Was Sie über die Rauigkeit von Bauteilen wissen sollten
Die Frage der Rauigkeit von Bauteilen taucht im industriellen 3D-Druck immer wieder auf, insbesondere im Hinblick auf Nachbehandlungen von Bauteilen. Wir möchten Ihnen in diesem Beitrag daher eine wissenschaftliche Betrachtung dieser Frage näherbringen, nämlich die sogenannten Rauheitskennzahlen.
Der arithmetische Mittenrauwert
Schauen wir uns dabei zunächst den arithmetische Mittenrauwert Ra an. Darunter versteht man das arithmetische Mittel der Beträge der Ordinatenwerte des Rauheitsprofils innerhalb einer bestimmten Einzelmessstrecke. Dieser Wert stellt die mittlere Abweichung des Profils von der mittleren Linie dar. Der Mittenrauwert kann ebenso wenig zwischen Spitzen und Riefen unterscheiden wie verschiedene Profilformen erkennen. Seine beruht auf einer starken Mittelwertbildung, weshalb dessen Werte nur gering streuen. Für den Anwender hat dies den Vorteil, dass die Werte gut reproduzierbar sind.
Die gemittelte Rautiefe
Keinesfalls mit dem arithmetischen Mittenrauwert Ra zu verwechseln ist die gemittelte Rautiefe Rz . Dabei handelt es sich um die Summe aus der Höhe der größten Profilspitze und der Tiefe des größten Profiltals innerhalb einer bestimmten Einzelmessstrecke. Rz ergibt sich üblicherweise aus der Mittelung der Ergebnisse von 5 Einzelmessstrecken. Damit reagiert Rz insgesamt empfindlicher auf die Veränderung von Oberflächenstrukturen als Ra.
Die Umrechnung von Mittenrauwert zu Rautiefe
Da die Kennzahlen Rz und Ra unterschiedlich ermittelt werden, ist eine direkte Umrechnung nicht möglich. Man kann jedoch, stark vereinfacht von folgender Formel ausgehen: Rz = 7 * Ra.
Zur Bestimmung dieser Kennzahlen wurden an der TU München Messungen an SLS- und (HP-)MJF-gedruckten Würfeln vorgenommen. Dabei ergaben sich folgende Werte:
- Für unbehandelte SLS-Würfel: Ra (gesamt): 11,99 µm, Rz (gesamt): 63,46 µm.
- Für trowalisierte SLS-Würfel: Ra (gesamt): 7,03 µm, Rz (gesamt): 40,65 µm.
- Für trowalisierte und gestrahlte SLS-Würfel: Ra (gesamt): 4,75 µm, Rz (gesamt): 28,54 µm.
- Für unbehandelte MJF-Würfel: Ra (gesamt): 10,08 µm, Rz (gesamt): 54,02 µm.
- Für trowalisierte MJF-Würfel: Ra (gesamt): 5,38 µm, Rz (gesamt): 32,41 µm.
- Für trowalisierte und gestrahlte MJF-Würfel: Ra (gesamt): 4,77 µm, Rz (gesamt): 27,35 µm.
Selbstverständlich handelt es sich bei diesen Werten um Messwerte, die unter speziellen Bedingungen erzielt wurden und daher so nicht verallgemeinerbar sind. Als Richtwerte bieten sie dennoch eine gute Stütze.
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