O que é rugosidade da superfície? - Unidade, gráfico, medição

O que é rugosidade da superfície?

A rugosidade da superfície, muitas vezes encurtada para rugosidade, é um componente da textura da superfície. É quantificado pelos desvios na direção do vetor normal de uma superfície real de sua forma ideal.

Se esses desvios forem grandes, a superfície é áspera; se forem pequenos, a superfície é lisa. Na metrologia de superfície, a rugosidade é normalmente considerada o componente de alta frequência e comprimento de onda curto de uma superfície medida.

No entanto, na prática, muitas vezes é necessário conhecer a amplitude e a frequência para garantir que uma superfície seja adequada para um propósito.

A rugosidade desempenha um papel importante na determinação de como um objeto real irá interagir com seu ambiente. Na tribologia, as superfícies rugosas geralmente se desgastam mais rapidamente e têm coeficientes de atrito mais altos do que as superfícies lisas.

A rugosidade é muitas vezes um bom preditor do desempenho de um componente mecânico, uma vez que irregularidades na superfície podem formar locais de nucleação para trincas ou corrosão.

Por outro lado, a rugosidade pode promover a adesão. De um modo geral, em vez de descritores específicos de escala, descritores de escala cruzada, como fractalidade de superfície, fornecem previsões mais significativas de interações mecânicas em superfícies, incluindo rigidez de contato e atrito estático.

Embora um alto valor de rugosidade seja muitas vezes indesejável, pode ser difícil e caro controlá-lo na fabricação.

Por exemplo, é difícil e caro controlar a rugosidade da superfície de peças fabricadas por modelagem de deposição fundida (FDM). Diminuir a rugosidade de uma superfície geralmente aumenta seu custo de fabricação. Isso geralmente resulta em um trade-off entre o custo de fabricação de um componente e seu desempenho na aplicação.

A rugosidade pode ser medida por comparação manual com um “comparador de rugosidade de superfície”, mas geralmente uma medição de perfil de superfície é feita com um perfilômetro. Estes podem ser da variedade de contato (tipicamente uma caneta de diamante) ou óptica.

No entanto, rugosidade controlada muitas vezes pode ser desejável. Por exemplo, uma superfície brilhante pode ser muito brilhante para os olhos e muito escorregadia para o dedo (um touchpad é um bom exemplo), então é necessária uma rugosidade controlada. Este é um caso em que a amplitude e a frequência são muito importantes.

Unidade de rugosidade da superfície

A rugosidade por média aritmética (Ra) é o padrão aceito e pode ser medida em unidades inglesas (micropolegadas) ou métricas (mícrons). Os acabamentos de superfície são medidos usando instrumentos de média ou perfil. Os instrumentos de média não podem medir a ondulação e normalmente exibem os valores de acabamento da superfície em um medidor.

Como medir a rugosidade da superfície?

A rugosidade da superfície é um cálculo da suavidade relativa do perfil de uma superfície. Neste caso, há a utilização de um parâmetro numérico – Ra. O gráfico de acabamento de superfície Ra mostra a média aritmética das alturas da superfície. As alturas foram medidas através de uma superfície.

Como já mencionado, existem três componentes básicos de uma superfície. Eles incluem a rugosidade, a ondulação e o lay. Portanto, diferentes fatores estão afetando as características da geometria da superfície.

Da mesma forma, existem vários sistemas de medição de rugosidade superficial. Portanto, os sistemas incluem:

• Métodos de medição direta
• Métodos sem contato
• Métodos de comparação
• Métodos em processo

A medição direta métodos medem a rugosidade da superfície usando uma caneta. Consequentemente, envolve desenhar a caneta perpendicularmente à superfície. O maquinista usa então um perfil registrado para determinar os parâmetros de rugosidade.

Métodos de métodos sem contato envolvem o uso de luz ou som em vez disso. Instrumentos ópticos como luz branca e confocal substituem a caneta. Esses instrumentos usam princípios diferentes para medição. As sondas físicas podem então ser trocadas com sensores ópticos ou microscópios.

Primeiro, o instrumento usado enviará um pulso ultrassônico para a superfície. Então, haverá alteração e reflexão das ondas sonoras de volta ao dispositivo. Você pode então avaliar as ondas refletidas para determinar os parâmetros de rugosidade.

Por outro lado, técnicas de comparação empregar amostras de rugosidade da superfície. Essas amostras são geradas pelo equipamento ou processo. Em seguida, o fabricante usa os sentidos tátil e visual para comparar os resultados. Os resultados são comparados com a superfície de parâmetros de rugosidade conhecidos.

Um exemplo de técnicas em processo é indutância. Este método ajuda a avaliar a rugosidade da superfície usando materiais magnéticos. Aqui, o captador de indutância usa energia eletromagnética. Ele usa energia para medir a distância até a superfície. Então, o valor paramétrico determinado pode ajudar a descobrir parâmetros comparativos de rugosidade.

Tabela de rugosidade da superfície

Existem amplas variações nas condições de acabamento e borda. Estão listadas algumas das técnicas de fabricação mais comuns e seus respectivos valores de acabamento superficial Ra.

Vários métodos de medição da rugosidade da superfície

Existem diferentes métodos e equipamentos envolvidos na medição da rugosidade da superfície. Os vários métodos usados ​​para se enquadrar em três categorias. Eles são:

• Técnicas de criação de perfil. Em primeiro lugar, temos as técnicas de perfilagem. Isso envolve a medição da superfície usando uma sonda de alta resolução. Nesse processo, você deve pensar mais em uma agulha de fonógrafo alinhada com a sensibilidade. Um apalpador CNC típico pode não ser tão eficaz.
• Técnicas de área. Essas técnicas medem uma área finita da superfície. Portanto, a medição oferece uma média estatística de picos e vales na superfície. Alguns exemplos dessas técnicas incluem espalhamento ultrassônico, espalhamento óptico, sondas de capacitância e muito mais. É mais fácil automatizar e executar com técnicas de área.
• Técnicas de microscopia. Essas técnicas qualitativas baseiam-se na medição de contrastes. Os resultados fornecem informações relevantes sobre picos e vales em superfícies.