Qu'est-ce que la rugosité de surface ? - Unité, graphique, mesure

Qu'est-ce que la rugosité de surface ?

La rugosité de surface, souvent abrégée en rugosité, est une composante de la texture de surface. Elle est quantifiée par les écarts de direction du vecteur normal d'une surface réelle par rapport à sa forme idéale.

Si ces écarts sont importants, la surface est rugueuse; s'ils sont petits, la surface est lisse. En métrologie des surfaces, la rugosité est généralement considérée comme la composante à haute fréquence et à courte longueur d'onde d'une surface mesurée.

Cependant, dans la pratique, il est souvent nécessaire de connaître à la fois l'amplitude et la fréquence pour s'assurer qu'une surface est adaptée à un usage.

La rugosité joue un rôle important dans la détermination de la manière dont un objet réel interagira avec son environnement. En tribologie, les surfaces rugueuses s'usent généralement plus rapidement et ont des coefficients de frottement plus élevés que les surfaces lisses.

La rugosité est souvent un bon prédicteur des performances d'un composant mécanique, car les irrégularités de la surface peuvent former des sites de nucléation pour les fissures ou la corrosion.

D'autre part, la rugosité peut favoriser l'adhérence. De manière générale, plutôt que des descripteurs spécifiques à l'échelle, les descripteurs inter-échelles tels que la fractalité de surface fournissent des prédictions plus significatives des interactions mécaniques au niveau des surfaces, notamment la rigidité de contact et le frottement statique.

Bien qu'une valeur de rugosité élevée soit souvent indésirable, elle peut être difficile et coûteuse à contrôler lors de la fabrication.

Par exemple, il est difficile et coûteux de contrôler la rugosité de surface des pièces fabriquées par modélisation par dépôt de fil fondu (FDM). Diminuer la rugosité d'une surface augmente généralement son coût de fabrication. Cela se traduit souvent par un compromis entre le coût de fabrication d'un composant et ses performances en application.

La rugosité peut être mesurée par comparaison manuelle avec un « comparateur de rugosité de surface », mais plus généralement une mesure de profil de surface est réalisée avec un profilomètre. Ceux-ci peuvent être de type contact (généralement un stylet en diamant) ou optique.

Cependant, une rugosité contrôlée peut souvent être souhaitable. Par exemple, une surface brillante peut être trop brillante à l'œil et trop glissante au doigt (un pavé tactile en est un bon exemple) donc une rugosité contrôlée est nécessaire. C'est un cas où l'amplitude et la fréquence sont très importantes.

Unité de rugosité de surface

La rugosité par moyenne arithmétique (Ra) est la norme acceptée et peut être mesurée en unités anglaises (micropouces) ou métriques (microns). Les finitions de surface sont mesurées à l'aide d'instruments de calcul de moyenne ou de profilage. Les instruments de moyenne ne peuvent pas mesurer l'ondulation et affichent généralement les valeurs de finition de surface sur un compteur.

Comment mesurer la rugosité de surface ?

La rugosité de surface est un calcul du lissé relatif du profil d'une surface. Dans ce cas, il y a l'utilisation d'un paramètre numérique - Ra. Le tableau d'état de surface Ra indique la moyenne arithmétique des hauteurs de surface. Les hauteurs ont été mesurées sur une surface.

Comme déjà mentionné, il existe trois composants de base d'une surface. Ils comprennent la rugosité, l'ondulation et la configuration. Par conséquent, différents facteurs affectent les caractéristiques de la géométrie de surface.

De même, il existe plusieurs systèmes de mesure de la rugosité de surface. Par conséquent, les systèmes incluent :

• Méthodes de mesure directe
• Méthodes sans contact
• Méthodes de comparaison
• Méthodes en cours

La mesure directe Les méthodes mesurent la rugosité de surface à l'aide d'un stylet. Par conséquent, il s'agit de dessiner le stylet perpendiculairement à la surface. Le machiniste utilise ensuite un profil enregistré pour déterminer les paramètres de rugosité.

Méthodes sans contact impliquent plutôt l'utilisation de la lumière ou du son. Les instruments optiques comme la lumière blanche et le confocal remplacent le stylet. Ces instruments utilisent différents principes de mesure. Les sondes physiques peuvent ensuite être commutées avec des capteurs optiques ou des microscopes.

Tout d'abord, l'instrument utilisé enverra une impulsion ultrasonore à la surface. Ensuite, il y aura altération et réflexion des ondes sonores vers l'appareil. Vous pouvez ensuite évaluer les ondes réfléchies pour déterminer les paramètres de rugosité.

D'autre part, les techniques de comparaison utiliser des échantillons de rugosité de surface. Ces échantillons sont générés par l'équipement ou le processus. Ensuite, le fabricant utilise les sens tactiles et visuels pour comparer les résultats. Les résultats sont comparés à la surface de paramètres de rugosité connus.

Un exemple de techniques en cours est l'inductance. Cette méthode permet d'évaluer la rugosité de surface à l'aide de matériaux magnétiques. Ici, le capteur d'inductance utilise de l'énergie électromagnétique. Il utilise de l'énergie pour évaluer la distance à la surface. Ensuite, la valeur paramétrique déterminée peut aider à trouver des paramètres de rugosité comparatifs.

Tableau de rugosité de surface

Il existe de grandes variations dans la finition et les conditions des bords. Voici quelques-unes des techniques de fabrication les plus courantes et leurs valeurs de finition de surface Ra correspondantes.

Diverses méthodes de mesure de la rugosité de surface

Il existe différentes méthodes et équipements impliqués dans la mesure de la rugosité de surface. Les différentes méthodes utilisées se répartissent en trois catégories. Ce sont :

• Techniques de profilage. Premièrement, nous avons les techniques de profilage. Cela implique la mesure de la surface à l'aide d'une sonde à haute résolution. Dans ce processus, vous devriez penser davantage à une aiguille de phonographe en fonction de la sensibilité. Une sonde CNC typique peut ne pas être aussi efficace.
• Techniques de zone. Ces techniques mesurent une zone finie de la surface. Par conséquent, la mesure offre une moyenne statistique des pics et des creux de la surface. Quelques exemples de ces techniques incluent la diffusion ultrasonore, la diffusion optique, les sondes capacitives, etc. Il est plus facile d'automatiser et d'exécuter avec des techniques de zone.
• Techniques de microscopie. Ces techniques qualitatives reposent sur la mesure des contrastes. Les résultats fournissent des informations pertinentes sur les pics et les creux des surfaces.