Taktile Rauheitsmessung

Bei der taktilen (berührenden) Oberflächenmessung wird die Oberfläche im sogenannten Tastschnittverfahren als zweidimensionales Profil erfasst. Dabei wird ein feiner, diamantbesetzter Messtaster, auch „Tastnadel” genannt, mit konstanter Geschwindigkeit über die Oberfläche bewegt. Die vertikalen Auslenkungen des Tasters erfassen dabei die Höhenunterschiede. Aus dem so aufgenommenen Profil lassen sich charakteristische Rauheitskennwerte berechnen. Taktile Messgeräte werden häufig zur einfachen Bestimmung der Oberflächenrauheit und zur Qualitätskontrolle eingesetzt.

Idealerweise sollte die Tastspitze einen Spitzenradius von 2 µm und einen Kegelwinkel von 60° aufweisen. Spitzenradien von 5 µm und 10 µm sind je nach Einstellungsklasse jedoch ebenfalls möglich. Ein Kegelwinkel der Tastspitze von 90° ist ebenfalls möglich, führt jedoch zu Unterschieden im Messergebnis im Vergleich zu einer Tastspitze mit einem Kegelwinkel von 60°.

Aus der Rauheitsmessung werden die 2D-Kenngrößen gemäß den zurückgezogenen Normen ISO 4287 und ISO 13565-2 sowie der aktuellen Norm ISO 21920-2:2021 berechnet. Neben den veralteten Kenngrößen „maximale Höhe der Rauheit Rz” und „arithmetisches Mittel der Höhe Ra” bieten die aktuellen Normen eine umfangreiche Auswahl an Kenngrößen zur gezielten Charakterisierung von Oberflächeneigenschaften.

Bei weichen Werkstoffen wie Kunststoffen, Elastomeren, Beschichtungen oder empfindlichen Aluminiumoberflächen kann eine taktile Rauheitsmessung mit einer Diamanttastspitze das Messergebnis verfälschen. Aufgrund der hohen Härte des Diamanten dringt die Tastspitze in die Oberfläche ein oder ritzt sie leicht an. Dadurch wird nicht die ursprüngliche Oberflächenstruktur erfasst, sondern eine durch die Messung beeinflusste Topografie. Dieser Effekt nimmt mit abnehmender Materialhärte und steigendem Härteunterschied zwischen Prüfkörper und Diamantspitze zu. Für die zuverlässige Charakterisierung weicher oder empfindlicher Oberflächen müssen daher optische Messverfahren eingesetzt werden.

Tastspur durch Diamantnadel