Ra-Wert; das Maß für Schleifen und Polieren
Beim Schleifen von rostfreiem Stahl, Aluminium, Messing und anderen Werkstoffen haben wir es mit Oberflächenrauhigkeit zu tun. Mit dem Auge kann man natürlich feststellen, ob etwas schön oder ordentlich ist, aber das bleibt dann etwas Subjektives. Mit einem Rauheitswert (Ra-Wert) hat man etwas in der Hand, das man messen kann. So bestimmt oft die Anwendung, welcher Ra-Wert benötigt wird. In diesem Artikel lesen Sie alles, was Sie über Oberflächenrauheit, niedrige Rauheitswerte und den Unterschied zwischen Ra, Rt und Rz wissen müssen.
Die Oberflächenrauheit, auch Ra-Rauheit genannt, ist ein Begriff aus der Reibungslehre und wird hauptsächlich in der Metallindustrie verwendet. Wir verwenden diesen Begriff, um, wie der Name schon sagt, die Rauheit einer Oberfläche zu bezeichnen. Die folgenden Begriffe werden zu diesem Zweck verwendet:
Ra-Wert;
Rt-Wert;
Rz-Wert.
Wenn wir wissen wollen, was Oberflächenrauhigkeit bedeutet, müssen wir zunächst wissen, wie das Profil von nichtrostendem Stahl aussieht. Wenn wir die Oberfläche eines Metalls heranzoomen, sieht sie wie ein Diagramm mit Spitzen und Tälern aus. Dies nennt man das Profil. Ein Beispiel für ein Profil sehen Sie in der Abbildung unten.
Die gebräuchlichste Angabe der Oberflächenrauhigkeit ist der Wert Ra. Dieser bezieht sich auf einen Mittelwert aller Abweichungen von einer Geraden, innerhalb der zu messenden Länge. Die Messung dieses Wertes erfolgt mit einem Profilmessgerät oder einem Laserscanner. Je größer diese Abweichung ist, desto rauer ist die Oberfläche. Ist der Ra-Wert klein, bedeutet dies, dass die Oberfläche glatt ist. Der Ra-Wert wird in Mikrometern (µm) oder Mikrozoll (µin.) angegeben.
Der Rauheitswert wird gemessen, indem ein Taster, eine kleine und empfindliche Nadel, über die zu messende Oberfläche geführt wird. Dabei werden die Spitzen und Täler des Materials gemessen, im Falle einer geschliffenen Platte also die Tiefe und Höhe der durch das Schleifen entstandenen Kratzer.
Ra, Rz und Rt beschreiben alle die Rauheit einer Oberfläche, jedoch auf unterschiedliche Weise:
Ra-Wert: die durchschnittliche Abweichung des gesamten gemessenen Profils von der Mittellinie. Da Ra einen Mittelwert darstellt, haben einzelne tiefe Kratzer oder hohe Spitzen vergleichsweise wenig Einfluss auf das Ergebnis.
Rz-Wert: der Höhenunterschied zwischen der höchsten Spitze und dem tiefsten Tal innerhalb einer Einzelmessstrecke. Dieser Wert wird über mehrere Einzelmessstrecken ermittelt und anschließend gemittelt. Rz reagiert daher empfindlicher auf lokale Spitzen, Riefen und Beschädigungen als Ra.
Rt-Wert: der gesamte Höhenunterschied zwischen der höchsten Spitze und dem tiefsten Tal über die vollständige Auswertelänge. Rt zeigt somit die extremste Abweichung innerhalb der gesamten Messung.
Zwei Oberflächen können daher den gleichen Ra-Wert aufweisen, obwohl eine der beiden tiefere Kratzer oder höhere Spitzen enthält. Neben Ra können deshalb auch Rz und Rt von Bedeutung sein, beispielsweise wenn Reinigbarkeit, Abdichtung, Verschleiß oder Produktanhaftung eine Rolle spielen. Welcher Wert maßgeblich ist, hängt von der Anwendung und der vereinbarten Messspezifikation ab.
Die Definitionen wurden anhand der ISO-Methodik und des Messleitfadens von Mitutoyo überprüft.
Eine niedrige Ra-Rauigkeit ist in vielen Fällen wünschenswert. Gründe dafür sind Reinigung und Verschleiß. Edelstahl und andere Werkstoffe sollten in der Regel eine geringe Oberflächenrauheit aufweisen, damit die Materialien leicht zu reinigen sind. Außerdem ist es bei einem niedrigen Rauigkeitswert weniger wahrscheinlich, dass sich Schmutz und Bakterien festsetzen. Bakterien und Mikroorganismen gedeihen auf grober Textur, Porosität, Mikrorissen und anderen unebenen Oberflächen. In einigen Branchen ist es daher wichtig, dass diese Faktoren so wenig wie möglich auf dem Material auftreten.
Darüber hinaus verlangsamt eine geringe Oberflächenrauheit den Verschleißprozess eines Materials. Je rauer die Oberfläche ist, desto schneller verschleißt sie. Dies ist teilweise auf den hohen Reibungskoeffizienten zurückzuführen, der bedeutet, dass mehr Kraft erforderlich ist, um über die Oberfläche zu gleiten.
Insbesondere bei Maschinen für die Lebensmittel- und Pharmaindustrie müssen die Schleifarbeiten den Normen für die Oberflächenrauheit entsprechen. Auch in der Halbleiterindustrie werden hohe Anforderungen an die Rauheitswerte gestellt. Um eine möglichst genaue Messung zu erreichen, werden unsere Messgeräte regelmäßig nach einem festgelegten Verfahren überprüft und kalibriert. Falls erforderlich, werden Rauheitsmessungen durchgeführt, um zu überprüfen, ob ein Produkt die Rauheitswerte einhält. Dabei wird ein Messprotokoll erstellt und an den Kunden weitergeleitet.
Um niedrige Rauhigkeitswerte zu erreichen, müssen mehrere Schritte befolgt werden. Zunächst muss die Oberfläche von den bereits erwähnten Problemen wie Rissen, Unebenheiten und Porosität befreit werden. Dies geschieht durch Schleifen und Schleifen der Oberfläche. Nach diesem "sauberen Schleifen" wird ein schrittweiser Prozess mit verschiedenen Körnungen bis zu einem feinen Finish oder einer geringen Oberflächenrauhigkeit durchgeführt. Wie in der nachstehenden Tabelle dargestellt, ist der Ra-Wert umso geringer, je feiner die Körnung ist.
Körnung | Ra-wert | Rt-wert |
|---|---|---|
# 60 | 3,4 | 23,5 |
# 100 | 2,65 | 18 |
# 120 | 2,3 | 16 |
# 180 | 1,7 | 11,5 |
# 240 | 1,2 | 7,5 |
# 280 | 0,95 | 6 |
# 320 | 0,75 | 4,5 |
# 400 | 0,45 | 2,8 |
# 500 | 0,4 | 2,5 |
Bei der obigen Tabelle ist zu bedenken, dass es sich um einen Näherungswert handelt. Wenn ein bestimmter Ra-Wert erforderlich ist, reicht die Angabe einer Korngröße nicht aus. Denn durch den Verschleiß eines Schleifbandes und vorangegangene Schleifschritte kann die Rauheit unterschiedlich ausfallen. Es ist daher wichtig, dass der Kunde in der Anwendung immer einen Ra-Wert nennt, sofern dieser gewünscht ist.
Wann ist ein hoher Rauhigkeitswert erforderlich?
In manchen Fällen ist ein hoher Rauhigkeitswert erwünscht, zum Beispiel wenn man eine bessere Haftung beim Verkleben von Edelstahlblechen erreichen will. In diesem Fall kann die Oberfläche durch grobes Schleifen aufgeraut werden. Dadurch haftet das Material besser, z. B. auf einer Grundplatte oder einer Fassade. Ein hoher Rauhigkeitswert wird auch oft für rutschhemmende Anwendungen gewählt.
Van Geenen reinigt bereits seit vielen Jahren Metall- und Kunststoffprodukte im eigenen Reinraum. Dabei handelt es sich unter anderem um Produkte aus der Hightech-, Halbleiter-, Lebensmittel-, Medizin- und Pharmaindustrie. Die Reinigung dieser Produkte erfolgt oft in Kombination mit einer Schleif- und Polierarbeit, weil sich Produkte mit einer geringen Oberflächenrauheit besser reinigen lassen. Das ist einer der großen Vorteile von Van Geenen: Erst werden Ihre Produkte auf die richtige Ra-Rauigkeit bearbeitet, dann werden sie gereinigt. Alles unter einem Dach. Van Geenen hat dafür verschiedene Möglichkeiten ohne Größenbeschränkung:
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Haben Sie Fragen zur Oberflächenrauhigkeit oder sind Sie an unseren Dienstleistungen und Produkten interessiert? Dann nehmen Sie bitte Kontakt mit uns auf. Dies gilt auch für die Anforderung eines Angebots für das Schleifen und Polieren Ihrer Materialien. Wir erstellen diese gerne für Sie, ohne jegliche Verpflichtung. Möchten Sie mit Van Geenen Kontakt aufnehmen? Sie können dies über unser Kontaktformular, per E-Mail an info@van-geenen.com oder telefonisch unter +31 (0) 548 - 543793 tun.
