Apa itu Kekasaran Permukaan? - Satuan, Bagan, Pengukuran
Apa itu Kekasaran Permukaan?
Kekasaran permukaan, sering disingkat menjadi kekasaran, adalah komponen tekstur permukaan. Ini diukur dengan penyimpangan dalam arah vektor normal permukaan nyata dari bentuk idealnya.
Jika penyimpangan ini besar, permukaannya kasar; jika kecil, permukaannya halus. Dalam metrologi permukaan, kekasaran biasanya dianggap sebagai komponen frekuensi tinggi dan panjang gelombang pendek dari permukaan yang diukur.
Namun, dalam praktiknya, sering kali perlu mengetahui amplitudo dan frekuensi untuk memastikan bahwa permukaan cocok untuk suatu tujuan.
Kekasaran memainkan peran penting dalam menentukan bagaimana objek nyata akan berinteraksi dengan lingkungannya. Dalam tribologi, permukaan kasar biasanya lebih cepat aus dan memiliki koefisien gesekan yang lebih tinggi daripada permukaan halus.
Kekasaran seringkali merupakan prediktor yang baik dari kinerja komponen mekanis, karena ketidakteraturan pada permukaan dapat membentuk situs nukleasi untuk retak atau korosi.
Di sisi lain, kekasaran dapat meningkatkan adhesi. Secara umum, daripada deskriptor skala-spesifik, deskriptor lintas skala seperti fraktalitas permukaan memberikan prediksi yang lebih bermakna dari interaksi mekanis pada permukaan termasuk kekakuan kontak dan gesekan statis.
Meskipun nilai kekasaran yang tinggi sering kali tidak diinginkan, pengendalian dalam manufaktur bisa jadi sulit dan mahal.
Misalnya, sulit dan mahal untuk mengontrol kekasaran permukaan bagian-bagian yang diproduksi oleh fused deposition modeling (FDM). Mengurangi kekasaran permukaan biasanya meningkatkan biaya produksinya. Hal ini sering menghasilkan trade-off antara biaya produksi komponen dan kinerjanya dalam aplikasi.
Kekasaran dapat diukur dengan perbandingan manual terhadap "pembanding kekasaran permukaan", tetapi lebih umum pengukuran profil permukaan dilakukan dengan profilometer. Ini bisa dari jenis kontak (biasanya stylus berlian) atau optik.
Namun, kekasaran yang terkontrol sering kali diinginkan. Misalnya, permukaan yang mengkilap bisa terlalu mengkilap untuk mata dan terlalu licin untuk jari (contoh yang bagus adalah touchpad) sehingga diperlukan kekasaran yang terkontrol. Ini adalah kasus di mana amplitudo dan frekuensi sangat penting.
Unit Kekasaran Permukaan
Kekasaran dengan rata-rata aritmatika (Ra) adalah standar yang diterima dan dapat diukur dalam satuan bahasa Inggris (mikro inci) atau metrik (mikron). Permukaan akhir diukur menggunakan instrumen rata-rata atau profil. Instrumen rata-rata tidak dapat mengukur kelengkungan dan biasanya menampilkan nilai permukaan akhir pada meteran.
Bagaimana Mengukur Kekasaran Permukaan?
Kekasaran permukaan adalah perhitungan kehalusan relatif dari profil permukaan. Dalam hal ini, ada penggunaan parameter numerik – Ra. Grafik permukaan akhir Ra menunjukkan rata-rata aritmatika dari ketinggian permukaan. Ketinggian telah diukur di seluruh permukaan.
Seperti yang telah disebutkan, ada tiga komponen dasar permukaan. Mereka termasuk kekasaran, waviness, dan lay. Oleh karena itu, berbagai faktor mempengaruhi karakteristik geometri permukaan.
Demikian juga, ada beberapa sistem pengukuran kekasaran permukaan. Oleh karena itu, sistemnya meliputi:
Metode pengukuran langsung
Metode non-kontak
Metode perbandingan
Metode dalam proses
Pengukuran langsung metode mengukur kekasaran permukaan menggunakan stylus. Akibatnya, melibatkan menggambar stylus tegak lurus ke permukaan. Kemudian masinis menggunakan profil terdaftar untuk menentukan parameter kekasaran.
Metode metode non-kontak melibatkan penggunaan cahaya atau suara sebagai gantinya. Instrumen optik seperti cahaya putih dan confocal menggantikan stylus. Instrumen ini menggunakan prinsip yang berbeda untuk pengukuran. Probe fisik kemudian dapat diaktifkan dengan sensor optik atau mikroskop.
Pertama, instrumen yang digunakan akan mengirimkan pulsa ultrasonik ke permukaan. Kemudian, akan ada perubahan dan pantulan gelombang suara kembali ke perangkat. Anda kemudian dapat menilai gelombang yang dipantulkan untuk menentukan parameter kekasaran.
Sebaliknya, teknik perbandingan menggunakan sampel kekasaran permukaan. Sampel ini dihasilkan oleh peralatan atau proses. Kemudian, pabrikan menggunakan indera peraba dan visual untuk membandingkan hasil. Hasilnya dibandingkan dengan parameter kekasaran permukaan yang diketahui.
Contoh teknik dalam proses adalah induktansi. Metode ini membantu untuk mengevaluasi kekasaran permukaan menggunakan bahan magnetik. Di sini, pickup induktansi menggunakan energi elektromagnetik. Ia menggunakan energi untuk mengukur jarak ke permukaan. Kemudian, nilai parametrik yang ditentukan dapat membantu mengetahui parameter kekasaran komparatif.
Bagan Kekasaran Permukaan
Ada variasi luas dalam finishing dan kondisi tepi. Tercantum adalah beberapa teknik manufaktur yang lebih umum dan nilai permukaan akhir Ra yang sesuai.
Berbagai Metode Pengukuran Kekasaran Permukaan
Ada berbagai metode dan peralatan yang terlibat dalam mengukur kekasaran permukaan. Berbagai metode yang digunakan terbagi dalam tiga kategori. Mereka adalah:
Teknik Pembuatan Profil. Pertama, kami memiliki teknik pembuatan profil. Ini melibatkan pengukuran permukaan menggunakan probe resolusi tinggi. Dalam proses ini, Anda harus lebih memikirkan jarum fonograf yang sejalan dengan kepekaan. Pemeriksaan CNC biasa mungkin tidak seefektif ini.
Teknik Area. Teknik-teknik ini mengukur area permukaan yang terbatas. Oleh karena itu, pengukuran menawarkan rata-rata statistik puncak dan palung di permukaan. Beberapa contoh teknik ini termasuk hamburan ultrasonik, hamburan optik, probe kapasitansi, dan banyak lagi. Lebih mudah untuk mengotomatisasi dan mengeksekusi dengan teknik area.
Teknik Mikroskopi. Teknik kualitatif ini mengandalkan pengukuran kontras. Hasilnya memberikan informasi yang relevan tentang puncak dan lembah di permukaan.
