Die Wahl der richtigen Oberfläche
Als Produktentwickler, Ingenieur oder Konstrukteur wissen Sie, wie viel Zeit die Wahl der richtigen Oberflächentextur in Anspruch nehmen kann. Sie müssen bestimmen, wie Ihr Produkt aussehen, sich anfühlen und funktionieren soll. Dabei spielen die mechanischen Eigenschaften und Funktionen eines Kunststoff- oder Metallbauteils eine wichtige Rolle. So beeinflusst die Oberflächenbeschaffenheit die Reibung, Korrosion, Wärmeübertragung, den Verschleiß und viele weitere Faktoren. Oft wird sie aber auch dazu eingesetzt, um andere Materialien zu imitieren, den Herstellungsprozess zu verbergen oder eine saubere Grundlage für die Nachbearbeitung zu schaffen. Beispielsweise werden Trennlinien von spritzgegossenen Kunststoffgehäusen versteckt, Kunststoff in Holzimitate verwandelt oder das Bauteil optimal für die Nachbearbeitung vorbereitet. Die Wahl der Oberflächenbeschaffenheit ist deshalb essentiell.
Verschiedene Oberflächentexturen
Die technische Beschreibung einer Oberfläche und die dazu verwendeten Fachbegriffe können einen grossen Einfluss auf die Effizienz der Kommunikation zwischen Hersteller bzw. Fertigung und Kunde haben. Es ist deshalb unerlässlich, dass beide Seiten das Fachvokabular beherrschen und verstehen. Nachfolgend werden einige wesentliche Bestandteile der Oberflächentextur beschrieben.
Die Richtung und Wellenförmigkeit der Oberfläche
Dies ist die allgemeine Richtung eines Oberflächenmusters. Es beschreibt ein großflächiges bzw. einheitliches Gesamtmuster, welches durch die unterschiedlichen Fertigungsverfahren und Bearbeitungsschritte, wie z.B. Schmieden, Sägen, Fräsen oder Schleifen, erzeugt wird.
Sand, klare Identifikation der Oberfläche
Rauheit (Ra)
Keine andere Thematik verursacht mehr Missverständnisse zwischen Kunde und Hersteller als die der Rauheit bzw. wie sie zu beschreiben ist. In der Umgangssprache werden meistens länderspezifische Bezeichnungen wie Ra, Rt oder Rz verwendet. Physikalisch gesehen, gibt es keine vollkommen glatte Oberfläche. Aus Sicht der Fertigung wird sie deshalb als dreidimensionale Topografie eines Festkörpers bezeichnet
Durch die Interaktion von Schneidwerkzeug bzw. Oberflächeneinwirkungen und Bauteil können verschiedene Rauheiten entstehen. Zur quantitativen Charakterisierung der Rauheit gibt es unterschiedliche Berechnungsverfahren, die jeweils auf verschiedene Eigenheiten der Oberfläche Rücksicht nehmen. Die Oberflächenrauheit kann unter anderem durch Polieren, Rollieren, Schleifen, Läppen, Honen, Beizen, Sandstrahlen, Ätzen oder Korrosion beeinflusst werden.
Definition Rauheit
Gemäss Definition wird die Oberflächenrauheit in der technischen Branche wie folgt beschrieben: «Die Rauheit bezeichnet die Unebenheit einer Oberfläche und wird anhand der durchschnittlichen, vertikalen Abweichungen von der Nennfläche über eine definierte Längenfläche spezifiziert.»
Auslegung der Oberflächenbeschaffenheit in Bezug auf die Fertigungskosten
Bei der Wahl der Oberflächentextur muss das Gleichgewicht zwischen Qualität und Quantität gefunden werden. D.h. der Wert sollte so gesetzt werden, dass die Anforderungen der optischen Güte erreicht werden, ohne dass die Funktionalität des Bauteils beeinträchtigt wird. Hierzu können folgende Fragestellungen hilfreich sein:
Was ist der Einsatzbereich des Bauteils? Wir das Bauteil optisch zu sehen sein? Beeinträchtigt die Oberfläche die Funktionalität? Wer stellt die Anforderungen an die Oberfläche? Habe ich meine Oberfläche spezifiziert?
Als Faustregel gilt:
«Je feiner die Oberfläche und aufwändiger der Herstellungsprozess, desto höher die Fertigungskosten.»
Gefräste Oberfläche
Internationale Vergleichstabelle (ohne Gewähr)
Nachfolgend sind einige länderspezifische Oberflächenrauhtiefen aufgelistet. Die einander zugeordneten Werte stehen in keinerlei mathematischer Beziehung zueinander. Die Tabelle dient als Richtwert.
Internationale Vergleichstabelle Rauhtiefen