표면 거칠기란?- 단위, 차트, 측정

표면 거칠기란?

종종 거칠기로 단축되는 표면 거칠기는 표면 질감의 구성 요소입니다. 그것은 이상적인 형태에서 실제 표면의 법선 벡터 방향의 편차로 정량화됩니다.

이러한 편차가 크면 표면이 거칠어집니다. 작으면 표면이 매끄 럽습니다. 표면 계측에서 거칠기는 일반적으로 측정된 표면의 고주파, 단파장 성분으로 간주됩니다.

그러나 실제로는 표면이 목적에 맞는지 확인하기 위해 진폭과 주파수를 모두 알아야 하는 경우가 많습니다.

거칠기는 실제 개체가 환경과 상호 작용하는 방식을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 마찰 공학에서 거친 표면은 일반적으로 매끄러운 표면보다 더 빨리 마모되고 마찰 계수가 더 높습니다.

거칠기는 표면의 불규칙성이 균열이나 부식에 대한 핵 생성 사이트를 형성할 수 있기 때문에 종종 기계적 구성 요소의 성능을 잘 예측할 수 있습니다.

반면에 거칠기는 접착을 촉진할 수 있습니다. 일반적으로 말해서 규모별 설명자보다 표면 프랙탈리티와 같은 교차 규모 설명자는 접촉 강성 및 정지 마찰을 비롯한 표면에서의 기계적 상호 작용에 대한 보다 의미 있는 예측을 제공합니다.

높은 거칠기 값은 종종 바람직하지 않지만 제조 시 제어하기 어렵고 비용이 많이 들 수 있습니다.

예를 들어, FDM(Fused Deposition Modeling) 제조 부품의 표면 거칠기를 제어하는 ​​것은 어렵고 비용이 많이 듭니다. 표면의 거칠기를 줄이면 일반적으로 제조 비용이 증가합니다. 이것은 종종 구성 요소의 제조 비용과 응용 프로그램의 성능 간에 절충을 초래합니다.

거칠기는 "표면 거칠기 비교기"에 대한 수동 비교로 측정할 수 있지만 보다 일반적으로 표면 프로파일 측정은 프로파일로미터로 수행됩니다. 이들은 다양한 접점(일반적으로 다이아몬드 스타일러스) 또는 광학식일 수 있습니다.

그러나 제어된 거칠기가 종종 바람직할 수 있습니다. 예를 들어, 광택 표면은 눈에 너무 반짝거릴 수 있고 손가락에 너무 미끄럽습니다(터치패드가 좋은 예임). 따라서 제어된 거칠기가 필요합니다. 이것은 진폭과 주파수가 모두 매우 중요한 경우입니다.

 

표면 거칠기 단위

산술 평균(Ra)에 의한 거칠기는 허용되는 표준이며 영어(마이크로인치) 또는 미터법(미크론) 단위로 측정할 수 있습니다. 표면 마감은 평균화 또는 프로파일링 도구를 사용하여 측정됩니다. 평균화 기기는 파형을 측정할 수 없으며 일반적으로 미터에 표면 마감 값을 표시합니다.

 

표면 거칠기를 측정하는 방법

표면 거칠기는 표면 프로파일의 상대적인 평활도를 계산한 것입니다. 이 경우 숫자 매개변수인 Ra를 사용합니다. Ra 표면 마감 차트는 표면 높이의 산술 평균을 보여줍니다. 높이는 표면을 가로질러 측정되었습니다.

 

이미 언급했듯이 표면에는 세 가지 기본 구성 요소가 있습니다. 여기에는 거칠기, 물결 모양 및 레이가 포함됩니다. 따라서 다양한 요소가 표면 기하학의 특성에 영향을 미칩니다.

마찬가지로 표면 거칠기에 대한 여러 측정 시스템이 있습니다. 따라서 시스템에는 다음이 포함됩니다.

▷ 직접 측정 방법
▷ 비접촉 방식
▷ 비교 방법
▷ 공정 중 방법

직접 측정 방법은 스타일러스를 사용하여 표면 거칠기를 측정합니다. 결과적으로 표면에 수직으로 스타일러스를 그리는 작업이 포함됩니다. 그런 다음 기계 기술자는 등록된 프로파일을 사용하여 거칠기 매개변수를 결정합니다.

비접촉 방법은 대신 빛이나 소리를 사용합니다. 백색광 및 공초점과 같은 광학 기기가 스타일러스를 대체합니다. 이러한 계측기는 측정에 서로 다른 원리를 사용합니다. 그런 다음 물리적 프로브를 광학 센서 또는 현미경으로 전환할 수 있습니다.

첫째, 사용된 기기는 초음파 펄스를 표면으로 보냅니다. 그런 다음 음파가 장치로 다시 변경 및 반사됩니다. 그런 다음 반사파를 평가하여 거칠기 매개변수를 결정할 수 있습니다.

반면에 비교 기술은 표면 거칠기 샘플을 사용합니다. 이 샘플은 장비 또는 프로세스에 의해 생성됩니다. 그런 다음 제조업체는 촉각 및 시각적 감각을 사용하여 결과를 비교합니다. 결과는 알려진 거칠기 매개변수의 표면과 비교됩니다.

공정 중 기술의 예는 인덕턴스입니다. 이 방법은 자성 재료를 사용하여 표면 거칠기를 평가하는 데 도움이 됩니다. 여기서 인덕턴스 픽업은 전자기 에너지를 사용합니다. 에너지를 사용하여 표면까지의 거리를 측정합니다. 그런 다음 결정된 매개변수 값은 비교 거칠기 매개변수를 찾는 데 도움이 될 수 있습니다.

 

표면 거칠기 차트

마감 및 모서리 조건에는 다양한 변화가 있습니다. 몇 가지 일반적인 제조 기술과 해당 Ra 표면 마감 값이 나열되어 있습니다.

 

다양한 표면 거칠기 측정 방법

표면 거칠기 측정에는 다양한 방법과 장비가 있습니다. 사용된 다양한 방법은 세 가지 범주로 나뉩니다.

프로파일링 기법
첫째, 우리는 프로파일링 기술을 가지고 있습니다. 여기에는 고해상도 프로브를 사용한 표면 측정이 포함됩니다. 이 과정에서 좀 더 감성에 맞춰 축음기 바늘을 생각해야 한다. 일반적인 CNC 프로브는 그다지 효과적이지 않을 수 있습니다.

영역 기술
이러한 기술은 표면의 유한 영역을 측정합니다. 따라서 측정은 표면의 최고점과 최저점의 통계적 평균을 제공합니다. 이러한 기술의 몇 가지 예로는 초음파 산란, 광학 산란, 정전 용량 프로브 등이 있습니다. 영역 기술로 자동화하고 실행하는 것이 더 쉽습니다.

현미경 기술
이러한 정성적 기술은 대조 측정에 의존합니다. 결과는 표면의 봉우리와 계곡에 대한 관련 정보를 제공합니다.