De Ideale Oppervlakteroughness Kiezen voor CNC-bewerkingssucces

CNC-bewerking is een hoog nauwkeurig en precisie productieproces dat onderdelen kan creëren met toleranties zo strak als 0,025 mm. Echter, als subtractief productiemethode laat CNC-bewerking snaarspleten achter die een mate van ruwheid op het afgeronde productoppervlak creëren.

Wat is oppervlakteroughness?

Oppervlakteroughness is een maat voor de gemiddelde textuur van een onderdeels oppervlak, in dit geval na CNC-bewerking. Er zijn verschillende parameters om oppervlakteroughness te definiëren. Een van de meest gebruikte is Ra (Gemiddelde ruwheid), afgeleid van de verschillen tussen hoogtes en diepten op een oppervlak. Ra oppervlakteroughness wordt microscopisch gemeten en is meestal in micrometers (x 10⁻⁶ m). Let op: oppervlakteroughness in deze context verschilt van oppervlakteafwerking. De oppervlakteafwerking van een bewerkt onderdeel kan verbeterd worden via diverse afwerkingsmethoden zoals anodiseren, korrelstraalbehandeling en galvaniseren. Oppervlakteroughness hier verwijst naar de as-machined oppervlaktetekstuur van een onderdeel.

Hoe worden verschillende oppervlakteroughness-opties bereikt?

Een onderdeels oppervlakteroughness na bewerking is meestal niet willekeurig. In plaats daarvan worden stappen genomen om een specifieke ruwheid te garanderen. Dit betekent dat oppervlakteroughness-waarden van tevoren gepland worden. Echter, niet elke waarde wordt meestal gespecificeerd. In de productie zijn er specifieke Ra-waarden die als industriestandaarden gelden, zoals gespecificeerd in ISO 4287. Dit zijn de waarden die tijdens CNC-bewerking gespecificeerd kunnen worden. Ze variëren van 25 µm tot 0,025 µm en gelden voor alle soorten productie en post-processing operaties.

Bij Xometry Europe bieden we vier oppervlakteroughness-niveaus aan die ook de typisch gespecificeerde waarden zijn voor CNC-bewerkingstoepassingen:

• 3,2 µm Ra
• 1,6 µm Ra
• 0,8 µm Ra
• 0,4 µm Ra

Verschillende ruwheidswaarden zijn vereist voor verschillende toepassingen. Lagere oppervlakteroughness moet alleen gespecificeerd worden wanneer noodzakelijk. Dit omdat hoe lager de Ra-waarde, hoe meer bewerkingsinspanning/operaties en kwaliteitscontrole vereist zijn. Ze kunnen de bewerkingskosten en -tijd aanzienlijk opdrijven. Post-processing operaties worden meestal niet toegepast wanneer specifieke oppervlakteroughness-waarden vereist zijn, omdat deze operaties niet precies gecontroleerd kunnen worden en de dimensionele tolerantie van onderdelen kunnen beïnvloeden.

Oppervlakteroughness beïnvloedt significant de functionaliteit, prestaties en duurzaamheid van onderdelen in bepaalde toepassingen. Het beïnvloedt de wrijvingscoëfficiënt, geluidsniveau, slijtage, hitte en hechtbaarheid van een onderdeel in gebruik. Het belang van deze factoren varieert per toepassing, en dus is de oppervlakteroughness in bepaalde toepassingen onbelangrijk, maar in vele anderen cruciaal. Deze toepassingen omvatten hoge spanning, stress en trilling scenario's, passende en bewegende assemblages, snel draaiende onderdelen en medische implantaten. Zoals eerder gesteld, worden verschillende niveaus van oppervlakteroughness in verschillende toepassingen vereist.

Het volgende verkent de ruwheidsniveaus die we bij Xometry Europe aanbieden 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 bevat zichtbare snaarspleten. Het is de standaard oppervlakteroughness tenzij anders gespecificeerd.

3,2 µm Ra is de aanbevolen maximum oppervlakteroughness voor onderdelen onderworpen aan spanning, belasting en trillingen. Het kan ook gebruikt worden voor passende bewegende oppervlakken wanneer de belasting licht is en de beweging langzaam. Het wordt bewerkt met hoge snelheden, fijne voeding en lichte sneden.

1,6 µm Ra

Meestal zijn er met deze optie slechts licht zichtbare snaarspleten. Deze Ra-waarde wordt aanbevolen voor strakke passingen en belaste onderdelen, en is voldoende voor langzaam bewegende en licht belastende oppervlakken. Het is echter niet geschikt voor snel draaiende onderdelen en onderdelen onderworpen aan intense trillingen. Deze oppervlakteroughness wordt geproduceerd met hoge snelheden, fijne voeding 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 stijgen met de complexiteit van het onderdeel.

0,8 µm Ra

Gehanteerd als hoge graad, vereist deze oppervlakteafwerking zeer nauwe controle om te produceren, wat duurder is. Het is vereist voor onderdelen die blootgesteld zijn aan spanningsconcentratie. Wanneer de beweging occasioneel is en de belasting licht, kan het voor lagers gebruikt worden.

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

0,4 µm Ra

Dit is de fijnste ("minst ruwe" in technische termen) en hoogste kwaliteit oppervlakteroughness die we aanbieden. Het is geschikt voor onderdelen die onder hoge spanning of stress staan. Het is ook vereist voor snel draaiende componenten zoals lagers en assen. Deze oppervlakteroughness kost de meeste inspanning om te produceren en moet alleen gespecificeerd worden wanneer gladheid van primaire belang is.

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

Bij Xometry hebben we de capaciteit om uw CNC-bewerkte onderdelen met elk van deze oppervlakteroughness-opties te produceren. Upload gewoon uw model op ons direct offerteplatform en selecteer uw gewenste oppervlakteroughness voor een offerte in een seconde.