Chropowatościomierz – pomiar chropowatości powierzchni

Miernik chropowatości (profilometr stykowy) służy do pomiaru chropowatości, czyli określenia nierówności powierzchni wynikających np. z jej obróbki.

Chropowatość jest to jeden z parametrów opisujących strukturę geometryczną powierzchni (SGP). Pozostałe parametry to np. falistość i odchyłka kształtu. Chropowatość wyróżnia to, że jest odchyłką krótkofalową, a nie nierównością długofalową jak falistość czy odchyłka kształtu. Podczas pomiarów uzyskuje się tzw. profil odwzorcowany, dopiero po zastosowaniu filtru uzyskuje się profil pierwotny, z którego po kolejnych filtracjach można oddzielić falistość od chropowatości. Pomiary wszystkich parametrów wykonuje się na odcinku elementarnym. Jest to odcinek o określonej długości, którego długość odpowiada wartości . Odcinek elementarny lr nazywany jest inaczej cut-off oraz jest zależny od powierzchni detalu lub od spodziewanej wartości chropowatości. Natomiast odcinek pomiarowy ln jest to pięć kolejnych odcinków elementarnych.

Najczęściej spotykane wartości długości odcinków elementarnych to:

• 0,08 mm,
• 0,25 mm,
• 0,8 mm,
• 2,5 mm.

Wzorcowanie mierników chropowatości

Wzorcowanie mierników chropowatości polega na wyznaczeniu ich błędów wskazań na wzorcach odniesienia. Chropowatość powierzchni można określić za pomocą kilku parametrów takich jak:

• Ra – średnie arytmetyczne odchylenie profilu od średniej,
• Rz – największa wysokość profilu – suma wysokości najwyższego wzniesienia profilu i głębokości najniższego wgłębienia profilu wewnątrz odcinka elementarnego,
• Rt – maksymalna wysokość profilu – suma wysokości najwyższego wzniesienia profilu i głębokości najniższego wgłębienia profilu wewnątrz odcinka pomiarowego,
• RSm – średnia szerokość fal profilu wewnątrz odcinka elementarnego.

Najczęściej do opisu chropowatości stosowane są parametry Ra i Rz.

Dodatkowo parametr Rz wcześniej był opisywany jako średnia arytmetyczna z pięciu najwyższych wzniesień profilu i pięciu najniższych wgłębień profilu na długości odcinka elementarnego.

Laboratorium Tenslab wykonuje wzorcowanie mierników chropowatości w zakresie akredytacji. Mierniki chropowatości wzorcowane są z wykorzystaniem trzech wzorców chropowatości o poniższych parametrach:

• Ra = 0,4 µm; Rz = 1,5 µm,
• Ra = 2,93 µm; Rz = 11,3 µm,
• Ra = 6,5 µm; Rz = 19,809 µm. 

Powyższe wartości wzorców są wartościami nominalnymi, wartości rzeczywiste mogą się różnić, ale są zbliżone do nominalnych.

Pomiar chropowatości metodą porównawczą

Dodatkową metodą służącą do sprawdzania chropowatości jest metoda porównawcza, która stosowana jest kiedy nie musimy znać dokładnej wartości parametru Ra lub Rz z dokładnością do setnych mikrona. W metodzie porównawczej wykorzystuje się tzw. komparatory chropowatości lub całe pakiety próbek, które mają na celu odzwierciedlenie stanu powierzchni po obróbce. Ocena chropowatości w tego typu komparatorach czy wzorach porównawczych polega na porównaniu (wzrokowo oraz przez dotyk) powierzchni badanej z powierzchnią wzorca. Jeżeli nie jesteśmy w stanie jednoznacznie określić, które pola z wzorca pasują najlepiej do badanej powierzchni należy podać dwie wartości.

Najczęściej stosowane komparatory chropowatości posiadają po 4 pola (4 profile chropowatości) po śrutowaniu. W zależności od wykorzystanego ścierniwa są to komparatory oznaczone:

• G (kątowe ścierniwa),
• S (kuliste ścierniwa). 

Laboratorium Tenslab wykonuje wzorcowanie komparatorów chropowatości oraz wzorców porównawczych.

Podsumowanie

Pomiar chropowatości ma bardzo duże znaczenie w wielu dziedzinach przemysłu. Element o nieodpowiedniej chropowatości może doprowadzić np. do szybszej eksploatacji części. Niewłaściwe przygotowanie powierzchni przed nałożeniem powłoki malarskiej może spowodować, że powłoka nie utrwali się prawidłowo co może prowadzić do pękania bądź łuszczenia.