¿Qué es la rugosidad de la superficie? Unidad, gráfico, medida

¿Qué es la rugosidad superficial?

La rugosidad de la superficie, a menudo abreviada como rugosidad, es un componente de la textura de la superficie. Se cuantifica por las desviaciones en la dirección del vector normal de una superficie real de su forma ideal.

Si estas desviaciones son grandes, la superficie es rugosa; si son pequeños, la superficie es lisa. En metrología de superficies, la rugosidad se considera típicamente como el componente de longitud de onda corta y alta frecuencia de una superficie medida.

Sin embargo, en la práctica, a menudo es necesario conocer tanto la amplitud como la frecuencia para garantizar que una superficie sea adecuada para un propósito.

La rugosidad juega un papel importante en la determinación de cómo un objeto real interactuará con su entorno. En tribología, las superficies rugosas suelen desgastarse más rápidamente y tienen coeficientes de fricción más altos que las superficies lisas.

La rugosidad suele ser un buen predictor del rendimiento de un componente mecánico, ya que las irregularidades en la superficie pueden formar sitios de nucleación para grietas o corrosión.

Por otro lado, la rugosidad puede promover la adhesión. En términos generales, en lugar de descriptores específicos de escala, los descriptores de escala cruzada, como la fractalidad de la superficie, brindan predicciones más significativas de las interacciones mecánicas en las superficies, incluida la rigidez de contacto y la fricción estática.

Aunque un alto valor de rugosidad a menudo no es deseable, puede ser difícil y costoso de controlar en la fabricación.

Por ejemplo, es difícil y costoso controlar la rugosidad de la superficie de las piezas fabricadas mediante modelado por deposición fundida (FDM). La disminución de la rugosidad de una superficie suele aumentar su coste de fabricación. Esto a menudo da como resultado una compensación entre el costo de fabricación de un componente y su rendimiento en la aplicación.

La rugosidad se puede medir mediante comparación manual con un “comparador de rugosidad superficial”, pero, de manera más general, la medición del perfil superficial se realiza con un perfilómetro. Estos pueden ser de contacto (por lo general, un lápiz de diamante) u ópticos.

Sin embargo, la rugosidad controlada a menudo puede ser deseable. Por ejemplo, una superficie brillante puede ser demasiado brillante a la vista y demasiado resbaladiza para el dedo (un panel táctil es un buen ejemplo), por lo que se requiere una rugosidad controlada. Este es un caso donde tanto la amplitud como la frecuencia son muy importantes.

Unidad de rugosidad superficial

La rugosidad por promedio aritmético (Ra) es el estándar aceptado y se puede medir en unidades inglesas (micropulgadas) o métricas (micras). Los acabados superficiales se miden utilizando instrumentos de promediación o perfilado. Los instrumentos de promedio no pueden medir la ondulación y, por lo general, muestran los valores de acabado superficial en un medidor.

¿Cómo medir la rugosidad de la superficie?

La rugosidad de la superficie es un cálculo de la suavidad relativa del perfil de una superficie. En este caso, existe el uso de un parámetro numérico:Ra. El gráfico de acabado superficial Ra muestra el promedio aritmético de las alturas de la superficie. Las alturas se han medido a través de una superficie.

Como ya se mencionó, hay tres componentes básicos de una superficie. Incluyen la rugosidad, la ondulación y la disposición. Por lo tanto, diferentes factores están afectando las características de la geometría de la superficie.

Asimismo, existen varios sistemas de medición de la rugosidad superficial. Por lo tanto, los sistemas incluyen:

• Métodos de medición directa
• Métodos sin contacto
• Métodos de comparación
• Métodos en proceso

La medición directa Los métodos miden la rugosidad de la superficie usando un lápiz óptico. En consecuencia, implica dibujar el lápiz óptico perpendicular a la superficie. Luego, el maquinista usa un perfil registrado para determinar los parámetros de rugosidad.

Métodos de método sin contacto implicar el uso de luz o sonido en su lugar. Los instrumentos ópticos como la luz blanca y la confocal reemplazan al lápiz óptico. Estos instrumentos utilizan diferentes principios para la medición. Luego, las sondas físicas se pueden cambiar con sensores ópticos o microscopios.

Primero, el instrumento utilizado enviará un pulso ultrasónico a la superficie. Luego, habrá alteración y reflejo de las ondas de sonido en el dispositivo. A continuación, puede evaluar las ondas reflejadas para determinar los parámetros de rugosidad.

Por otro lado, las técnicas de comparación emplear muestras de rugosidad superficial. Estas muestras son generadas por el equipo o proceso. Luego, el fabricante usa los sentidos táctil y visual para comparar los resultados. Los resultados se comparan con la superficie de parámetros de rugosidad conocidos.

Un ejemplo de técnicas en proceso es inductancia. Este método ayuda a evaluar la rugosidad de la superficie utilizando materiales magnéticos. Aquí, la captación de inductancia utiliza energía electromagnética. Utiliza energía para medir la distancia a la superficie. Luego, el valor paramétrico determinado puede ayudar a encontrar parámetros de rugosidad comparativos.

Tabla de rugosidad de la superficie

Hay una gran variedad de variaciones en el acabado y las condiciones de los bordes. Se enumeran algunas de las técnicas de fabricación más comunes y sus correspondientes valores de acabado superficial Ra.

Varios métodos para medir la rugosidad de la superficie

Hay diferentes métodos y equipos involucrados en la medición de la rugosidad de la superficie. Los diversos métodos utilizados para caer en tres categorías. Ellos son:

• Técnicas de perfilado. En primer lugar, tenemos las técnicas de perfilado. Esto implica la medición de la superficie utilizando una sonda de alta resolución. En este proceso, debe pensar más en una aguja de fonógrafo en línea con la sensibilidad. Una sonda CNC típica puede no ser tan efectiva.
• Técnicas de Área. Estas técnicas miden un área finita de la superficie. Por lo tanto, la medición ofrece un promedio estadístico de picos y valles en la superficie. Algunos ejemplos de estas técnicas incluyen dispersión ultrasónica, dispersión óptica, sondas de capacitancia y más. Es más fácil de automatizar y ejecutar con técnicas de área.
• Técnicas de Microscopía. Estas técnicas cualitativas se basan en la medición de contrastes. Los resultados proporcionan información relevante sobre picos y valles en las superficies.