaardig beschouwd en vereist een zeer nauwkeurige controle om te produceren, wat meer kost. Het is vereist voor onderdelen die worden blootgesteld aan spanningsconcentratie. Wanneer de beweging incidenteel is en de belastingen licht zijn, kan het worden gebruikt voor lagers.

Prijs: voor een standaard aluminiumlegering (bijv. 3.1645) voegt deze optie ongeveer 5% toe aan de productieprijs. Dit kan toenemen met de complexiteit van het onderdeel.

0,4 m Ra

Dit is de fijnste (“minst ruw” in technische termen) en de hoogste kwaliteit oppervlakteruwheid die wordt aangeboden. Het is geschikt voor onderdelen die onder hoge spanning of spanning staan. Het is ook vereist voor snel roterende componenten zoals lagers en assen. Deze oppervlakteruwheid kost de meeste inspanning om te vervaardigen en mag alleen worden gespecificeerd wanneer gladheid van primair belang is.

Prijs: voor een standaard aluminiumlegering (bijv. 3.1645) voegt deze optie ongeveer 11-15% toe aan de productieprijs. Dit kan toenemen met de complexiteit van het onderdeel.

Bij Xometry hebben we de mogelijkheid om uw CNC-bewerkte onderdelen te vervaardigen met een van deze opties voor oppervlakteruwheden. Upload eenvoudig uw model op ons platform voor directe offertes en selecteer de gewenste oppervlakteruwheid om binnen een seconde een offerte te ontvangen.