Rugosidad superficial: Todo lo que debe saber

Cuando se fabrican componentes con dimensiones y tolerancias, el acabado superficial es también un aspecto crucial. Para lograr durabilidad, rendimiento y calidad se mantiene la rugosidad superficial adecuada.

Si no sabes nada sobre la rugosidad superficial y quieres saber qué es la rugosidad superficial y cuáles son sus unidades, lee la siguiente guía.

¿Qué es la rugosidad superficial en el mecanizado y la fabricación?

La naturaleza de la superficie se denomina acabado superficial o rugosidad superficial. Es la desviación que puede tener la superficie en comparación con un plano perfectamente plano. El término acabado superficial se refiere al nivel de acabado y pulido que se aplica a un componente. El uso de los componentes depende de su rugosidad superficial.

Unidades de medida de la rugosidad superficial (Ra)

¿Qué son las unidades Ra?

Ra hace referencia a la rugosidad media, que es una unidad que mide la rugosidad de la superficie en la fabricación. Permite cuantificar la suavidad y textura de una superficie y da una idea de su aspecto y funcionalidad. Se mide en micropulgadas o micrómetros.

Valor Ra en la rugosidad superficial

Un valor de rugosidad superficial representa la desviación media que presenta la superficie respecto a la línea media a partir de una longitud de muestreo determinada.

Términos de rugosidad superficial

A continuación se indican los distintos términos utilizados para determinar la rugosidad superficial.

Ra

Ra es la unidad de medida más común para evaluar el acabado superficial. Representa la desviación media aritmética que incluye la rugosidad de una superficie. Cuantifica la variación de la rugosidad con respecto a la línea media.

Rz

Rz es una medida de la altura media máxima de la superficie de un componente. Representa la media de cinco desviaciones que se encuentran entre los picos más bajo y más alto. A veces, cuando Ra es desconsiderado debido a mediciones imprecisas, la unidad Rz ayuda a evitar errores.

Rp

Rp representa la altura máxima del pico a partir de la línea media. Es la altura del pico más alto, y es un parámetro muy crucial, ya que determina la irregularidad máxima de la superficie. Se mide en micrómetros o micropulgadas.

Rv

Rv es la profundidad máxima del valle; mide el valor más profundo en la longitud de muestreo desde la línea media. Indica la profundidad de la indentación en una superficie determinada, y factores como la concentración de tensiones pueden influir en ella.

Rmax

Al evaluar la rugosidad de la superficie, los arañazos y las rebabas son muy significativos, y max ayuda a identificar estas irregularidades.

RMS

RMS son las siglas de Roughness Magnitude Surface (magnitud de rugosidad superficial); mide la rugosidad superficial tomando los valores de altura y elevándolos al cuadrado. Da peso a los valores extremos y ofrece una visión detallada de la textura de la superficie.

¿Qué es el acabado superficial estándar en el mecanizado?

3,2μm Ra es el acabado superficial estándar y se opta por él en aplicaciones generales. Equilibra la fabricabilidad y la funcionalidad y no requiere un tratamiento posterior exhaustivo. Este rango de valores Ra representa una superficie moderadamente lisa, con algunas marcas visibles de herramientas pero sin irregularidades significativas.

Tipos de acabados de mecanizado

Los distintos tipos de acabados de mecanizado son los siguientes:

Acabado mecanizado

Es el acabado que aparece justo después del mecanizado y presenta marcas de herramientas. Esta superficie tiene un valor Ra que oscila entre 3,2 y 6,3 µm. Se opta por él para piezas en las que la estética no es importante como prototipos funcionales.

Acabado liso

Un acabado liso es un acabado fino que se consigue utilizando una herramienta de forma y cuando el mecanizado se realiza a baja velocidad. Tiene un valor de Ra entre 0,8 y 1,6 µm. Se utiliza en aplicaciones como la medicina, aeroespacialy automóviles, donde las superficies lisas ayudan a reducir la fricción.

Acabado texturizado

Un acabado texturizado es una superficie que ha sido desbastada deliberadamente con la ayuda de procesos y herramientas como el granallado y el chorreado. moleteado. Tiene un valor de Ra superior a 6,3 µm. Se utiliza para mejorar el agarre, reducir el deslumbramiento y con fines decorativos.

Acabado espejo

Un acabado de espejo es una superficie pulida y con una suavidad sin fisuras. El valor de Ra en este acabado es de 0,2 µm. Este acabado es necesario en productos ópticos.

Acabado anodizado

El acabado anodizado se consigue tratando químicamente la superficie y formando una capa anodizada que mejora la estética y la resistencia a la corrosión. El valor Ra del acabado anodizado suele ser a partir de 3,2 µm y se utiliza en componentes aeroespaciales y electrónicos.

¿Cómo se consiguen los distintos niveles de rugosidad superficial?

Existen diferentes niveles de rugosidad superficial, y se consiguen utilizando diferentes métodos, como se explica a continuación.

Como mecanizado

Las superficies mecanizadas se obtienen directamente tras el mecanizado y presentan algunas marcas de herramienta. La rugosidad superficial de estas superficies oscila entre 3,2 y 6,3 µm Ra. Se trata de un método rentable y adecuado para aplicaciones que no requieren piezas estéticamente atractivas.

Granallado

El chorreado con microesferas es un proceso de acabado de superficies en el que se utilizan microesferas finas de vidrio que se chorrean sobre la superficie a alta presión. Crea un acabado uniforme y mate, y el rango de Ra en dicho acabado oscila entre 1,6 y 6,3 µm Ra. Ayuda a suavizar los bordes afilados y mejora la estética de los componentes.

Anodizado

Anodizado es el proceso de tratamiento químico de la superficie, que crea una capa anodizada en la superficie de los componentes. Los dos tipos diferentes de procesos de anodizado son los siguientes:

Anodizado Tipo II

El anodizado de tipo II crea una capa de óxido en la superficie que es fina y tiene una rugosidad superficial de 5-25µm. Ofrece resistencia a la corrosión y ayuda a conseguir diferentes colores. Es ligero, por lo que se utiliza sobre todo en carcasas electrónicas.

Anodizado Tipo III

El anodizado de tipo III es una capa dura de óxido que tiene una rugosidad superficial de 25 a 100µm. Este tipo de anodizado confiere a la superficie una gran resistencia a la corrosión y al desgaste. Se utiliza sobre todo en aplicaciones militares.

Opciones de rugosidad superficial en el mecanizado CNC

Los diferentes tipos de rugosidad superficial que se consiguen con el mecanizado CNC son los siguientes:

3,2 μm Ra

3,2 μm Ra es el acabado que es para las máquinas químicas; es sobre todo aceptable para los componentes de consumo y tiene superficies lisas. Sin embargo, en estos componentes se pueden ver algunas marcas visibles de herramientas.

1,6 μm Ra

1,6 μm Ra tiene marcas de corte, y se opta sobre todo por las piezas que pasan por grandes esfuerzos o necesitan ajustes apretados.

0,8 μm Ra

0,8 μm Ra es un acabado superficial que ofrece superficies de alta calidad y también es costoso. Sin embargo, es importante para piezas sometidas a grandes esfuerzos.

0,4 μm Ra

0,4μm Ra utiliza una rugosidad superficial que se opta por componentes que necesitan un acabado sin juntas como máxima prioridad. Es adecuado para componentes que se someten a tensiones y esfuerzos excesivos.

Principales efectos de la rugosidad superficial en las piezas

El impacto de la rugosidad superficial en los componentes es el siguiente:

Resistencia al desgaste

Cuando la superficie es rugosa, la conexión entre los componentes acoplados crea una mayor fricción. Esto provoca un rápido desgaste.

Estabilidad de ajuste

Las superficies rugosas son menos resistentes al desgaste y, por tanto, la holgura aumenta durante el uso. Los micro-picos se aplanan durante el proceso de ensamblaje de la interferencia de ajustes y reduce la interferencia efectiva y debilita la fuerza de conexión.

Resistencia a la fatiga

Las piezas rugosas tienen valles más grandes que funcionan como concentradores de tensiones. Esto afecta a la resistencia a la fatiga de los componentes.

Resistencia a la corrosión

Debido a la rugosidad, las superficies pueden dejar penetrar el aire y la humedad en los componentes metálicos, lo que hace que las piezas sean menos resistentes a la corrosión.

Sellabilidad

Las superficies rugosas no pueden crear suficiente capacidad de sellado, lo que puede provocar fugas entre los componentes ensamblados.

Rigidez de contacto

La rigidez de contacto es la capacidad de los componentes que se acoplan entre sí para resistir la deformación cuando se someten a fuerzas externas. La rigidez de una máquina depende de la rigidez de contacto que exista entre las piezas.

Precisión de la medición

La rugosidad de la superficie, si se mide un componente con la herramienta de medición, influye en la precisión de la medición.

Tabla de conversión de la rugosidad superficial

La tabla de conversión de la rugosidad superficial es la siguiente.

¿Cómo medir la rugosidad superficial?

Existen diferentes métodos para medir la rugosidad superficial, que se comentan a continuación:

Método de perfilado: Este método consiste en medir superficies mediante una sonda de alta resolución.

Técnica de área: Este método consiste en medir el área finita de una superficie determinada. Las mediciones dan una media estadística de los mínimos y los máximos. Esta técnica utiliza sondas de capacitancia, dispersión ultrasónica o dispersión óptica.

Técnica de microscopía: Es un método cualitativo que mide los contactos. Proporciona información sobre los valles y los picos de las superficies.

Conclusión

La rugosidad superficial es un aspecto crucial en la fabricación de componentes, ya que de ella dependen su rendimiento y durabilidad. Si desea fabricar componentes con el mejor acabado superficial para sus aplicaciones personalizadas, en DEK puede ayudarle. Contamos con ingenieros experimentados que tienen muy en cuenta la importancia de la rugosidad superficial en los componentes, garantizando una perfección excepcional.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se genera la rugosidad superficial?

La rugosidad superficial se genera mediante el proceso de fabricación o las técnicas de acabado de superficies.

¿A qué hay que prestar atención al marcar la rugosidad superficial?

Ra es el parámetro utilizado para describir la rugosidad de la superficie y, al marcarla, se mide la desviación de la altura media del perfil con respecto a la línea media.

Cuáles son las características de la forma de la superficie cuando la rugosidad superficial Ra es de 3,2μm?

3,2 µm Ra muestra marcas visibles de utillaje y tiene una superficie moderadamente rugosa.