{"id":15303,"date":"2025-03-06T16:04:41","date_gmt":"2025-03-06T08:04:41","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sogaworks.com\/?p=15303"},"modified":"2025-05-08T18:14:39","modified_gmt":"2025-05-08T10:14:39","slug":"surface-roughness","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sogaworks.com\/de\/blogs\/surface-roughness\/","title":{"rendered":"Oberfl\u00e4chenrauhigkeit: Ra Standard, Messmethoden"},"content":{"rendered":"

Die Oberfl\u00e4chenrauheit (Ra) ist das Ma\u00df f\u00fcr die mikroskopischen Erhebungen und Vertiefungen in den Oberfl\u00e4chen von Werkstoffen in Mikrometern und beschreibt mikroskopische Unregelm\u00e4\u00dfigkeiten auf Materialoberfl\u00e4chen. Die Oberfl\u00e4chenrauheit spielt eine wichtige Rolle f\u00fcr die Funktionsf\u00e4higkeit, so f\u00fchrt beispielsweise eine unzureichende Oberfl\u00e4chenrauheit zu fr\u00fchzeitigen Ausf\u00e4llen und einer verminderten Tragf\u00e4higkeit der Rillen von Lagerringen. In diesem Artikel werden die Grundlagen der Oberfl\u00e4chenrauhigkeit, die Messverfahren und die Auswahl der richtigen Methode erl\u00e4utert. <\/p>\n\n\n\n

Was ist eine Oberfl\u00e4chenbehandlung?<\/h2>\n\n\n\n

Die Oberfl\u00e4chenbeschaffenheit setzt sich aus drei verschiedenen Elementen zusammen - Rauheit, Schliff und Welligkeit. Es ist jedoch nicht ungew\u00f6hnlich, dass der Begriff \"Oberfl\u00e4chenbeschaffenheit\" nur f\u00fcr die Oberfl\u00e4chenrauhigkeit verwendet wird. Die Rauheit ist der am h\u00e4ufigsten spezifizierte Aspekt der Oberfl\u00e4chenbeschaffenheit.<\/p>\n\n\n\n

\"Oberfl\u00e4chenbeschaffenheit_Welligkeit_Rauheit\"<\/figure>\n\n\n\n

Legen<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Der Begriff \"Schicht\" bezeichnet das vorherrschende Muster auf einer Oberfl\u00e4che und die Ausrichtung dieses Musters. Das Muster wird im Allgemeinen durch den Herstellungsprozess erzeugt und kann parallel, senkrecht, kreisf\u00f6rmig, kreuzschraffiert, radial, multidirektional oder isotrop (ungerichtet) sein.  <\/p>\n\n\n\n

Lay bezieht sich auf das prim\u00e4re Muster auf einer Oberfl\u00e4che und die Ausrichtung dieses Musters. Es handelt sich in der Regel um ein Nebenprodukt des Herstellungsprozesses. Die verschiedenen Arten des Schnittes k\u00f6nnen parallel, senkrecht, kreisf\u00f6rmig, kreuzschraffiert, radial, multidirektional oder isotrop (ohne Vorzugsrichtung) sein. <\/p>\n\n\n\n

Welligkeit<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Die Welligkeit bezieht sich auf die Oberfl\u00e4chenvariationen, die am weitesten auseinanderliegen. Verallgemeinernd kann man sagen, dass periodische Unregelm\u00e4\u00dfigkeiten auf der Oberfl\u00e4che gr\u00f6\u00dfer sind als die Stichprobenl\u00e4nge, die f\u00fcr die Messung der Rauheit verwendet wird. Dennoch sind sie weniger klein, k\u00fcrzer und geregelter, als dass sie nicht zu den Ebenheitsfehlern z\u00e4hlen. Es ist \u00fcblich, dass Oberfl\u00e4chenwelligkeit aufgrund von Verwerfungen bei der Erw\u00e4rmung und Abk\u00fchlung oder aufgrund von Bearbeitungsfehlern auftritt, wobei diese Fehler eine Folge von Rattern oder Durchbiegung sind. <\/p>\n\n\n\n

Die Bewertungsl\u00e4nge wird zur Messung der Welligkeit verwendet, und es wird ein Welligkeitsprofil in dieser L\u00e4nge erstellt. Das Welligkeitsprofil enth\u00e4lt keine Unregelm\u00e4\u00dfigkeiten in der Oberfl\u00e4che aufgrund von Rauheit, Ebenheit oder Formabweichungen. Der Abstand zwischen den Spitzen der Wellen wird als Welligkeitsabstand (Wsm) bezeichnet, w\u00e4hrend die Wellenh\u00f6he durch Parameter wie die durchschnittliche Welligkeit (Wa) oder die Gesamtwelligkeit (Wt) bestimmt wird. Welligkeitsspezifikationen sind weniger \u00fcblich als Rauheitsspezifikationen, aber f\u00fcr Lagerlaufringe oder Dichtungsfl\u00e4chen sind sie sehr wichtig. <\/p>\n\n\n\n

Oberfl\u00e4chenrauhigkeit<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Die Oberfl\u00e4chenrauhigkeit wird als eng beieinander liegende Erhebungen und Vertiefungen auf einer Oberfl\u00e4che bezeichnet und ist das Ergebnis der Materialbeschaffenheit und des Produktionsprozesses.<\/p>\n\n\n\n

Kriterien f\u00fcr die Bewertung der Oberfl\u00e4chenrauhigkeit<\/h2>\n\n\n\n

L\u00e4nge der Probenahme<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Die Probenahmel\u00e4nge ist eine bestimmte Bezugsl\u00e4nge, die zur Bewertung der Oberfl\u00e4chenrauheit verwendet wird. Sie sollte auf der Grundlage der tats\u00e4chlichen Formations- und Texturmerkmale der Oberfl\u00e4che gew\u00e4hlt werden. Die gew\u00e4hlte L\u00e4nge muss die Rauheitsmerkmale der Oberfl\u00e4che genau wiedergeben. Bei der Messung sollte die Abtastl\u00e4nge der allgemeinen Konturrichtung der Oberfl\u00e4che folgen. Der Zweck der Definition und Auswahl einer Abtastl\u00e4nge besteht darin, den Einfluss von Welligkeit und Formfehlern auf die Ergebnisse der Rauheitsmessung zu minimieren.<\/p>\n\n\n\n

Bewertung L\u00e4nge<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Die Auswertungsl\u00e4nge ist die Gesamtl\u00e4nge, die f\u00fcr die Bewertung der Oberfl\u00e4chenrauheit verwendet wird. Sie besteht aus einer oder mehreren Abtastl\u00e4ngen. Da die Oberfl\u00e4chenrauheit in verschiedenen Bereichen eines Teils variieren kann, kann eine einzige Abtastl\u00e4nge die Rauheitscharakteristik nicht vollst\u00e4ndig wiedergeben. Um eine genauere Beurteilung zu erhalten, werden mehrere Abtastl\u00e4ngen genommen. Normalerweise umfasst die Auswertungsl\u00e4nge 5 Abtastl\u00e4ngen.<\/p>\n\n\n\n

Referenzlinie<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Die Bezugslinie ist die Basislinie, die zur Bestimmung der Oberfl\u00e4chenrauheitsparameter verwendet wird. Es gibt zwei Arten:<\/p>\n\n\n\n

    \n
  • Kleinste-Quadrate-Mittelwertlinie: Geometrische Konturlinie, die die Summe der quadratischen Abweichungen aller Punkte innerhalb der Stichprobenl\u00e4nge minimiert. Sie bietet eine ideale mathematische Darstellung des Oberfl\u00e4chenprofils.<\/li>\n\n\n\n
  • Linie des arithmetischen Mittels: Diese Linie gew\u00e4hrleistet, dass die Fl\u00e4chen des Profils oberhalb und unterhalb der Linie innerhalb der Stichprobenl\u00e4nge gleich sind.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    Die Linie des kleinsten quadratischen Mittelwerts ist die ideale Referenzlinie, aber in der Praxis schwer anzuwenden. Daher wird stattdessen h\u00e4ufig das arithmetische Mittel verwendet. Eine gerade Linie mit \u00e4hnlicher Lage wird bei der Messung oft als N\u00e4herung verwendet.<\/p>\n\n\n\n

    Terminologie der Oberfl\u00e4chenrauhigkeit<\/h2>\n\n\n\n

    Ra - Der numerische Durchschnitt aller Spitzen und T\u00e4ler \u00fcber die gesamte Auswertungsl\u00e4nge. Er wird auch als Center Line Average (CLA) bezeichnet.<\/p>\n\n\n\n

    \"Terminologie<\/figure>\n\n\n\n

    Rz - Der Durchschnitt der aufeinanderfolgenden h\u00f6chsten Spitzen und tiefsten T\u00e4ler. Der vertikale Abstand zwischen dem h\u00f6chsten Gipfel und dem tiefsten Tal, der Abstand zwischen dem zweith\u00f6chsten Gipfel und dem zweittiefsten Tal usw. Dies wird in der Regel f\u00fcr die f\u00fcnf gr\u00f6\u00dften Abweichungen durchgef\u00fchrt, und dann wird ein Durchschnitt berechnet. Auf diese Weise k\u00f6nnen Fehler vermieden werden, da Ra relativ unempfindlich gegen\u00fcber einigen Extremen ist.<\/p>\n\n\n\n

    \"Rauheitsterminologie_Rz\"<\/figure>\n\n\n\n

    Rmax - Der vertikale Abstand zwischen dem h\u00f6chsten Gipfel und dem tiefsten Tal, berechnet innerhalb der Stichprobenl\u00e4nge.<\/p>\n\n\n\n

    Rp - Der berechnete Abstand zwischen der h\u00f6chsten Spitze des Profils und der mittleren Linie innerhalb der Auswertungsl\u00e4nge.<\/p>\n\n\n\n

    Rv - Der berechnete Abstand zwischen dem tiefsten Tal des Profils und der mittleren Linie innerhalb der Auswertungsl\u00e4nge.<\/p>\n\n\n\n

    Umrechnungstabelle f\u00fcr Oberfl\u00e4chenrauhigkeit<\/h2>\n\n\n\n

    Die nachstehende Tabelle zeigt die Umrechnung zwischen Industriestandardeinheiten f\u00fcr die Messung der Oberfl\u00e4chenrauheit. Das Wissen um die Umrechnung einer alternativen Industriestandard-Einheit - z. B. der Oberfl\u00e4chenrauheit Ra in metrischen und imperialen Ma\u00dfeinheiten - in die ISO-Norm k\u00f6nnte f\u00fcr die von Ihnen gew\u00fcnschte Oberfl\u00e4cheng\u00fcte sehr hilfreich sein. <\/p>\n\n\n\n

    Ra(um)<\/td>Ra(\u03bcin)<\/td>RMS(\u03bcin)<\/td>Rz(\u03bcm)<\/td>Skala N (ISO 1302)<\/td><\/tr>
    0.025<\/td>1<\/td>1.1<\/td>0.3<\/td>N1<\/td><\/tr>
    0.05<\/td>2<\/td>2.2<\/td>0.5<\/td>N2<\/td><\/tr>
    0.1<\/td>4<\/td>4.4<\/td>0.4<\/td>N3<\/td><\/tr>
    0.2<\/td>8<\/td>8.8<\/td>0.8<\/td>N4<\/td><\/tr>
    0.4<\/td>16<\/td>17.6<\/td>1.6<\/td>N5<\/td><\/tr>
    0.8<\/td>32<\/td>32.5<\/td>3.2<\/td>N6<\/td><\/tr>
    1.6<\/td>63<\/td>64.3<\/td>6.3<\/td>N7<\/td><\/tr>
    3.2<\/td>125<\/td>137.5<\/td>12.5<\/td>N8<\/td><\/tr>
    6.3<\/td>250<\/td>275<\/td>5<\/td>N9<\/td><\/tr>
    12.5<\/td>500<\/td>550<\/td>50<\/td>N10<\/td><\/tr>
    25<\/td>1000<\/td>1100<\/td>100<\/td>N11<\/td><\/tr>
    50<\/td>2000<\/td>2200<\/td>200<\/td>N12<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

    Messung der Oberfl\u00e4chenrauhigkeit<\/h2>\n\n\n\n

    Es gibt verschiedene Methoden zur Messung der Oberfl\u00e4chenrauheit, die im Allgemeinen in 4 Arten unterteilt werden k\u00f6nnen: Kontaktmessung, ber\u00fchrungslose Messung, Vergleich mit bekannten Proben und prozessbegleitende Methoden.<\/p>\n\n\n\n

    Kontakt-Stift-Profilometer<\/h3>\n\n\n\n

    Die ber\u00fchrende Messung ist die am h\u00e4ufigsten verwendete Methode. Dieser Diamanttaster bewegt sich auf und ab, wenn er auf Spitzen und T\u00e4ler trifft. Die Verschiebung wird in digitale Werte umgewandelt und auf dem Bildschirm des Profilometers angezeigt. Mit dieser Methode werden oft bis zu 20 mm gemessen. Profilometer sollten nicht f\u00fcr weiche oder leicht verformbare Oberfl\u00e4chen verwendet werden, da der Kontakt die Oberfl\u00e4chenstruktur ver\u00e4ndern kann.<\/p>\n\n\n\n

    \"Profiometer\"<\/figure>\n\n\n\n

    Ber\u00fchrungslose Methoden<\/h3>\n\n\n\n

    Bei der ber\u00fchrungslosen Messung wird die Oberfl\u00e4chenrauheit mit direktem Kontakt optisch oder mit Licht gemessen, z. B. mit der konfokalen Laserscanning-Mikroskopie und der Lasertriangulation. Ein Strahl wird auf die Oberfl\u00e4che projiziert, um die Beugung und die reflektierten Signale zu messen. Diese Methoden sind ideal f\u00fcr weiche Materialien und komplexe Geometrien, da sie die Oberfl\u00e4che nicht ber\u00fchren. Die Genauigkeit wird jedoch leicht durch das Reflexionsverm\u00f6gen und die Farbe der Oberfl\u00e4che beeintr\u00e4chtigt. <\/p>\n\n\n\n

    Methoden zum Vergleich<\/h3>\n\n\n\n

    Die Hersteller k\u00f6nnen die Rauheitsparameter bewerten, indem sie die Oberfl\u00e4che mit dem Muster mit taktilen und visuellen Sinnen vergleichen.<\/p>\n\n\n\n

    In-Process-Methoden<\/h3>\n\n\n\n

    prozessbegleitende Methoden wie die Induktivit\u00e4t, die die Oberfl\u00e4chenrauheit mit Hilfe von magnetischen Materialien und elektromagnetischer Energie misst. Der gemessene Parameterwert kann dann helfen, vergleichbare Rauheitsparameter zu ermitteln. <\/p>\n\n\n\n

    Wie w\u00e4hlt man die geeignete Oberfl\u00e4chenrauhigkeit?<\/h2>\n\n\n\n

    Bei einigen Anwendungen spielt die Oberfl\u00e4chenrauheit keine gro\u00dfe Rolle. In verschiedenen anderen Szenarien ist sie jedoch von gro\u00dfer Bedeutung. Bei kritischen Anwendungen kann sich die Oberfl\u00e4chenrauheit auf die Funktionalit\u00e4t, Leistung, Haltbarkeit und das Aussehen von Teilen auswirken. Sie wirkt sich auch auf die Bearbeitungszeit und die Kosten aus.<\/p>\n\n\n\n

    Die Anforderungen an die Oberfl\u00e4chenrauhigkeit bei der CNC-Bearbeitung variieren je nach Anwendung. Es gibt keine von Natur aus gute oder schlechte Oberfl\u00e4chenrauhigkeit, sondern es kommt darauf an, ob sie den spezifischen Anforderungen entspricht. Daher ist es von gro\u00dfer Bedeutung, die geeignete Oberfl\u00e4chenrauheit f\u00fcr die CNC-Bearbeitung Ihres Werkst\u00fccks zu bestimmen. Die folgenden Faktoren sollten bei der Auswahl ber\u00fccksichtigt werden.<\/p>\n\n\n\n

    Funktionsweise und Zweck<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    Bei der Wahl der richtigen Oberfl\u00e4chenrauheit f\u00fcr die CNC-Bearbeitung ist der Verwendungszweck Ihres Teils die wichtigste \u00dcberlegung. Die Oberfl\u00e4chenrauheit kann sich auf die Eigenschaften Ihres Teils auswirken und darauf, wie es mit anderen Teilen und der Arbeitsumgebung interagiert. Sie kann den Reibungskoeffizienten, den Ger\u00e4uschpegel, die Verschlei\u00dffestigkeit, das Absorptionsverm\u00f6gen, die optischen Eigenschaften, die Tragf\u00e4higkeit, die Haltbarkeit, die elektrische Leitf\u00e4higkeit, die Schmierung und viele andere Funktionen und Eigenschaften beeinflussen. In der nachstehenden Tabelle sind die verschiedenen Funktionen von CNC-gefertigten Teilen, die Auswirkungen der Oberfl\u00e4chenrauhigkeit auf diese Funktionen und die entsprechenden empfohlenen Oberfl\u00e4chenrauhigkeitswerte aufgef\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n

    Die nachstehende Tabelle zeigt die \u00fcbliche Rauheit f\u00fcr verschiedene Fertigungsverfahren.<\/p>\n\n\n\n

    Prozess<\/td>Gemeinsame Ra(um)<\/td><\/tr>
    Schleifen<\/td>0.2 - 1.6<\/td><\/tr>
    Honen<\/td>0.1-0.8<\/td><\/tr>
    Elektropolieren<\/td>0.1-0.8<\/td><\/tr>
    Polieren<\/td>0.1-0.4<\/td><\/tr>
    L\u00e4ppen<\/td>0.05-0.4<\/td><\/tr>
    Superfinish<\/td>0.025-0.2<\/td><\/tr>
    Fr\u00e4sen<\/td>0.8-6.3<\/td><\/tr>
    Wenden<\/td>0.4-6.3<\/td><\/tr>
    Bohren<\/td>1.6-6.3<\/td><\/tr>
    EDM<\/td>1.6-3.2<\/td><\/tr>
    Schmieden<\/td>3.2-12.5<\/td><\/tr>
    Laserschneiden<\/td>0.8-6.3<\/td><\/tr>
    Strangpressen<\/td>0.8-3.2<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

    Kosten und Produktionszeit<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    Das Erreichen einer glatteren Oberfl\u00e4chenrauheit bei der CNC-Bearbeitung erfordert einen h\u00f6heren Bearbeitungsaufwand. Um niedrige Rauheitswerte zu erreichen, sind niedrigere Maschinengeschwindigkeiten, feinere Vorsch\u00fcbe und flachere Schnitte erforderlich. Bei Ra-Werten von 0,4 und darunter kann zus\u00e4tzliches Polieren erforderlich sein. Der pr\u00e4zise Fertigungsprozess und diese zus\u00e4tzlichen Schritte erfordern mehr Zeit und M\u00fche, was wiederum die Produktionskosten in die H\u00f6he treibt.<\/p>\n\n\n\n

    \u00dcber SogaWorks<\/h3>\n\n\n\n

    SogaWorks ist eine All-in-One-Online-Plattform f\u00fcr kundenspezifische mechanische Teile, die \u00fcber 1.000 erstklassige Fabriken verbindet, um Start-ups und gro\u00dfe Unternehmen zu bedienen. Wir bieten flexible Fertigungsl\u00f6sungen f\u00fcr Rapid Prototyping, Kleinserien und Gro\u00dfserien mit Dienstleistungen wie CNC-Bearbeitung, 3D-Druck, Blechfertigung, Urethanguss und Spritzguss. Mit unserer KI-gesteuerten Angebotserstellung kann SogaWorks innerhalb von 5 Sekunden Angebote erstellen, die beste Kapazit\u00e4t ermitteln und jeden Schritt verfolgen. Dies verk\u00fcrzt die Lieferzeiten und steigert die Produktqualit\u00e4t.<\/p>\n\n\n\n

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    Die Oberfl\u00e4chenrauheit (Ra) ist das Ma\u00df f\u00fcr die mikroskopisch kleinen Erhebungen und Vertiefungen in den Oberfl\u00e4chen von Materialien in Mikrometern.<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":15320,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_kad_post_transparent":"","_kad_post_title":"","_kad_post_layout":"","_kad_post_sidebar_id":"","_kad_post_content_style":"","_kad_post_vertical_padding":"","_kad_post_feature":"","_kad_post_feature_position":"","_kad_post_header":false,"_kad_post_footer":false,"footnotes":""},"categories":[8,12],"tags":[],"class_list":["post-15303","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-cnc-machining","category-surface-finishes"],"yoast_head":"\nSurface Roughness: Ra Standard, Measure Methods<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Surface roughness (Ra) is the measure in micrometers of the microscopic peaks 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