Oberflächenrauheitsmessung
Die Messung der Oberflächenrauheit dient dazu, die Mikrostrukturen einer Oberfläche zu ermitteln und durch Kenngrößen quantitativ zu bewerten. Unter Rauheit versteht man im engeren Sinne die kurzwelligen Unregelmäßigkeiten von Oberflächen. Die langwelligen Anteile werden als Welligkeit und die noch längeren als Ebenheitsabweichungen einer Oberfläche bezeichnet. Die jeweiligen Anteile einer Oberflächenstruktur wirken sich in unterschiedlicher Weise auf die funktionellen Eigenschaften einer Oberfläche aus und sind daher getrennt zu bewerten.
Wir führen als Steinbeis-Transferzentrum Oberflächenrauheitsmessungen als Dienstleistung durch und bestimmen passgenaue Kenngrößen aus den aktuellen Normen.
Wozu dient die Oberflächenrauheitsmessung?
- Funktion: Die Rauheit einer Oberfläche beeinflusst maßgeblich die mechanischen und physikalischen Eigenschaften eines Bauteils wie Reibung, Verschleiß, Haftfestigkeit, Dichtfunktion oder Schmierfilmbildung.
- Haftfestigkeit: Die Oberflächenrauheit ist neben der Sauberkeit einer Bauteiloberfläche die entscheidende Größe für eine gute Haftung einer Beschichtung.
- Tribologie: In der Tribologie, der Lehre von Reibung, Schmierung und Verschleiß, spielt die Oberflächenrauheit eine entscheidende Rolle. Eine gezielte Gestaltung der Rauheit kann die Schmierfilmbildung verbessern und damit die Lebensdauer von Bauteilen verlängern.
- Verbindungstechnik: Bei Verbindungstechniken wie Kleben, Schweißen oder Löten kann die Rauheit die Festigkeit der Verbindung beeinflussen. Eine geeignete Rauheit kann die mechanische Verankerung und damit die Festigkeit der Verbindung verbessern.
- Qualitätssicherung: Die Rauheitsmessung trägt dazu bei, dass die gefertigten Teile den Spezifikationen und Qualitätsstandards entsprechen. Eine zu raue oder zu glatte Oberfläche kann die Funktionalität eines Bauteils beeinträchtigen.
Was bietet unser Steinbeis-Transferzentrum?
- Oberflächenrauheitsmessung:Mit modernsten Messgeräten führen wir präzise Messungen durch und liefern Ihnen verlässliche Daten über die Bauteiloberfläche.
- Fachkundige Expertise: Die Messungen werden von qualifizierten Mitarbeitern/innen durchgeführt, die Ihnen bei Fragen gerne zur Verfügung stehen.
- Kundenzentrierter Ansatz: Jeder Auftrag ist individuell, daher sind unsere Analysen auf die jeweiligen kundenspezifischen Anforderungen zugeschnitten.
- Beratungen und Schulungen: Wir stehen Ihnen nicht nur als Dienstleister zur Seite, sondern bieten auch Beratung und Schulung an.
Dienstleistungen
OPTISCHE RAUHEITSMESSUNG
Die optische Rauheitsmessung dient dazu, die Mikrostruktur von Oberflächen flächenhaft mit einem Lichtstrahl zu erfassen und durch Kenngrößen zu quantifizieren. Mit Hilfe der optischen Oberflächenmesstechnik ist es möglich, die Rauheit, Welligkeit und Ebenheit von Oberflächen dreidimensional und damit vollständig zu erfassen. Aus dem Ergebnis einer optischen Messung können sowohl die flächenhaften 3D-Kenngrößen als auch die profilhaften 2D-Kenngrößen des Tastschnittverfahrens berechnet werden. Darüber hinaus erreicht die optische Messung einer Oberfläche eine wesentlich höhere Auflösung und Genauigkeit als die taktile Messung mit einem Taststift. Zudem können auch empfindliche Materialoberflächen berührungslos gemessen werden. Bei optisch nicht zugänglichen Messstellen werden Negativabdrücke der Oberfläche angefertigt und diese anschließend vermessen.
TAKTILE RAUHEITSMESSUNG
Bei der taktilen (berührenden) Oberflächenmessung wird die Oberfläche als zweidimensionales Profil im sogenannten Tastschnittverfahren erfasst und daraus die 2D-Kenngrößen nach ISO 4287 (zurückgezogen), ISO 13565-2 (zurückgezogen) und ISO 21920-2:2021 ermittelt. Neben den weit verbreiteten Kenngrößen mittlere Rautiefe Rz und Rauheit Ra aus dem Jahr 1974 bieten die Normen eine umfangreiche Auswahl an Kenngrößen zur gezielten quantitativen Charakterisierung von Oberflächeneigenschaften. Die Genauigkeit der taktilen Messung reicht leider oft nicht aus, um alle Mikrostrukturen einer Oberfläche zu erfassen, da der Radius der Diamantspitze als morphologischer Filter wirkt. Zudem wird bei der Profilmessung nur ein kleiner, nicht repräsentativer Teil der Oberfläche erfasst. Darüber hinaus ist die taktile Messung mit einer harten Diamantspitze bei Werkstoffen mit unzureichender Härte problematisch. Durch die Riefenbildung infolge Furchung kann die tatsächliche Oberflächenrauheit nicht genau ermittelt werden.
Taktile Rauheitsmessung (REM Aufnahme)
DRALLMESSUNG
Die Drallmessung dient zur Prüfung von Wellenoberflächen auf Drall in Form von schraubenförmigen Strukturen. Die Drallmessung erfolgt durch taktile Rauheitsmessungen über den Umfang mit speziellen Messbedingungen nach Daimler-Norm MBN 31007-7 oder Bosch-Norm ZFN 5032. Daraus werden die Drallkennwerte berechnet und mit den zulässigen Grenzwerten verglichen.
RASTERKRAFTMIKROSKOPIE (AFM)
Für sehr hochauflösende Oberflächenmessungen wird die Rasterkraftmikroskopie (AFM – atomic force microscopy) eingesetzt. Die Rasterkraftmikroskopie erfasst die Topographie einer Oberfläche mit der höchsten Auflösung aller mikroskopischen Techniken. Dabei rastert eine an einer Blattfeder befestigte Messnadel die Oberfläche zeilenweise ab und erfasst die Struktur einer Oberfläche im Nanometerbereich.
KONTUR- und FORMMESSUNG
Bei der Kontur- und Formmessung werden Bauteile hinsichtlich geometrischer Eigenschaften wie Längenmaße, Winkel, Konturen sowie Form- und Lageabweichungen, z.B. Ebenheit, gemessen. Dies erfolgt im Steinbeis-Transferzentrum mit taktilen und optischen Messgeräten.
Gerne erstellen wir Ihnen ein Angebot für eine Oberflächenrauheitsmessung.
Oberflächenmessung
Das Ziel der Oberflächenmessung ist die Quantifizierung der geometrischen, topografischen und texturalen Eigenschaften einer Oberfläche. Solche Messungen sind entscheidend für die Beurteilung der Qualität von Oberflächen, sei es in der Fertigung, der Materialwissenschaft, der Qualitätskontrolle oder anderen Anwendungen.
- Optische Oberflächenmessung: Für eine umfassende Charakterisierung werden im Steinbeis-Transferzentrum moderne Messsysteme eingesetzt, um die Topographie einer Oberfläche (Rauheit, Welligkeit, Ebenheit) flächenhaft und damit vollständig zu vermessen.
- Taktile Oberflächenmessung: Die taktile Profilmessung von Oberflächen nach dem Tastschnittverfahren ist eine schnelle und einfache Methode zur Beurteilung der Oberflächenbeschaffenheit, deren Haupteinsatzgebiet die Überwachung von Fertigungsprozessen ist.
- Drallmessung: Diese dient zur Prüfung von Wellenoberflächen auf Drallstrukturen. Dies sind spiralförmige Oberflächenstrukturen, die bei rotierenden Wellendichtflächen zu Leckagen führen können.
- Rasterkraftmikroskopie (AFM): Die hochauflösende Erfassung von Oberflächenstrukturen wird durch den Einsatz eines Rasterkraftmikroskops ermöglicht.
- Kontur- und Formmessung: Damit können Längenmaße, Radien, Winkel, aber auch Form- und Lageabweichungen von Bauteilen, wie z.B. die Ebenheit einer Bauteiloberfläche, bestimmt werden.