Yüzey ölçümü

Yüzey ölçümünden bahsedildiğinde çoğu durumda yüzey pürüzlülüğü ölçülür.

Bu sayfada, yüzeylerin kalite güvencesi hakkında bir genel bakış bulabilirsiniz.
Doğrudan bölümlerin birine de tıklayabilirsiniz:

Yüzey pürüzlülüğü nedir?

Pürüzlülük, yüzeydeki yükseklik farklılıklarından kaynaklanan düzensizliklerdir.
Bu şekil sapmaları, yüzeydeki bir takım keisici takım hareketinden kaynaklanır. Bunlar kaba ve ince şekillere ayrılır. Kaba şekil form ve pozisyondaki sapmaları içerir, ince şekil ise dalgalanma ve pürüzlülüğü içerir:

Form: AUzun periyotlardaki sapmalar veya döngüsel olmayan sapmalar
Olası nedenleri: Takım tezgahının yönlendirilmesinde hatalar, iş parçasının yanlış sıkıştırılması, düzensiz aşınma.
Dalgalanma: Uzun düzensizlik aralıklı yüzey yapısı.
Olası nedenleri: Üretim prosesinde takım tezgahının, iş parçasının, takımların titreşimleri.
Pürüzlülük: Kısa aralıklı düzensizlikler
Olası nedenleri: Kesici takım işaretleri, taşlama diskinin tanelemesi.

Hangi ölçüm cihazının taleplerinize uygun olduğundan emin değil misiniz? Gerekli parametrelere göre filtreleyin ve size uygun çözümün görüntülenmesini sağlayın.

Uygun ölçüm cihazını bulmak

Her üretim prosesi, yüzey kalitesini etkiler ve böylece yüzey pürüzlülüğüne neden olur. Üretilen bileşenlerin kalitesini sağlamak için bir yüzeyin kalitesi pürüzlülük değeri olarak adlandırılır. Bileşenin gerçek pürüzlülüğü, bir pürüzlülük ölçüm cihazı ile yüzey profilinin ölçülmesiyle belirlenir.
Her bir üretim işlemi ile sadece belirli pürüzlülük değerlerine ulaşılabileceğine dikkat edilmelidir. Bu nedenle bunlar üretime özgü bir temelde tanımlanmalıdır. Bu, pürüzlülük değerlerinin üretim işlemine bağlı olarak tanımlandığı anlamına gelir. Aritmetik ortalamaya göre üretim işlemi başına µm cinsinden Ra’dır.

Yüzey kalitesini etkileyen faktörler şunlardır:

İşleme:
- Kesim koşulları (kesim derinliği ya da kesim hızı)
- Takımlar (germe açısı, eğim açısı, ayar açısı)
- İşleme türü (döndürme, taşlama, frezeleme)
Parça (tekstür)
- İş parçasının stabilitesi
- Soğutma yağlama maddesi
- Parçanın yontma özellikleri

Uygulamalar

Yüzey özellikleri, iş parçasının mekanik ve elektriksel veya kimyasal davranışını etkileyebilir. Yüzeylerin pürüzlülüğü, büyük ölçüde kalitelerini belirler. Yüzeylerin pürüzlülüğüne göre karakterize edilmesi teknik olarak önemlidir, çünkü pürüzlülük testi optimizasyon olanakları sunar. Buna göre, birçok endüstri pürüzlülük ölçüm cihazları ile yüzeylerin test edilmesinden yararlanabilir, örneğin:

Tıp tekniği:
Özel bir yüzey pürüzlülüğünün korunması ile örneğin bir diş implantı çenede hızla büyür. Aynı durum endoprotezlerde de geçerlidir. Bir protez doğrudan çevre dokularla temas ettiğinden bunların yüzey özellikleri son derece önemlidir. Bu nedenle, implant üreticileri ürünlerini uygun yüzey işlemleri ile her bir kullanım amacına olabildiğince optimum biçimde hazırlamak ister.
Otomobil endüstrisi:
Tahrik sistemlerindeki düşük yüzey pürüzlülüğü sürtünmeyi azaltır, yani sürtünmeden kaynaklanan enerji kaybı olabildiğince düşük tutulabilir. Yüksek verimlilik talepleri ile, krank milleri üzerindeki yatak muylularının yüzeylerindeki talepler de artmaktadır. Motoru otomatik olarak kapatan ve tekrar açan start-stop sistemlerinde, örneğin pimlerin yüzeyleri özellikle yüksek yüklere maruz kalır. Düşük bir yüzey pürüzlülüğü burada aşınmayı azaltır. Elektrikli motorlarda, yüzey pürüzlülüğü gürültüyü azaltmada da rol oynar. Burada, yüzeylerin olabildiğince düz olması gereklidir, bu nedenle pürüzlülük ölçülerek yüzeyin kalitesi sağlanmalıdır.
Elektronik ve yarı iletken:
Mikroçipler daha küçük, daha hızlı ve daha güçlü hale gelmelidir. Bu zorluk, eş zamanlılık, mesafe, çarpıklık ve hacim gibi münferit bileşenler üzerindeki geometrik toleranslara ve ayrıca nano aralığında son derece yüksek çözünürlük gerektiren ve bu nedenle genellikle optik yüzey ölçüm sistemleriyle ölçülen uyumluluk parametrelerine uyulmasını gerektirir.

Çeşitli talepler için pürüzlülük ve kontur ölçüm cihazlarının yanı sıra kombine pürüzlülük/kontur ölçüm cihazlarını sunuyoruz. Ürün Bulucumuz ile ihtiyaçlarınız için doğru yüzey ölçüm cihazını hızlı ve kolay bir şekilde bulabilirsiniz.
Sizinle bir danışmanlık veya sunum randevusu ayarlamaktan mutluluk duyarız.

Uygun ölçüm cihazını bulmak

Ölçüm yöntemleri

Bir iş parçası, pürüzlülük ölçümleriyle fonksiyon, durum ve aşınma davranışı açısından değerlendirilebilir. Bir iş parçasının yüzey kalitesini kontrol etmek için pürüzlülük ölçümüne yönelik kabaca öznel ve objektif ölçüm yöntemlerine ayrılabilen farklı yöntemler kullanılır:

Öznel yöntemler arasında iş parçasını tarayarak ve bakarak görsel ve dokunsal kontroller yapılması yer alır. Görsel kontrol, genellikle bir pürüzlülük ölçüm cihazı kullanılmadan önceki ilk adımdır. Görsel kontrol, esas olarak insanlar tarafından bir aktivite olarak gerçekleştirildiğinden, otomatik testlere kıyasla düşük verimliliğe tabidir. Bunun nedenleri, ör. konsantrasyon dalgalanmaları, performans basıncı, yorgunluk, çevresel etkiler vb’dir.
Yüzey pürüzlülüğünü ölçmek için objektif ölçüm yöntemleri olarak öncelikle dokunsal veya optik ölçüm cihazları kullanılır.
Ölçüm yöntemleri, ölçüm sistemine göre 2D veya 3D (topografi) değerlendirme sağlar. Ölçüm verileri tespit edilebilir, kaydedilebilir ve analiz edilebilir ve statik değerlendirmeler için uygundur.

Yüzey pürüzlülüğünün ölçüm tekniği bakımından tespiti ve açıklanması için problu kesim yöntemi kullanılır. Problu kesim yönteminde bir prob ucu iş parçasının yüzeyi üzerinde sabit bir hızda hareket ettirilir. Dokunsal ölçüm yönteminde, pürüzlülük ölçüm cihazının sensörü yüzeyi nokta nokta tarar. Nano ve mikrometre aralığındaki değerlerle, pürüzlülük ölçümleri için dokunsal ölçüm sistemlerinin doğruluğu çok yüksektir. Genellikle kullanımı kolaydır ve güvenilir ölçüm değerleri sağlar. Bununla birlikte, dokunsal pürüzlülük ölçüm cihazlarının yüzeyindeki hasarlar göz ardı edilemediğinden yumuşak, esnek yüzeyler için uygun değildir. Bu nedenle yüzeyleri temassız ve dolayısıyla tahribatsız ölçmek için optik, üç boyutlu ölçüm yöntemleri giderek daha fazla kullanılmaktadır.

Pürüzlülük ölçüm cihazları için ölçüm yöntemi

Dokunsal yüzey ölçüm cihazı ile yüzey pürüzlülüğünü ölçmenin doğru yöntemi, ISO 4288:1996 standardında açıklanmıştır. Pürüzlülük ölçümlerinin ön işlemi için şu yöntemi öneriyoruz:

İş parçasını temizleyin ve stabil biçimde konumlandırın.
Ölçüm sistemi kalibre edilmiş ve doğru prob kolu takılmış olmalıdır.
İş parçasını, yüzey prob ucunun eksenine dik olacak ve yüzey yapısının oluk yönü ölçüm yönüne dik olacak şekilde ayarlayın.
Pürüzlülük parametrelerinin ölçümü için profil filtresi λc ve ölçüm mesafesi belirtilmemişse ayarları tabloya göre seçebilirsiniz.
Gerekli profil filtrelerini (λc ve λs, pürüzlülük için) ayarlayın. (Bu, genellikle Gauss filtresidir).
Gerekli yüzey parametrelerini seçin.
Ölçümü yapın ve ölçüm değerlerini tespit edin.
Ölçüm sonucu teknik dokümantasyonda belirtilen izin verilen değerler ile karşılaştırın.

DIN EN ISO 4288 uyarınca pürüzlülük profili 5 münferit ölçüm mesafesinde ölçülmelidir. Pürüzlülük parametrelerinin çoğu – aritmetik ortalama pürüzlülük değeri (Ra), ortalama pürüzlülük derinliği (Rz) veya maksimum pürüzlülük derinliği (Rmax) gibi – ayrı ölçüm mesafesi üzerinden hesaplanır. Malzeme oranı (Rmr) veya pürüzlülük profilinin (Rt) toplam yüksekliği gibi karakteristik değerler tüm pürüzlülük profili boyunca görüntülenir.

Uygun ölçüm cihazını bulmak

Ölçüm mesafelerinin tanımı

Münferit ölçüm mesafesi (lr): Münferit ölçüm mesafesinin uzunluğu üst sınır eşiği uzunluğuna rakamsal olarak eşittir (lr = λc , lw = λf ).
Ölçüm mesafesi (ln): Ölçüm mesafesi (ln) münferit ölçüm mesafelerinin toplamıdır (l). En az bir münferit ölçüm mesafesi içerir, normalde beşten oluşur.
Prob mesafesi (lt): Prob sistemi tarafından yapılan ölçüm işlemi esnasında kat edilen mesafe. Ölçüm mesafesi ln ve münferit ölçüm mesafesinin tamamına veya yarısına karşılık gelen ön ve arka mesafeden (filtrenin oturtulması ve sakinleştirilmesi mesafesi) oluşur. Çok yüksek doğruluklu ölçüm sistemlerinde münferit ölçüm mesafesinin üçte birine kadar.

IMG_‬surface_sampling length and evaluating length

Yüzey özelliği parametreleri

Uzunluklar gibi boyutsal ölçümlerin aksine, ölçüm yüzeyi pürüzlülüğü açıkça tanımlanmamıştır. Bu nedenle, inşaat çizimlerinde kısaltmalarla kullanılan yüzey kalitesinin değerlendirilmesi için farklı pürüzlülük ölçümleri vardır. Klasik problu kesim yöntemini kullanan uluslararası standart DIN EN ISO 4287’ye göre en önemli pürüzlülük parametreleri şunlardır:

Ra: Uluslararası pürüzlülük parametresi, referans mesafe içindeki profil sapmalarının mutlak değerlerinin aritmetik ortalaması olarak tanımlanır.
Rmr(c): Profilin (yüzdeli) malzeme kısmı, belirtilen kesim yüksekliğindeki c (μm cinsinden) profil elemanlarının malzeme uzunluklarının toplamı ve ölçüm mesafesi ln ile belirlenir.
RSm: Ortalama oluk genişliği, profil elemanlarının Xs genişliğinin ortalama değerini tanımlar. Değerlendirme için yatay ve dikey sayım eşikleri tanımlanmıştır.
Rt: DKısaltma “pürüzlülük profilinin toplam yüksekliği” anlamına gelir ve en büyük profil ucunun Zp yüksekliğinin ve ölçüm mesafesi ln içindeki en büyük profil derinliğinin Zv toplamı anlamına gelir.
Rzi: Pürüzlülük parametresi pürüzlülük profilinin en yüksek yüksekliğini temsil eder ve münferit ölçüm mesafesi lri içindeki en büyük profil ucunun yüksekliğinin ve en büyük profil derinliğinin toplamı anlamına gelir.
Rz1max: Bu, maksimum pürüzlülük derinliği ve dolayısıyla ölçüm mesafesi ln içindeki beş ayrı ölçüm mesafesinden beş Rzi değerinin en büyüğüdür.
Rz: Ortalama pürüzlülük derinliği, ölçüm mesafesi ln içindeki beş ayrı ölçüm mesafesinden beş Rzi değerinin ortalama değeri ile tanımlanır.

Ölçüm sonuçlarına etki katsayıları

Yüzey pürüzlülüğünü ölçerseniz, ölçüm sonucu birçok faktörden etkilenebilir. Bunlar aşağıdaki gibi özetlenebilir:

Çevre (üretimde çevresel faktörler): Örneğin, pürüzlülük ölçümü sırasında sıcaklık dalgalanmaları sonucu etkileyebilir. Hava nemi de ölçüm sonucunu etkileyebilir.
Ölçüm stratejisi, örneğin ölçüm yöntemi ve prob seçimi
İnsan: Ölçüm teknisyeninin deneyimi de ölçüm sonucuna etki eder.
Ölçüm nesnesi: Yüzey ne kadar temiz?
Ölçüm cihazı: Pürüzlülük ölçüm cihazı ne kadar kolay kullanılırsa ölçümler o kadar az hatalı çıkar. Ayrıca pürüzlülük ölçüm cihazının seçimi doğruluğu artırabilir, ör. titreşimleri son derece azaltan ve yüksek bir konumlandırma doğruluğu sağlayan lineer tahrikli SURFCCOM serisi seçiminde.