Oppervlakteafwerking onder de loep: Gids voor oppervlakteruwigheid en de impact

Ben je van plan een nieuw product op de markt te brengen, of heb je verschillende ontwerpen die je wilt produceren en monteren?

De oppervlakteruwigheid van je onderdelen speelt een belangrijke rol in de duurzaamheid en prestaties van je product. Ruwe oppervlakken ervaren bijvoorbeeld hoge wrijvingsniveaus, waardoor ze vatbaarder zijn voor slijtage dan gladde oppervlakken.

Soms zijn ruwe oppervlakken wel gewenst – bepaalde toepassingen vereisen onderdelen met een mate van ruwheid die hechting voor coating en schilderen bevordert. Bovendien produceren verschillende productieprocessen verschillende typen oppervlakteafwerkingen.

Om een weloverwogen beslissing te nemen over de ideale oppervlakteafwerking en productiemethoden voor je onderdelen, moet je eerst de oppervlakteruwigheidsgrafieken in de productie begrijpen. Hier bespreken we alles wat je over oppervlakteafwerking en ruwheid moet weten en hoe je het meet.

Wat is oppervlakteafwerking?

Om oppervlakteafwerking beter te begrijpen, laten we een eenvoudige illustratie van een typisch bewerkt onderdeel bekijken (Figuur 1). Oppervlakteafwerking beschrijft simpelweg de algehele textuur van een oppervlak (of onderdeel), en wordt gekenmerkt door:

1. Lay (richting)
2. Golvigheid (Waviness)
3. Oppervlakteruwigheid (Surface roughness)

Figuur 1: Bewerkt onderdeel met de oppervlakteafwerking

Lay verwijst naar het dominante patroon op het oppervlak en de oriëntatie van dat patroon. De lay-patronen kunnen bijvoorbeeld verticaal, horizontaal, circulair, loodrecht of kruislings zijn; het hangt allemaal af van de productiemethode die gebruikt wordt om de onderdelen te maken.

Figuur 2: Verschillende typen lay-patronen

Oppervlakteruwigheid is een maat voor de totale afgestelde onregelmatigheden op het oppervlak van een onderdeel. Dit is wat ingenieurs en werktuigmakers bedoelen wanneer ze over oppervlakteafwerking praten. Hoe lager het oppervlakteruwigheidsgetal, hoe minder onregelmatigheden het oppervlak heeft.

Golvigheid meet een verder uit elkaar liggende afwijking van een oppervlak van zijn nominale vorm. Het beschrijft oneffenheden die periodiek op langere intervallen verschijnen dan oppervlakteruwigheid. Het wordt meestal veroorzaakt door bewerkingsdefecten als gevolg van trillingen en doorbuigingen of vervorming door verwarmings- en afkoeloperaties.

Hoe meet je oppervlakteruwigheid?

Figuur 3 vertegenwoordigt de dwarsdoorsnede van een typisch bewerkt onderdeel met oppervlakte-onregelmatigheden. Om de oppervlakteruwigheid van dit onderdeel te meten, moet je de hoogte van de ruwheidspieken langs de lengte van het onderdeel meten. Er zijn verschillende kwaliteitscontrole-apparaten voor het meten van oppervlakteruwigheid, maar toonaangevende machinebedrijven gebruiken doorgaans de oppervlakteruwigheidsmeter.

Figuur 3: Dwarsdoorsnede van een onderdeel met oppervlakte-onregelmatigheden

Een oppervlakteruwigheidsmeter heeft een stiloos (of hoogresolutieve meetnaald) dat over het oppervlak van het doel beweegt in een richting die loodrecht is op het lay-patroon en met een constante snelheid. Via speciale elektrische systemen verkrijgt (en versterkt) de meter elektrische signalen om een meer uitgebreide verticale vergroting te produceren. Afhankelijk van je keuze voor nationale standaarden, beoordeelt deze meter de oppervlakteruwigheid met behulp van een van deze drie indicatoren:

1. Gemiddelde ruwheid Ra
2. Gemiddelde hoogte van oneffenheden Rz
3. RMS-ruwheid

Figuur 4: Oppervlakteruwigheidsmeter

Figuur 5: Oppervlakteruwigheidsmeter met uitgebreid beeld van stiloos en werkstuk

De gemiddelde ruwheid, ook wel de centrelijngemiddelde genoemd, is het rekenkundig gemiddelde van alle oppervlaktehoogtes gemeten over een oppervlak. Het is verreweg de meest gebruikte oppervlakteruwigheidsindicator. Houd er echter rekening mee dat verschillende oppervlakteruwigheidsprofielen dezelfde Ra kunnen hebben, maar anders presteren. Daarom moet je misschien meer oppervlakteruwigheidsparameters bepalen om deze verschillen te onderscheiden.

De gemiddelde hoogte van oneffenheden (of gemiddelde ruwheid Rz) beoordeelt de oppervlakteruwigheid door het gemiddelde te berekenen van de vijf grootste "piek-tot-dal" verschillen binnen vijf meetlengtes. Het is een vaker gebruikte indicator in Europa en Azië.

RMS-ruwheid meet de wortel van het gemiddelde kwadraat van alle pieken en dalen van een oppervlak. Omdat de RMS-ruwheidsindicator meer punten gebruikt dan de Rz-ruwheid, is het nauwkeuriger dan Rz. Het is meestal een goede optie als je Ra niet wilt berekenen.

Oppervlakteafwerkingsgrafiek: Conversie van oppervlakteruwigheidsindicatoren

Tabel 1 geeft de conversiegrafiek voor oppervlakteruwigheid voor Ra, Rz en RMS-ruwheidsindicatoren.

Top-bewerking en oppervlakteafwerkingsdiensten: Gensun kan helpen

Nu je begrijpt wat oppervlakteafwerking en de oppervlakteruwigheidsgrafiek inhoudt, ga je waarschijnlijk akkoord dat oppervlakteafwerkingsoperaties de beste technologieën en experts vereisen om het gewenste onderdeel te vervaardigen.

Gensun Precision Machining is al bijna twee decennia in bedrijf en levert uitmuntende bewerkingsdiensten in Azië. We hebben niet alleen expert ingenieurs en werktuigmakers, maar ook een toegewijd team van kwaliteitscontrole-experts die ervoor zorgen dat onze bewerkte onderdelen voldoen aan de oppervlakteruwigheidseisen van onze klanten.

Lees meer over onze CNC-bewerkingsdiensten.