Rauheitsmessung
Die Rauheitsmessung ist ein zentrales Verfahren der Fertigungs- und Qualitätstechnik, mit dem sich die Oberflächenrauheit von Werkstücken präzise bestimmen lässt. Unter Oberflächenrauheit versteht man feine, meist periodische Unebenheiten, die durch Bearbeitungsprozesse wie Drehen, Fräsen, Schleifen oder Polieren entstehen. Sie beeinflussen die Funktion, Passgenauigkeit und Lebensdauer von Bauteilen maßgeblich.
Zur Bestimmung der Rauheit wird die Oberfläche entlang einer definierten Messstrecke analysiert. Häufig kommt das Tastschnittverfahren zum Einsatz: Eine feine Diamantspitze erfasst dabei die Höhen und Tiefen der Oberfläche und berechnet daraus ein präzises Oberflächenprofil. Ergänzend setzen wir optische Rauheitsmessverfahren wie Laser- oder Weißlichtmessungen ein, die sich besonders für empfindliche, beschichtete oder sehr kleine Bauteile eignen.
Als Steinbeis-Transferzentrum bieten wir Rauheitsmessungen als professionelle Dienstleistung für Industrie, Entwicklung und Qualitätssicherung an – zuverlässig, normgerecht und praxisnah.
Leistungen
- Rauheitsmessung
- Welligkeitsmessung
- Linien-Kennwerte 2D
- Flächen-Kennwerte 3D
- Beratungen
- Seminare
Methoden
- Taktile Rauheitsmessungen
- Optische Rauheitsmessungen
Gerne erstellen wir Ihnen ein Angebot für eine Rauheitsmessung.
Rauheit und Welligkeit
Eine Oberflächenmikrostruktur lässt sich in kurzwellige und langwellige Anteile zerlegen. Die Summe aller kurzwelligen stellt die Rauheit und die Summe aller langwelligen die Welligkeit einer Oberfläche dar. Beide wirken sich in unterschiedlicher Art und Weise auf die funktionalen Eigenschaften einer Oberfläche bzgl. Reibung-, Verschleiß- und Dichtverhalten aus. Neben den bekannten Rauheitswerten
- arithmetischer Mittelwert der Rauheit Ra,
- maximale Höhe der Rauheit Rz und
- relativer Materialanteil (Taganteil) Rmr
werden in der neuen Norm ISO 21920-2:2021 eine umfangreiche Auswahl an Kenngrößen zur passgenauen quantitativen Beschreibung von Oberflächenstrukturen zur Verfügung gestellt.
Rauheitsmessung Ra
Der arithmetische Mittelwert der Rauheit Ra (alt: Mittenrauwert) berechnet sich als Mittelwert aus den Beträgen aller Profilwerte des Rauheitsprofil. Leider stellt der Ra keine brauchbare Kenngröße dar und liefert keine Aussagen über die Ausprägungen der Oberflächenstrukturen. Er wurde in den 1930er Jahren eingeführt, weil er messbar war, nicht weil er aussagekräftigt ist.
Rauheitsmessung Rz
Die maximale Höhe der Rauheit Rz (alt: mittlere Rautiefe) berechnet sich als arithmetischer Mittelwert von i.d.R. fünf Einzelrautiefen in aufeinanderfolgender Abschnittslängen der Auswertelänge (früher: Messstrecke). Der Rz beträgt ca. das 3-10fache wie Ra, wobei es keine allgemeingütige Umrechnung oder gar eine Korrelation zwischen Rz und Ra gibt.
Maximale Höhe der Rauheit Rz
Traganteil Rmr messen
Klassische Rauheitskennwerte wie Ra oder Rz beschreiben lediglich die mittlere Höhenverteilung von Spitzen und Tälern. Für viele technische Anwendungen sind diese Angaben jedoch zu allgemein, da sie weder den tatsächlichen Lasttraganteil noch die Funktionalität der Oberfläche in ihrer Umgebung ausreichend abbilden.
Vor diesem Hintergrund rückt der relative Materialanteil Rmr nach ISO 21920-2:2021 in den Fokus der Oberflächenbewertung. Als Traganteil beschreibt er den Materialanteil der Oberfläche bei einer definierten Schnitthöhe und macht somit die reale Tragfähigkeit sichtbar.
Die Kenngröße relativer Materialanteil Rmr beziehungsweise Traganteil Rmr wird aus der sogenannten Materialanteilkurve (MRK) ermittelt. Diese gibt für eine bestimmte Schnitthöhe dc relativ zum Bezugsniveau cp den kumulierten Materialanteil in Prozent an.
Relativer Materialanteil Rmr nach ISO 21920-2:2021
Methoden
Taktile Rauheitsmessung
Ein feiner, diamantbesetzter Messtaster (auch „Tastnadel“ genannt) fährt mit konstanter Geschwindigkeit über die Oberfläche und dabei werden die Höhenunterschiede aufgezeichnet. Die taktile Messgeräte werden für eine einfache Messung der Oberflächenrauheit und zur Kontrolle eingesetzt.
- Vorteile: Günstig und einfach in der Handhabung.
- Nachteile: Oberflächenkontakt erforderlich, eventuell Oberflächenbeschädigung möglich. Es können nur Linien-Kennwerte (2D) ermittelt werden, die weniger aussagekräftig sind.
Optische Rauheitsmessung
Die optische Messung von Oberfläche ist berührungslos und wird heutzutage immer häufiger eingesetzt. Damit wird die Oberflächenstruktur vollständig erfasst. Optische Systeme, wie z.B. Weißlichtinterferometer und Konfokalmikroskope, vermessen Oberflächen berührungslos durch Interferenzen oder durch Lichtreflexion.
- Vorteile: Kein Oberflächenkontakt (zerstörungsfrei). Vollständige Erfassung der Oberflächenmikrostruktur. Berechnung von Flächen-Kenngrößen (3D) und Linien-Kenngrößen (2D). Für empfindliche und sehr weiche Oberflächen geeignet.
- Nachteile: Hohe Anschaffungskosten. Anspruchsvolle Bedienung und korrekte Datenaufbereitung erfordert viel Erfahrung.
Seminar Rauheit und Rauheitsmessung
Das Seminar Rauheit und Rauheitsmessung führt Sie schrittweise in die neue GPS-Norm ISO 21920:2021 zur Beschreibung der Oberflächenrauheit, in die entsprechenden Oberflächenangaben in Zeichnungen sowie in die dazugehörige Oberflächenmessung ein. Die neue Norm bringt zahlreiche Änderungen für die Rauheitskennwerte, die Rauheitsmessung und die Oberflächenangaben in Zeichnungen mit sich. Im Seminar wird der Bogen von der Theorie bis zur praktischen Umsetzung der neuen Norm gespannt. Die Teilnehmer/innen sind nach dem Seminar in der Lage, Angaben zur Rauheit und Welligkeit einer Oberflächentopographie auf Zeichnungen nach der neuen Norm zu spezifizieren, zu interpretieren, Messungen durchzuführen und auszuwerten.