Qualität & Messtechnik
Wie wird die Oberflächenrauheit gemessen?
Standard ist das Tastschnittverfahren: Eine Diamantnadel zieht senkrecht zu den Bearbeitungsspuren über die Oberfläche, das Gerät filtert die Welligkeit heraus und berechnet Kennwerte wie Ra und Rz. Geregelt wird das heute in der Normenreihe ISO 21920, die die frühere ISO 4287 und ISO 4288 abgelöst hat.
Passende Leistungen
Ablauf einer Rauheitsmessung
Gemessen wird quer zur Bearbeitungsrichtung, weil dort die charakteristischen Rillen erfasst werden. Die Tastspitze bewegt sich über eine Taststrecke, die sich aus mehreren Einzelmessstrecken zusammensetzt; Vor- und Nachlauf kommen hinzu, damit der Filter sauber arbeiten kann.
Das Gerät trennt anschließend das Profil rechnerisch auf: Rauheit, Welligkeit und Formabweichung werden über Filter voneinander separiert. Erst aus dem gefilterten Rauheitsprofil entstehen die Kennwerte. Deshalb sind Angaben ohne Nennung der Messbedingungen — Taststrecke, Grenzwellenlänge, Messrichtung — nur eingeschränkt vergleichbar.
Ra, Rz und ihre Aussagekraft
Ra ist der arithmetische Mittelwert der Profilabweichungen. Er ist robust und weit verbreitet, reagiert aber kaum auf einzelne Ausreißer: Ein tiefer Kratzer verändert den Ra-Wert nur wenig.
Rz beschreibt die gemittelte Höhe zwischen den größten Spitzen und tiefsten Tälern und ist damit deutlich empfindlicher gegenüber einzelnen Fehlstellen. Für funktionskritische Flächen — Dichtsitze, Gleitflächen, Untergründe für Beschichtungen — ist Rz oder eine Kombination beider Werte meist aussagekräftiger als Ra allein.
Fertigungstechnisch gilt als grobe Orientierung: Schruppen erzeugt deutlich rauere Oberflächen als Schlichten, und geschliffene oder feingedrehte Flächen erreichen nochmals niedrigere Werte. Welcher Wert erreichbar ist, hängt von Werkstoff, Werkzeug und Schnittbedingungen ab.
Taktil oder optisch
Das taktile Tastschnittverfahren ist der industrielle Standard: robust, gut vergleichbar und mit mobilen Geräten direkt an der Maschine einsetzbar. Es liefert allerdings nur ein Linienprofil und kann sehr weiche Oberflächen theoretisch beeinflussen.
Optische Verfahren tasten berührungslos ab und erlauben eine flächenhafte Auswertung, die in der ISO 25178 geregelt ist. Sie zeigen mehr über die tatsächliche Oberflächenstruktur, reagieren dafür empfindlich auf Glanz, Farbe und starke Neigungen. Für die Abnahme zerspanter Teile bleibt das taktile Verfahren die übliche Referenz — sofern nichts anderes vereinbart ist.
Das Wichtigste in Kürze
- Standard ist das Tastschnittverfahren quer zur Bearbeitungsrichtung.
- Die Normenreihe ISO 21920 hat ISO 4287 und ISO 4288 abgelöst.
- Ra mittelt und verzeiht Ausreißer, Rz reagiert empfindlich auf einzelne Fehlstellen.
- Angaben ohne Messbedingungen sind nur eingeschränkt vergleichbar.
Weitere Fragen dazu
Was bedeutet die Angabe im Oberflächensymbol auf der Zeichnung?
Das Symbol nennt den geforderten Kennwert mit Grenzwert, beispielsweise einen Höchstwert für Ra. Ergänzend können Bearbeitungsverfahren, Rillenrichtung und Bearbeitungszugabe angegeben werden. Fehlt der Kennwert, ist die Anforderung nicht prüfbar und sollte vor Fertigungsbeginn geklärt werden.
Wie viele Messungen sind nötig?
Eine einzelne Spur ist selten repräsentativ, weil Oberflächen über das Bauteil variieren. Üblich sind mehrere Messungen an unterschiedlichen Stellen der geforderten Fläche, aus denen der Nachweis gebildet wird. Wie viele es sein sollen, gehört in die Prüfvereinbarung.
Verändert eine Beschichtung die Rauheit?
Ja, und zwar in beide Richtungen. Dünne Schichten bilden die vorhandene Struktur weitgehend ab, dickere Schichten können die Oberfläche einebnen oder aufrauen. Deshalb muss auf der Zeichnung stehen, ob der geforderte Wert vor oder nach der Beschichtung gilt.
Verwandte Fragen
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