Memahami Kekasaran Permukaan: Satuan, Tabel, dan Teknik Pengukuran

Apa itu Kekasaran Permukaan?

Kekasaran permukaan, sering disingkat menjadi kekasaran, adalah komponen dari tekstur permukaan. Ini diukur oleh penyimpangan dalam arah vektor normal dari permukaan nyata dari bentuk idealnya.

Jika penyimpangan ini besar, permukaan kasar; jika kecil, permukaan halus. Dalam metrologi permukaan, kekasaran biasanya dianggap sebagai komponen frekuensi tinggi, panjang gelombang pendek dari permukaan yang diukur.

Namun, dalam praktiknya, seringkali perlu untuk mengetahui baik amplitudo maupun frekuensi untuk memastikan bahwa permukaan cocok untuk tujuan tertentu.

Kekasaran memainkan peran penting dalam menentukan bagaimana sebuah objek nyata akan berinteraksi dengan lingkungannya. Dalam tribologi, permukaan kasar biasanya lebih cepat aus dan memiliki koefisien gesekan yang lebih tinggi dibandingkan permukaan halus.

Kekasaran seringkali menjadi prediktor yang baik dari kinerja komponen mekanis, karena ketidakteraturan pada permukaan dapat membentuk situs nukleasi untuk retak atau korosi.

Di sisi lain, kekasaran dapat mempromosikan adhesi. Secara umum, daripada deskriptor yang spesifik skala, deskriptor lintas skala seperti fraktal permukaan memberikan prediksi yang lebih bermakna tentang interaksi mekanis di permukaan termasuk kekakuan kontak dan gesekan statis.

Meskipun nilai kekasaran yang tinggi seringkali tidak diinginkan, sulit dan mahal untuk dikontrol dalam manufaktur.

Misalnya, sulit dan mahal untuk mengontrol kekasaran permukaan bagian yang diproduksi dengan fused deposition modeling (FDM). Menurunkan kekasaran permukaan biasanya meningkatkan biaya manufaktur. Ini sering menghasilkan trade-off antara biaya manufaktur suatu komponen dan kinerjanya dalam aplikasi.

Kekasaran dapat diukur dengan perbandingan manual terhadap “comparator kekasaran permukaan”, tetapi secara umum pengukuran profil permukaan dilakukan dengan profilometer. Ini dapat berupa jenis kontak (biasanya stylus berlian) atau optik.

Namun, kekasaran yang dikontrol seringkali dapat diinginkan. Misalnya, permukaan glos dapat terlalu mencolok bagi mata dan terlalu licin bagi jari (touchpad adalah contoh yang baik) jadi kekasaran yang dikontrol diperlukan. Ini adalah kasus di mana baik amplitudo maupun frekuensi sangat penting.

Satuan Kekasaran Permukaan

Kekasaran berdasarkan rata-rata aritmetika (Ra) adalah standar yang diterima dan dapat diukur dalam satuan Inggris (microinches) atau metrik (microns). Finishing permukaan diukur menggunakan instrumen rata-rata atau profilasi. Instrumen rata-rata tidak dapat mengukur gelombang dan biasanya menampilkan nilai finishing permukaan pada meter.

Cara Mengukur Kekasaran Permukaan?

Kekasaran permukaan adalah perhitungan relatif halusan profil permukaan. Dalam hal ini, digunakan parameter numerik – Ra. Ra surface finish chart menunjukkan rata-rata aritmetika dari ketinggian permukaan. Ketinggian telah diukur di seluruh permukaan.

Seperti yang telah disebutkan, ada tiga komponen dasar dari permukaan. Mereka meliputi kekasaran, gelombang, dan arah serat. Oleh karena itu, berbagai faktor memengaruhi karakteristik geometri permukaan.

Demikian pula, ada beberapa sistem pengukuran untuk kekasaran permukaan. Oleh karena itu, sistem-sistem ini meliputi:

• Metode pengukuran langsung
• Metode non-kontak
• Metode perbandingan
• Metode in-proses

Metode pengukuran langsung mengukur kekasaran permukaan menggunakan stylus. Akibatnya, melibatkan menggambar stylus secara tegak lurus terhadap permukaan. Tukang mesin kemudian menggunakan profil terdaftar untuk menentukan parameter kekasaran.

Metode non-kontak melibatkan penggunaan cahaya atau suara. Instrumen optik seperti cahaya putih dan konfokal menggantikan stylus. Instrumen ini menggunakan prinsip yang berbeda untuk pengukuran. Probe fisik kemudian dapat diganti dengan sensor optik atau mikroskop.

Pertama, instrumen yang digunakan akan mengirimkan pulsa ultrasonik ke permukaan. Kemudian, akan terjadi perubahan dan pantulan gelombang suara kembali ke perangkat. Anda kemudian dapat menilai gelombang yang dipantulkan untuk menentukan parameter kekasaran.

Di sisi lain, teknik perbandingan menggunakan sampel kekasaran permukaan. Sampel ini dihasilkan oleh peralatan atau proses. Kemudian, produsen menggunakan indra raba dan penglihatan untuk membandingkan hasil. Hasil dibandingkan dengan permukaan dengan parameter kekasaran yang diketahui.

Contoh dari teknik in-proses adalah induktansi. Metode ini membantu mengevaluasi kekasaran permukaan menggunakan bahan magnetik. Di sini, pickup induktansi menggunakan energi elektromagnetik. Ini menggunakan energi untuk mengukur jarak ke permukaan. Kemudian, nilai parametrik yang ditentukan dapat membantu menemukan parameter kekasaran perbandingan.

Tabel Kekasaran Permukaan

Ada variasi yang luas dalam kondisi finishing dan tepi. Tercantum adalah beberapa teknik manufaktur yang lebih umum dan nilai finishing permukaan Ra yang sesuai.

Berbagai Metode Mengukur Kekasaran Permukaan

Ada berbagai metode dan peralatan yang terlibat dalam pengukuran kekasaran permukaan. Berbagai metode yang digunakan terbagi menjadi tiga kategori. Mereka adalah:

• Teknik Profiling. Pertama, kita memiliki teknik profiling. Ini melibatkan pengukuran permukaan menggunakan probe resolusi tinggi. Dalam proses ini, Anda harus memikirkan lebih banyak tentang jaru gramofon yang sejajar dengan sensitivitas. Probe CNC yang umum mungkin tidak seefektif.
• Teknik Area. Teknik ini mengukur area yang terbatas dari permukaan. Oleh karena itu, pengukuran menawarkan rata-rata statistik dari puncak dan lembah di permukaan. Beberapa contoh teknik ini meliputi pemancaran ultrasonik, pemancaran optik, probe kapasitansi, dan lainnya. Lebih mudah diotomatisasi dan dieksekusi dengan teknik area.
• Teknik Mikroskopi. Teknik kualitatif ini bergantung pada pengukuran kontras. Hasilnya memberikan informasi yang relevan tentang puncak dan lembah di permukaan.