Oberflächenbeschaffenheit messen meistern: Umrechnungstabelle & Expertentipps von CNCLATHING

Mit sich ändernden Fertigungsspezifikationen und verschärften Maßtoleranzen wächst der Einfluss der Oberflächenbeschaffenheit. Wie bestimmen Designer und CNC-Zerspaner die erforderliche Oberflächenbeschaffenheit? Vor der Messung der Oberflächenbeschaffenheit verstehen wir die Definition der Oberflächentextur und ihre Zusammensetzung. Zusätzlich finden Sie hier den Oberflächenrauheits-Umrechnungschart.

Was ist Oberflächenbeschaffenheit (Surface Finish)?

Oberflächenbeschaffenheit (Surface Finish), auch Oberflächentextur oder -topografie genannt, entsteht in jedem Fertigungsprozess. Sie beschreibt die Beschaffenheit einer Bauteiloberfläche, definiert durch Charakteristika von Riefenrichtung (Lay), Oberflächenrauheit (Roughness) und Welligkeit (Waviness). Die Oberflächenrauheit/Texture kann durch Techniken wie industrielles Ätzen optimiert/verändert werden, um die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit zu erreichen.

Wie misst man Oberflächenbeschaffenheit?

Eine Oberfläche besteht aus drei Grundkomponenten: Riefenrichtung/Form (Entstand durch Fehler beim Drehen eines CNC-Drehteils), Welligkeit (durch Vibrationen innen/außen) und Rauheit (durch Werkzeuggeometrie, -zustand, -härte, Schwankungen etc.). Die Oberflächengeometrie-Charakteristika haben unterschiedliche Ursachen und können bei der Analyse getrennt werden. Es gibt verschiedene Messsysteme für reine Rauheit oder alle drei Komponenten.

Messarten: Kontakt & Berührungslos

• Kontakt: Profilometer mit tastendem Messstift über die Oberfläche
• Berührungslos: Interferometrie, Konfokalmikroskopie, Fokusvariation, Strukturlicht, elektrische Kapazität, Elektronenmikroskopie, Rasterkraftmikroskopie, Photogrammetrie

Messverfahren (Technologien)

• Profilierverfahren: Hochauflösende Sonde vermisst Oberfläche
• Flächenverfahren: Endlicher Bereich messen, statistischen Mittelwert von Spitzen & Tälern berechnen
• Mikroskopieverfahren: Kontrastmessung für Informationen über Spitzen & Täler

Wie legt man die Oberflächenbeschaffenheit fest?

In der CNC-Teile-Designphase müssen Ingenieure/Designer die Oberflächenbeschaffenheit bestimmen. Die erforderliche Rauheit hängt von der Reibung der Anwendung ab oder ob Teile Verschleiß reduzieren müssen. Funktion & Verwendungszweck sind kritisch für die Oberflächentextur. Beispiel: Optische Komponenten für Röntgenstrahlung erfordern feinste Oberflächenbeschaffenheit. Designziel: so raue Oberflächen wie möglich spezifizieren, die dennoch gut funktionieren.

Oberflächenrauheits-Umrechnungschart

Tabelle zum Vergleich verschiedener Oberflächenrauheitsskalen:

• Ra = Mittlere Rauheit (Roughness Average) in µm oder µin
• RMS = Root Mean Square (quadratischer Mittelwert) in µin
• CLA = Center Line Average (Mittellinien-Durchschnitt) in µin
• Rt = Rauheitstiefe gesamt (Roughness Total) in µm
• N = Neue ISO-Gütezahlen (Grade)
• Cut-off Length = erforderliche Messlänge