Messung der Oberflächenrauheit: Praktische Tipps für den Einstieg

作者 Marcel Lucas - 2020年 12月 03日

Ausrüstung für die Messung der Oberflächenrauheit

Wo fängt man an? Das ist eine berechtigte Frage, wenn Sie die Oberflächenrauheit messen wollen, da zunächst zwei Aspekte geklärt werden müssen.

Als Erstes müssen Sie überlegen, mit welcher Methode die Messung durchgeführt werden soll. Viele Geräte können Oberflächenrauheitsmessungen durchführen, haben jedoch spezifische Vor- und Nachteile, sodass es schwierig sein kann, das optimale Gerät für die jeweilige Probe zu finden.

Außerdem muss geklärt werden, wie die Messung ausgewertet wird. Aus den erfassten Daten können Hunderte von Rauheitsparametern abgeleitet werden, sodass nicht immer klar ist, welche für eine Anwendung relevant sind.

Dieser Artikel erläutert diese Herausforderungen im Detail und liefert Ideen, um alle Teile der Rauheitsmessung einfach und effizient zu gestalten.

Durchführen von Messungen der Oberflächenrauheit

In der Vergangenheit haben Prüfer die Oberflächenrauheit mit einfachen Handmessgeräten ermittelt. Die Datenausgabe erfolgte manuell, die Analyse erforderte einen separaten Prozess und die Messungen waren zeitaufwändig und fehleranfällig.

Heute bieten viele Geräte einen effizienteren Arbeitsablauf und eine benutzerfreundliche Bedienoberfläche mit Datenanzeigen, Touchscreen, Netzwerkanbindung und Computern zur Verarbeitung der Daten. All diese Verbesserungen haben die Produktivität erheblich gesteigert.

Da Systeme immer weiter verbessert werden, spielt aber mittlerweile die Genauigkeit eine größere Rolle als die Produktivität. Hinzu kommt, dass die Höchstanforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit inzwischen strenger sind. Sie liegen üblicherweise im Bereich von 0,15–0,20 µm, was hochauflösende Messgeräte verlangt.

Hochauflösende Messgeräte im Vergleich: Welches eignet sich für die Messung der Oberflächenrauheit am besten?

Ein hochauflösendes Messgerät ist das Rasterkraftmikroskop, das Rauheitsmessungen mit einer Höhenauflösung, die beinahe dem Durchmesser eines Atoms entspricht. Dieses Mikroskop hat jedoch eine langsame Scangeschwindigkeit und einen begrenzten Scanbereich. Für große Proben ist diese Technik ungeeignet, insbesondere für Proben mit gekrümmten Oberflächen, bei denen ein großer Scanbereich für aussagekräftige Ergebnisse erforderlich ist.

Wie Sie anhand dieser wichtigen Überlegungen sehen, müssen Sie das Messgerät anhand verschiedener Faktoren – beispielsweise Durchsatz, Auflösung und Scanbereich – sorgfältig auswählen.

Optische Geräte wie konfokale Laserscanning-Mikroskope wiederum ermöglichen die schnelle Erzeugung von 3D-Bildern von relativ großen Proben mit hoher Auflösung. Mit diesem zerstörungsfreien Verfahren können auch raue Oberflächen mit Hohlräumen untersucht werden, die für Tastschnittgeräte schwer zu erreichen sind.

Mit einem 3D-Bild können Sie den Untersuchungsbereich schnell lokalisieren und wissen genau, wo die Daten erfasst werden. Diese Vorteile reduzieren die Messzeit erheblich und verbessern die Genauigkeit bei kleinen Proben und mikroskopischen Merkmalen.

Mit optischen Systemen wie unserem konfokalen LEXT OLS5000 Laserscanning-Mikroskop sind Genauigkeit und Wiederholbarkeit nach der Kalibrierung mit rückverfolgbaren Standards garantiert, sodass Sie den Ergebnissen Ihrer Prüfungen vertrauen können.

Gerät für die Messung der Oberflächenrauheit

Das konfokale OLS5000 Mikroskop ist ein leistungsstarkes Werkzeug, mit dem Sie Oberflächenmerkmale schnell scannen und genaue Messungen durchführen können

Auswertung der Messungen der Oberflächenrauheit

Sobald eine Messung abgeschlossen ist, werden die Messergebnisse nächste Schritt auszuwerten. Informationen über die Rauheit werden normalerweise mit einem einzigen Parameter, Ra, angegeben. Mit Ra werden jedoch nur begrenzte Informationen über Variationen der Oberflächentopografie erfasst. Informationen über die Dichte von Unebenheiten oder die Periode oder die Form von regelmäßigen Mustern bleiben unberücksichtigt.

Aufgrund der begrenzten Informationen, die der Ra-Wert liefert, mussten die Ingenieure zusätzliche Rauheitsparameter definieren, die Eigenschaften wie Periode, Form, Schärfe, Volumen und vorherrschende Ausrichtung quantifizieren. Die Software für unser konfokales LEXT OLS5000 Lasermikroskop kann fast hundert Parameter ableiten, die übersichtlich und anwendungsspezifisch in verschiedene Kategorien eingeteilt sind.

Zum Beispiel quantifizieren Volumenparameter das Volumen von Oberflächenunebenheiten und Vertiefungen, was eine wichtige Information für Schmier- und Verschleißstudien ist. Charakteristische Parameter, z. B. Spitzendichte und durchschnittliche Krümmung, beschreiben die Wirkung der Oberflächenbehandlung und -struktur in der additiven Fertigung. Sie müssen die Bedeutung all dieser Parameter verstehen und diejenigen ermitteln, welche für Ihre Anwendung am relevantesten ist.

Praktische Tipps für die Messung der Oberflächenrauheit

Optische Systeme wie unser konfokales LEXT Mikroskop können viele Herausforderungen bei der Messung der Oberflächenrauheit überwinden. Um mehr über das Mikroskop zu erfahren und praktische Tipps für die Messung der Oberflächenrauheit zu entdecken, besuchen Sie unser umfassendes Portal für die Messung der Oberflächenrauheit.

Methoden für die Messung der Oberflächenrauheit