Oberflächenrauheit

Oberflächenrauheit beschreibt die feinen Abweichungen einer realen Fläche von einer idealen, vollkommen glatten Referenzfläche. Sie charakterisiert die Oberflächentextur anhand numerischer Größen, die aus Messungen resultieren. Zu den am häufigsten verwendeten Parametern gehören die arithmetische Mittelrauheit Ra, die quadratische Mittelrauheit Rq und die Spitzen- und Tälerwerte wie Rz oder Rp. Ra gibt den mittleren Abweichungswert über eine Messlinie an, während Rz die vertikale Ausprägung des Profils über eine bestimmte Messlänge zusammenfasst.

Messung erfolgt üblicherweise mit einem Tastprofilometer (taktil) oder mit berührungslosen optischen Verfahren wie Interferometrie oder Konfokaltechnik. Die Messergebnisse hängen von Messrichtung, der gewählten Filter- bzw. Cut-off-Länge (etwa λc) und der Reichweite der Messung ab. Internationale Normen wie ISO 4287 (Profilparameter) und ISO 25178 (digitale Oberflächenrepräsentation) setzen Terminologien, Konsistenz und Grenzwerte fest.

Die Oberflächenrauheit wird stark durch den Herstellungsprozess beeinflusst. Drehen, Fräsen, Schleifen, Läppen, Polieren oder Beschichten erzeugen unterschiedliche Rauheitswerte. Werkzeugzustand, Schnittgeschwindigkeit, Vorschub, Kühlung, Werkstoff und Werkstückbelastung spielen ebenso eine Rolle. Nachbearbeitungen wie Feilen, Polieren oder Honen reduzieren typischerweise Ra-Werte, während Oberflächenbehandlungen auch gezielt veränderte Rauheiten erzeugen können.

Rauheit beeinflusst Reibung, Verschleiß, Abdichtung, Leckage und Ermüdungsverhalten von Bauteilen. Geringe Rauheit kann die Dichtwirkung verbessern und Verschleiß verringern, während zu glatte Oberflächen auch Haftungsprobleme verursachen können. In der Produktentwicklung werden Oberflächenangaben in Spezifikationen festgelegt, um Passungen, Funktion und Lebensdauer sicherzustellen.