Auswahl der richtigen Oberflächenrauheit für die CNC-Bearbeitung

Die CNC-Bearbeitung ist ein hochpräziser und präziser Fertigungsprozess, der Teile mit Toleranzen von bis zu 0,025 mm herstellen kann. Da es sich bei der CNC-Bearbeitung jedoch um eine subtraktive Fertigungsmethode handelt, hinterlässt die CNC-Bearbeitung Schnittspuren, die eine gewisse Rauhigkeit auf der Oberfläche des fertigen Produkts erzeugen.

Was ist Oberflächenrauheit?

Die Oberflächenrauheit ist ein Maß für die durchschnittliche Textur der Oberfläche eines Teils, in diesem Fall nach der CNC-Bearbeitung. Es gibt verschiedene Parameter, die verwendet werden, um die Oberflächenrauheit zu definieren. Eines der allgegenwärtigsten davon ist Ra (Roughness Average), das aus den Unterschieden zwischen Höhen und Tiefen auf einer Oberfläche abgeleitet wird. Die Oberflächenrauhigkeit Ra wird mikroskopisch gemessen und wird normalerweise in Mikrometern (x 10~⁶ m) angegeben. Beachten Sie, dass sich die Oberflächenrauheit in diesem Zusammenhang von der Oberflächenbeschaffenheit unterscheidet. Die Oberflächenbeschaffenheit eines bearbeiteten Teils kann durch verschiedene Veredelungsverfahren wie Eloxieren, Perlstrahlen und Galvanisieren verbessert werden. Die Oberflächenrauheit bezieht sich hier auf die Oberflächenstruktur eines Teils im bearbeiteten Zustand.

Wie werden verschiedene Oberflächenrauheitsoptionen erreicht?

Die Oberflächenrauheit eines Teils nach der Bearbeitung ist normalerweise nicht zufällig. Stattdessen wird darauf geachtet, dass eine bestimmte Rauhigkeit erreicht wird. Das bedeutet, dass Oberflächenrauheitswerte im Voraus geplant werden. Allerdings wird in der Regel nicht irgendein Wert angegeben. In der Fertigung gibt es bestimmte Ra-Werte, die als Industriestandards gelten, wie in ISO 4287 angegeben. Dies sind die Werte, die während der CNC-Bearbeitung angegeben werden können. Sie reichen von 25 um bis 0,025 um und gelten für alle Arten von Herstellungs- und Nachbearbeitungsvorgängen.

Bei Xometry Europe bieten wir vier Oberflächenrauheitsstufen an, die auch die Werte sind, die normalerweise für CNC-Bearbeitungsanwendungen angegeben werden:

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

Für unterschiedliche Anwendungen werden unterschiedliche Rauheitswerte benötigt. Geringere Oberflächenrauigkeiten sollten nur bei Bedarf angegeben werden. Denn je niedriger der Ra-Wert ist, desto mehr Bearbeitungsaufwand/Operationen und Qualitätskontrolle sind erforderlich. Sie können Bearbeitungskosten und -zeit erheblich in die Höhe treiben. Nachbearbeitungsvorgänge werden normalerweise nicht angewendet, wenn bestimmte Oberflächenrauheitswerte erforderlich sind. Dies liegt daran, dass diese Vorgänge nicht genau kontrolliert werden können und die Maßtoleranz von Teilen beeinflussen können.

Die Oberflächenrauheit beeinflusst die Funktionalität, Leistung und Haltbarkeit von Teilen in bestimmten Anwendungen erheblich. Es beeinflusst den Reibungskoeffizienten, den Geräuschpegel, den Verschleiß, die Hitze und die Haftfähigkeit eines Teils im Gebrauch. Die Bedeutung dieser Faktoren variiert je nach Anwendung, und während die Oberflächenrauheit eines Teils in bestimmten Anwendungen belanglos ist, ist sie in vielen anderen kritisch. Zu diesen Anwendungen gehören Hochspannungs-, Belastungs- und Vibrationsszenarien, Füge- und Bewegungsbaugruppen, schnell rotierende Teile und medizinische Implantate. Wie bereits erwähnt, sind bei verschiedenen Anwendungen unterschiedliche Grade an Oberflächenrauhigkeit erforderlich.

Im Folgenden werden die von Xometry Europe angebotenen Rauheitsgrade und alles, was Sie wissen müssen, um den richtigen Ra-Wert für Ihre Anwendung auszuwählen, untersucht.

3,2 μm Ra

Dies ist die standardmäßige kommerzielle Maschinenausführung. Es ist für die meisten Verbraucherteile geeignet und ausreichend glatt, enthält jedoch sichtbare Schnittspuren. Sofern nicht anders angegeben, wird die standardmäßige Oberflächenrauheit angewendet.

3,2 μm Ra ist die empfohlene maximale Oberflächenrauheit für Teile, die Spannungen, Belastungen und Vibrationen ausgesetzt sind. Es kann auch zum Verbinden von sich bewegenden Oberflächen verwendet werden, wenn die Last leicht und die Bewegung langsam ist. Es wird mit hohen Geschwindigkeiten, feinen Vorschüben und leichten Schnitten bearbeitet.

1,6 μm Ra

In der Regel sind bei dieser Option nur leicht sichtbare Schnittmarken vorhanden. Diese Ra-Bewertung wird für enge Passungen und beanspruchte Teile empfohlen und ist ausreichend für sich langsam bewegende und leicht belastete Oberflächen. Es ist jedoch nicht geeignet für schnell rotierende Teile und Teile, die starken Vibrationen ausgesetzt sind. Diese Oberflächenrauhigkeit wird durch hohe Geschwindigkeiten, feine Vorschübe und leichte Schnitte unter kontrollierten Bedingungen erzeugt.

Preis: für eine Standard-Aluminiumlegierung (z. B. 3.1645) erhöht diese Option den Produktionspreis um ca. 2,5 %. Dies könnte mit der Komplexität des Teils zunehmen.

0,8 μm Ra

Diese Oberflächenbeschaffenheit gilt als hochwertig und erfordert eine sehr genaue Kontrolle bei der Herstellung, was mehr kostet. Es ist für Teile erforderlich, die einer Spannungskonzentration ausgesetzt sind. Wenn die Bewegung gelegentlich und die Belastungen gering sind, kann es für Lager verwendet werden.

Preis: bei einer Standard-Aluminiumlegierung (z. B. 3.1645) erhöht diese Option den Produktionspreis um ca. 5 %. Dies könnte mit der Komplexität des Teils zunehmen.

0,4 μm Ra

Dies ist die feinste (technisch am wenigsten raue) und hochwertigste Oberflächenrauhigkeit, die angeboten wird. Es eignet sich für Teile, die unter hoher Spannung oder Beanspruchung stehen. Es wird auch für schnell rotierende Bauteile wie Lager und Wellen benötigt. Diese Oberflächenrauhigkeit ist in der Herstellung am aufwändigsten und sollte nur dann angegeben werden, wenn es auf Glätte ankommt.

Preis: für eine Standard-Aluminiumlegierung (z. B. 3.1645) erhöht diese Option den Produktionspreis um ca. 11-15 %. Dies könnte mit der Komplexität des Teils zunehmen.

Bei Xometry sind wir in der Lage, Ihre CNC-bearbeiteten Teile mit jeder dieser Oberflächenrauheitsoptionen herzustellen. Laden Sie einfach Ihr Modell auf unserer Sofortangebotsplattform hoch und wählen Sie Ihre bevorzugte Oberflächenrauheit aus, um in Sekundenschnelle ein Angebot zu erhalten.