Oberflächenqualität

Oberflächenqualität bezeichnet den Zustand einer Werkstoffoberfläche und beschreibt, wie glatt, eben und frei von Defekten sie ist. Sie ist ein wichtiger Bestimmungsfaktor für Funktion, Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Bauteilen und wird durch Merkmale wie Rauheit, Welligkeit, Lay und Oberflächenintegrität beeinflusst. Die Anforderungen orientieren sich an der Anwendung, dem Fertigungsverfahren und den Toleranzen im Entwicklungsprozess.

Zentrale Größen sind die Oberflächenrauheit (Ra, Rz, Rq) zur Quantifizierung lokaler Abweichungen und die Welligkeit (Wa) für gröbere Strukturen. Die Lay-Direktion beschreibt die Orientierung der rauen Spuren, die durch den Fertigungsverlauf festgelegt wird. In 3D werden Sa, Sq und weitere Arealparameter genutzt.

Messverfahren umfassen taktile Profilometrie zur Bestimmung von Ra/Rz und optische bzw. interferometrische Methoden zur vollständigen Oberflächentopographie. Wichtige Normen sind ISO 4287 für 2D-Rauheit und ISO 25178 für 3D. Messbedingungen wie Cutoff-Länge, Messrichtung und Probenvorbereitung beeinflussen Ergebnisse.

Auswirkungen: Eine geringe Rauheit kann Reibung, Verschleiß und Leckage verringern sowie die Lebensdauer verbessern; zu hohe Rauheit erhöht Kosten, Abnutzung und Korrosion. Oberflächenqualität ist besonders kritisch bei Passflächen, Lagern, Dichtungen und tribologischen Paarungen.

Bearbeitungstechniken wie Drehen, Fräsen, Schleifen, Honen, Läppen oder Polieren dienen der Steuerung der Oberflächenqualität. Nachbearbeitung, Werkzeugauswahl und Prozesskontrolle sind wichtig, ebenso die Dokumentation von Zielwerten (Ra, ggf. Sa) in der Fertigungszeichnung.

Qualitätskontrolle erfolgt durch Messdaten, deren Kalibrierung, Rückverfolgbarkeit und Dokumentation im Fertigungsablauf. Die Oberflächenqualität wird in Spezifikationen der Zeichnung festgehalten und ist ein zentraler Qualitätsparameter in Branchen wie Automotive, Maschinenbau oder Medizintechnik.