Oberflächenprofilen

Unter dem Begriff Oberflächenprofilen versteht man die Geometrie der Oberflächenhöhe, gemessen entlang einer Messlinie oder eines Messareals. Das Profil beschreibt die Höhenvariation relativ zu einer Referenzebene und umfasst alle auffindbaren Kerben, Wellen und Rauheiten der Oberfläche. Oberflächenprofile beeinflussen Funktionsparameter wie Reibung, Abdichtung und Montagepassung und dienen damit der Qualitätssicherung sowie der Auslegung technischer Oberflächen.

Messmethoden: Taktiles Profiling nutzt eine feine Tastspitze, die der Oberfläche folgt und Höhenwerte entlang einer Linie erfasst. Optische Verfahren arbeiten berührungslos, etwa mit Weißlichtinterferometrie oder konfokaler Messung, und liefern Areal- oder Linienprofile mit hoher Auflösung. Weitere Techniken umfassen AFM im Nanometerbereich und speckle- oder interferometrische Methoden.

Kennwerte: Für Linienprofile sind übliche Größen Ra (arithmetisches Mittel der Abweichungen), Rq (RMS-Rauheit) und Rz (max-min-Differenz der Profilhöhe). Areale Profile nutzen Sa, Sq, Sz, mit vergleichbaren Kennwerten. Normen wie ISO 4287 (taktiles Profiling) und ISO 25178 (areale Profilmessung) regeln Messung, Referenzebenen, Einheiten und Kalibrierung.

Anwendungen: In der Fertigung dient die Profilmessung der Prozessüberwachung, Qualitätskontrolle und der Bestimmung von Passungen, Dichtungen und Schmierfilmen. In der Tribologie bietet sie Hinweise auf Verschleiß, und in Mikro- und Halbleitertechnik sowie der Medizintechnik ist die Oberflächenbeschaffenheit oft kritisch für Funktion und Zuverlässigkeit.

Herausforderungen: Richtig interpretieren erfordert Berücksichtigung von Tilt, Krümmung, Messlänge und Abtastraum; Kalibrierung und Rückführung auf dokumentierte Referenzmessungen sind essenziell, um Vergleichbarkeit sicherzustellen.