Oppervlakte-afwerking meten en begrijpen

Oppervlakteafwerking is een maat voor de algehele textuur van een oppervlak, bestaande uit drie belangrijke elementen:lay, golving en ruwheid. Lay verwijst naar het dominante patroon op het oppervlak, vaak geproduceerd door het productieproces zelf, golving meet de periodieke variatie in oppervlakteafwerking en ruwheid is een berekening van de relatieve gladheid van het profiel van een oppervlak.

Oppervlakteafwerking is belangrijk voor meer dan alleen esthetiek - het bepaalt vaak hoe het onderdeel zal reageren en presteren in zijn eindgebruiksomgeving. Een ruwe oppervlakteafwerking kan in sommige toepassingen onderhevig zijn aan slijtage of breuken en corrosie veroorzaken. Het kan echter ook helpen om krassen en onvolkomenheden beter te verbergen dan een perfect gladde afwerking.

Ruwheid is het meest gebruikte element van oppervlakteafwerking. In feite is "oppervlakteruwheid" wat veel machinisten eigenlijk bedoelen als ze "oppervlakteafwerking" zeggen. Voor de doeleinden van dit artikel gebruiken we 'oppervlakteafwerking' als een overkoepelende term die ruwheid omvat (maar niet beperkt tot) terwijl we bespreken hoe de oppervlakteafwerking moet worden gemeten.

Hoe de oppervlakteafwerking te meten

Oppervlakteafwerking kan op een aantal manieren worden gemeten, waaronder directe meting, contactloze, vergelijkings- of in-process methoden.

Directe meting, of "contact", methoden gebruiken een stylus, zoals de naald van een platenspeler, om de oppervlakteafwerking fysiek te meten door een profiel van de ruwheidsparameters te creëren. Contactloze methoden vervangen deze stylus door optische sensoren en lichten of ultrasone pulsen.

Vergelijkingsmethoden omvatten het maken van een oppervlakteafwerkingsmonster met dezelfde apparatuur of hetzelfde proces. Deze technieken, die doorgaans eenvoudige visuele of tactiele verificaties omvatten, kunnen nuttig zijn wanneer ruwheidsparameters slechts bij benadering hoeven te zijn. Deze methoden zijn natuurlijk niet ideaal voor het verifiëren van fijne details of krappe toleranties. In-process methoden bepalen vergelijkende ruwheidsparameters tijdens het productieproces, bereikt door het gebruik van technieken zoals machine vision, magnetische inductantie en ultrageluid.

Als het gaat om het specifiek uitvoeren van oppervlakteruwheidsmetingen, zijn er drie primaire methodetypen:profilering, oppervlakte- en microscopietechnieken. Profileringstechnieken nemen metingen van het oppervlak van het onderdeel met scansondes met hoge resolutie. Gebiedstechnieken, zoals optische of ultrasone verstrooiing, meten een gebied van het oppervlak en gebruiken statistische modellen om de rest van de oppervlaktetopologie van het onderdeel te extrapoleren.

Met elektronenmicroscopietechnieken kunnen machinisten de oppervlakteafwerking tot in de kleinste details onderzoeken, maar deze instrumenten worden beperkt door hun kleine gezichtsveld. Door de schaal waarop elektronenmicroscopen werken, kan op elk moment slechts een klein deel van het oppervlak worden bekeken, waardoor meerdere scans nodig zijn om de gemiddelde ruwheidsparameters vast te stellen.

Inzicht in grafieken van oppervlakteruwheid

De eerste keer dat u een oppervlakteafwerkingstabel ziet, zult u waarschijnlijk een reeks afkortingen tegenkomen die u nog niet eerder bent tegengekomen. Hier zijn drie van de meest gebruikte symbolen en parameters voor oppervlakteruwheid om te weten:

• Ra , de meest gebruikte maatstaf voor het meten van oppervlakteafwerking, is de maat voor de gemiddelde oppervlakteruwheid van een onderdeel. Ra meet de afwijking van een ruwheidsprofiel van de gemiddelde lijn. De Ra-oppervlakteafwerkingsgrafiek wordt meestal gebruikt voor absolute waarden, maar heeft enkele tekortkomingen die andere parameters van onschatbare waarde maken bij het definiëren, beoordelen en repliceren van oppervlaktetopologie. Ra wordt het meest gebruikt in de Verenigde Staten.
• Rmax , die de verticale afstanden van de pieken en dalen van een oppervlak meet, is ideaal voor het detecteren van bramen, krassen en andere anomalieën die niet gemakkelijk kunnen worden gedetecteerd met de Ra-oppervlakteafwerkingstabel.
• Rz is een maat voor de gemiddelde maximale hoogte van een oppervlakteprofiel. Deze parameter wordt berekend uit de gemiddelde waarden van de vijf grootste verschillen tussen pieken en dalen over het hele oppervlak. De Ra-parameter kan ongevoelig zijn voor sommige extremen, wat leidt tot gebrekkige of onnauwkeurige metingen - Rz helpt om sommige van deze kansen op fouten te elimineren. Rz wordt internationaal het meest gebruikt.

Oppervlakteafwerkingsgrafieken worden meestal gemeten in micrometers of micro-inch - hoe kleiner de meting, hoe fijner de oppervlakteafwerking. Om een ​​paar cijfers in praktische termen te zetten:

• Als uw onderdeel een micrometerclassificatie van 12,5 heeft, heeft deze een microinchclassificatie van 500. Dit betekent dat het onderdeel een ruwe, laagwaardige oppervlakteafwerking heeft, waarschijnlijk door grove voedingen en zware sneden.
• Als uw onderdeel een micrometer-classificatie van 3,2 heeft, heeft deze een micro-inch-classificatie van 125. Dit is het ruwste soort oppervlak dat wordt aanbevolen voor onderdelen en wordt vaak gebruikt voor onderdelen die hoge spanning, belasting of trillingen moeten weerstaan.
• /li>
• Als uw onderdeel een micrometer-classificatie van 0,8 heeft, heeft deze een micro-inch-classificatie van 32. Dit is een hoogwaardige machinale oppervlakteafwerking die nauwkeurig gecontroleerde omstandigheden vereist, maar die relatief eenvoudig te bereiken is met cilindrische, centerloze of vlakslijpmachines. Een ideale oppervlakteafwerking voor onderdelen die niet bestand zijn tegen continue beweging of zware lasten.

Raadpleeg een volledige oppervlakteafwerkingstabel voor meer details.

Krijg de juiste oppervlakteafwerking met de juiste productiepartner

Het bereiken van een goede oppervlakteafwerking doet meer dan alleen onderdelen esthetisch aantrekkelijk maken voor klanten. Het helpt ook om ervoor te zorgen dat het stuk functioneert zoals bedoeld. Oppervlakteruwheid kan op verschillende manieren worden gemeten, maar de technieken die in dit artikel worden genoemd, zijn een zeer algemeen overzicht van de methoden voor het meten van oppervlakteafwerking.

Het onderwerp kan snel ingewikkeld worden, maar daarvoor zijn de experts van Fast Radius hier. Van onderdeelontwerp tot nabewerking en oppervlakteafwerking, ons team van ingenieurs staat klaar om ervoor te zorgen dat u de best mogelijke resultaten voor uw onderdeel behaalt.