Oppervlakteruwheid (Ra)
Ra-waarde; dé maat bij het slijpen en polijsten
Bij het slijpen van RVS, aluminium, messing en andere materialen hebben we te maken met de oppervlakteruwheid. Met het oog kan men natuurlijk bepalen of iets mooi of netjes is, maar dan blijft het iets subjectiefs. Met een ruwheidswaarde (Ra waarde) heeft men iets in handen wat meetbaar is. Zo bepaalt de toepassing vaak welke Ra waarde nodig is. In dit artikel leest u alles wat u moet weten over oppervlakteruwheid, lage ruwheidswaarden en het verschil tussen Ra, Rt en Rz.
Wat is oppervlakteruwheid?
Oppervlakteruwheid, ook wel Ra ruwheid genoemd, is een begrip uit de wrijvingskunde en wordt vooral gebruikt in de metaalindustrie. Dit begrip gebruiken we om, zoals de naam al zegt, de ruwheid van een oppervlakte aan te duiden. Hiervoor worden de volgende termen gebruikt:
- Ra waarde;
- Rt waarde;
- Rz waarde.
Als we willen weten wat oppervlakteruwheid inhoudt, moeten we eerst weten wat het profiel van roestvast staal is. Wanneer we zouden inzoomen op het oppervlak van een metaal, zou het eruit zien als een grafiek met pieken en dalen. Dit wordt het profiel genoemd. Een voorbeeld van een profiel ziet u in onderstaande afbeelding.
Afb. 1 Profiel oppervlak van het metaal.
Hoe wordt oppervlakteruwheid gemeten?
De meest voorkomende aanduiding voor oppervlakteruwheid is de waarde Ra. Dit betreft een gemiddelde waarde van alle afwijkingen van een rechte lijn, binnen de te meten lengte. Het meten hiervan gebeurt met een profielmeter of een laserscanner. Hoe groter deze afwijkingen zijn, des te ruwer het oppervlak is. Is de Ra klein, dan betekent het dat het oppervlak glad is. De Ra waarde wordt uitgedrukt in micrometers (µm) of micro-inches (µin.)
De ruwheidswaarde wordt gemeten door een taster, een kleine en gevoelige naald, over het te meten oppervlak te laten gaan. Deze meet de pieken en dalen van het materiaal, in geval van een geslepen plaat dus de diepte en hoogte van de krassen die ontstaan door het slijpen.
Afb. 2 De oppervlakteruwheid wordt door ons gemeten met een ruwheidsmeter. Hier zien wij de Ra waarde, Rt waarde en Rz waarde.
Wat is het verschil tussen Ra, Rz en Rt?
De Ra waarde is niet de enige waarde waarin ruwheid van een oppervlakte gemeten kan worden. Andere aanduidingen voor oppervlakteruwheid zijn onder meer Rz en Rt waarde. Tussen deze termen zit wel degelijk een verschil, namelijk:
- Ra waarde: zoals eerder benoemd wordt deze term het vaakst gebruikt. Het betreft een gemiddelde waarde van alle afwijkingen van een rechte lijn binnen de te meten lengte.
- Rt waarde: geeft het verschil tussen de hoogste piek en het laagste dal aan.
- Rz waarde: betreft een gemiddelde waarde. Bestaande uit het gemiddelde van de som van de 5 hoogste pieken en de 5 diepste dalen over een meettraject.
Waarom is een lage ruwheidswaarde belangrijk?
Een lage Ra ruwheid is in veel gevallen gewenst. Redenen daarvoor zijn onder meer het reinigen en de slijtage. Roestvast staal en andere materialen dienen in het algemeen een lage oppervlakteruwheid te hebben, zodat de materialen goed reinigbaar zijn. Ook vindt er minder snel aanhechting van vuil en bacteriën plaats met een lage ruwheidswaarde. Bacteriën en micro-organismen gedijen goed op een grove structuur, porositeit, microscheurtjes en andere oneffenheden. Het is in sommige industrieën dus van belang dat deze zo weinig mogelijk voorkomen op het materiaal.
Daarnaast vertraagt een lage oppervlakteruwheid het slijtageproces van een materiaal. Hoe ruwer het oppervlak, des te eerder het oppervlak slijt. Dit heeft onder meer te maken met de grote wrijvingscoëfficiënt, wat betekent dat er meer kracht nodig is om te glijden over het oppervlak.
Vooral bij machines voor de voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie dient het slijpwerk aan normen ten aanzien van de oppervlakteruwheid te voldoen. Ook in de semiconductor industrie worden hoge eisen gesteld, betreffende de ruwheidswaarden. Om tot een zo nauwkeurig mogelijke meting te komen, worden onze meetapparaten regelmatig volgens een vaste procedure gecontroleerd en gekalibreerd. Wanneer nodig worden ruwheidsmetingen uitgevoerd om te controleren of een product voldoet aan de ruwheidswaarden. Hierbij wordt een meetrapport gemaakt en meegezonden naar de klant.
Afb. 3 Een meetrapport van de ruwheidswaarden geeft een goed beeld van de ruwheid het materiaal.
Hoe bereik je lage ruwheidswaarden?
Om tot een lage ruwheidswaarden te komen, moeten er meerdere stappen worden gevolgd. Het oppervlak moet eerst worden ontdaan van eerder genoemde zaken als scheurtjes, oneffenheden en porositeit. Dat gebeurt door het oppervlak te schuren en te slijpen. Na dit ‘schoonslijpen’ wordt stapsgewijs opgewerkt met diverse korrelgroottes naar een fijne finish, ofwel een lage oppervlakteruwheid. Zoals in onderstaande tabel getoond wordt, geldt: hoe fijner de korrel, hoe kleiner de Ra waarde.
| Korrelgrootte | Ra waarde | Rt waarde |
|---|---|---|
| # 60 | 3,4 | 23,5 |
| # 100 | 2,65 | 18 |
| # 120 | 2,3 | 16 |
| # 180 | 1,7 | 11,5 |
| # 240 | 1,2 | 7,5 |
| # 280 | 0,95 | 6 |
| # 320 | 0,75 | 4,5 |
| # 400 | 0,45 | 2,8 |
| # 500 | 0,4 | 2,5 |
Het is belangrijk om bij bovenstaande tabel in gedachten te houden dat dit een benadering betreft. Wanneer er een bepaalde Ra waarde nodig is, volstaat het niet om alleen een korrelgrootte te noemen. De slijtage op een slijpband en de voorafgaande slijp stappen kunnen er namelijk voor zorgen dat de ruwheid anders uitvalt. Het is daarom van belang dat de klant altijd een Ra waarde benoemt in de aanvraag, mits deze gewenst is.
Wanneer is een hoge ruwheidswaarde nodig?
In sommige gevallen is er een hoge ruwheidswaarde gewenst, bijvoorbeeld als men een betere hechting bij het verlijmen van RVS platen wil. Het oppervlak kan in dat geval opgeruwd worden door het grof te slijpen. Het materiaal zal hierdoor beter hechten op bijvoorbeeld een onderplaat of gevel. Ook bij anti-slip toepassingen wordt vaak gekozen voor een hoge ruwheidswaarde.
Oppervlakteruwheid en de Cleanroom
Van Geenen reinigt al sinds jaar en dag metalen en kunststof producten in haar eigen Cleanroom. Dit zijn producten uit onder meer de high-tech-, semiconductor-, food-, medische- en farma-industrie. Vaak gebeurt het reinigen van deze producten in combinatie met een slijp- en polijst opdracht, simpelweg omdat producten met een lage oppervlakteruwheid zich beter laten reinigen. Dat is één van de grote voordelen van Van Geenen; eerst uw producten naar de juiste Ra ruwheid laten bewerken, daarna laten reinigen. Alles onder één dak. Hiervoor heeft Van Geenen diverse mogelijkheden zonder beperkingen aan de afmetingen:
- Grote ruimte voor pre-cleaning en spray cleaning;
- Grote reinigingsbaden;
- Grote ultrasoonbaden;
- Grote cleanroom ruimte voor het assembleren van producten onder cleanroom condities;
- Cleanen en verpakken op Grade 2 en 4 niveau.
Afb. 4 Nadat uw product de juiste Ra waarde heeft kunnen wij deze direct reinigen in onder andere onze ultrasoonbaden.
Bereik de gewenste oppervlakteruwheid bij Van Geenen
Heeft u nog vragen met betrekking tot oppervlakteruwheid, of bent u geïnteresseerd in onze diensten en producten? Neem dan gerust contact met ons op. Dit geldt eveneens voor het aanvragen van een offerte voor het slijpen en polijsten van uw materialen. Wij stellen deze graag vrijblijvend voor u op. Contact opnemen met Van Geenen? Dit kan via ons contactformulier, door een e-mail te sturen naar info@vangeenen.nl of door ons te bellen op +31 (0) 548 – 543794.