La rugosité Ra est, en mécanique, une moyenne caractérisant l’état de surface d’une pièce ou d’un matériau.
Dans l’industrie, le contrôle de la rugosité fait partie des processus de validation des cotes et assure la conformité de la pièce durant l’usinage.
Il existe d’autres indicateurs caractérisant la rugosité d’une surface, mais dans cet article nous nous intéresseront à l’état de surface général de la zone de contrôle.
Sommaire
La rugosité Ra, qu’est-ce que c’est ?
Définition
La Rugosité Moyenne Arithmétique, notée Ra, est la moyenne absolue par rapport à la longueur de base.
Pour faire simple, la valeur Ra indique la rugosité moyenne de la surface pour la longueur de la mesure effectuée, c’est-à-dire, l’écart moyen entre les pics et les creux.
Pour schématiser ce qu’est la rugosité, on peut imaginer une coupe en deux dimensions de la surface. Plus la rugosité de cette surface est importante et plus les pics et les creux de cette dernière auront un écart important.
Ra roughness is an excellent method to quickly verify that the surface meets the customer’s specifications, as its value is representative of the overall surface condition.
Pourquoi s’intéresser à la rugosité d’une surface ?
In certain sectors, particularly high-technology industries, it’s crucial that the Ra roughness of manufactured components meets precise expectations.
La rugosité joue un rôle important en mécanique, elle permet de contrôler des phénomènes comme l’écoulement ou l’adhésion. C’est une cote importante à prendre en compte dans la mécanique de précision parce qu’elle a un impact significatif sur la force de friction, sur l’usure et sur l’ancrage mécanique (entre autres).
Si l’on détermine la rugosité moyenne d’une surface à l’aide de l’indicateur Ra, on est en mesure de connaître rapidement les irrégularités micro-géométriques ou macro-géométriques de la surface.
C’est ainsi que la pièce peut être désignée comme conforme ou non-conforme lors du processus de contrôle qualité.
Les autres indicateurs de la rugosité
In addition to Ra, when evaluating surface condition, other indicators like Rz or Rt can provide additional valuable information:
- Le Rt défini la rugosité totale enregistrée, c’est-à-dire la somme du pic maximal avec le creux maximal. C’est la distance la plus importante enregistrée pour la mesure.
- Le Rz défini la régularité dans les mesures enregistrées. C’est une moyenne entre les cinq plus importants écarts totaux (Rt) enregistré pour la longueur.
These indicators allow for a more precise understanding of the surface’s macro-geometry.
Ils sont parfois des critères de sélection dans le contrôle qualité et les instruments de mesure moderne en font mention dans leurs résultats.
Mesurer la rugosité d’une surface
Various tools are available to measure the Ra roughness of a surface. Choosing a tool depends primarily on the control requirements and specific needs of the measurement.
Roughness meters (Profilometers)
A roughness meter, or profilometer, is a contact measuring device that quickly determines the Ra roughness of a surface.
The main advantage of these devices is their simplicity and portability. To perform a measurement, you simply place the device on the surface to be inspected and activate it.
On distingue deux familles de rugosimètre : les rugosimètres à patin et les rugosimètre sans patin.
Dans le premier cas la machine présente à l’extrémité de sa tête un petit patin qui glisse sur la surface de contrôle et sert de guide rectiligne.
Le patin peut affecter la mesure si la surface n’est pas plane, il vous faudra donc l’utiliser uniquement sur des surfaces les plus planes possibles. Malgré ce défaut, le rugosimètre avec patin est un appareil très maniable et très efficace pour mesurer des surfaces planes.
Skidless devices use an internal guide that calculates the probe’s orientation in 3D space, enabling measurements on non-planar surfaces.
L’aptitude des appareils sans patin à recalculer les trajectoires permet davantage de précision sur le contrôle, là où les dispositifs avec patin pourraient compliquer voire fausser le contrôle lorsque la surface diffère un peu.
La Mesure Optique
Les rugosimètres permettent de calculer la rugosité Ra très facilement, mais ce sont des appareils mécaniques, qui nécessite un contact physique entre le palpeur et la surface.
De ce fait, si l’on veut davantage de précision, il est préférable d’utiliser un système de mesure optique comme un interféromètre.
Les interféromètres sont des machines de mesures capable de donner la topographie de surface de n’importe quel matériau.
Ils sont beaucoup plus précis et performants que les systèmes de mesure avec contact physique parce qu’ils utilisent les effets d’interférence produits lors de la superposition de la lumière lorsqu’elle est projetée puis réfléchie par la zone de mesure.
C’est actuellement la méthode la plus efficace pour obtenir des valeurs très précises pour la rugosité de surface.
Le contrôle indirect délocalisé de la rugosité Ra
Sometimes, direct measurement of surface condition is impossible due to inaccessibility of measuring devices. This can occur for several reasons, primarily:
- The need to disassemble an assembled part to bring it to the measurement laboratory.
- La pièce est trop encombrante et il est difficile de la positionner pour la machine.
- La zone à contrôler ne peut pas être atteinte par votre instrument de contrôle.
In this kind of situations, the ability to indirectly measure the part would be extremely handy. This is precisely why Plastiform has developed impression products capable of performing such operations.
Contrôle de rugosité Ra indirecte, délocalisé
Plastiform a développé des produits de prise d’empreinte. Ces produits permettent de recopier les propriétés de la zone de contrôle, y compris son état de surface, avec une très grande précision.
Si pour n’importe quelle raison, il vous est impossible d’effectuer un contrôle sur la pièce, Plastiform vous permettra sans aucun doute de résoudre ce problème.
Le P80 Ra est un produit de prise d’empreinte pâteux (qui adhère à la surface, y compris si elle est surplombante).
By applying it to your part, you can replicate its properties. The product then stiffens to 80 Shore A, allowing you to easily perform measurements on the impression using your usual measuring devices.
Contrôler la Rugosité Ra sur une empreinte Plastiform
The accuracy of the measurement will vary depending on the measuring instrument you use.
Nous préconisons d’utiliser des systèmes de mesures sans contact, tel un interféromètre à lumière blanche, qui sont beaucoup plus précis et adapté pour la mesure de l’état de surface sur les empreintes.
If an interferometer isn’t available, opt for a skidless profilometer, which is more suitable for measuring the roughness of an impression. Both profilometers and interferometers will provide accurate Ra values, but interferometers offer higher precision for other roughness indicators.
Skid roughness testers also work well on our impressions. However, they provide rough estimates of Ra, and other values (Rt and Rz) may be distorted due to the pressure exerted by the skid on the impression.
Chez Plastiform, nous recommandons d’effectuer les contrôles sur empreinte avec les appareilles pour lesquels nous avons validé la compatibilité, c’est à dire Accretech et Sylvac.
Conclusion
Ra roughness is a key indicator of the surface macro-geometry of a part or material, reflecting the treatments applied during the production process.
Pour mesure cet indicateur, nous utilisons divers instruments de mesure qui mesure la différence entre les « creux » et les « pics » enregistrés sur une longueur donnée et qui permettent de calculer plusieurs caractéristiques :
- Total roughness (Rt), Indicates the maximum deviation recorded over the measured length. Rt is calculated by adding the maximum peak to the maximum trough.
- Tegularity, (Rz), which represents the average of the five main Rt values over the measured length.
- Arithmetic Mean Roughness (Ra), Indicates the average roughness of the controlled surface.
Ra is a particularly important parameter as it directly characterizes the overall surface condition, enabling a comprehensive evaluation.
To check the surface condition, various devices can be used, both contact and non-contact. Typically, profilometers or interferometers are employed for Ra roughness measurement.
Généralement, on utilise les Rugosimètres ou les interféromètres. Parfois, il est impossible pour les appareils d’accéder à la zone de contrôle souhaitée. C’est dans ce genre de cas que Plastiform peut vous sauver la vie.
Utilisez Plastiform afin de copier la zone de contrôle et effectuez vos mesures directement sur l’empreinte avec vos appareils de mesures !
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