Em mecânica, a rugosidade Ra é um valor médio que caracteriza a condição da superfície de uma peça ou material.
Na indústria, o controle da rugosidade Ra faz parte do processo de validação dimensional e garante a conformidade da peça durante a usinagem.
Embora existam outros indicadores que caracterizam a rugosidade de uma superfície, este artigo se concentrará na condição geral da superfície da área de controle.
Índice
O que é a rugosidade Ra?
Definição
A Rugosidade Média Aritmética, representada por Ra, é o desvio médio absoluto em relação ao comprimento base.
Em termos simples, o valor Ra indica a rugosidade média da superfície para o comprimento da medição realizada, ou seja, a diferença média entre picos e vales.
Para visualizar a rugosidade, podemos imaginar um corte transversal da superfície. Quanto maior a rugosidade Ra dessa superfície, maior será a diferença entre os picos e vales.
A rugosidade Ra é um excelente método para verificar rapidamente se a superfície atende às especificações do cliente, pois seu valor é representativo da condição geral da superfície.
Por que você deve se preocupar com a rugosidade Ra?
Em certos setores, particularmente nas indústrias de alta tecnologia, é crucial que a rugosidade Ra dos componentes fabricados atenda a expectativas precisas.
A rugosidade Ra desempenha um papel vital na mecânica, permitindo o controle de fenômenos como o fluxo de fluidos ou a adesão. É uma dimensão crítica na mecânica de precisão devido ao seu impacto significativo na força de atrito, desgaste e ancoragem mecânica (entre outros fatores).
Ao determinar a rugosidade média da superfície usando o indicador Ra, é possível avaliar rapidamente as irregularidades micro ou macro geométricas da superfície.
Essa avaliação permite classificar as peças como conformes ou não conformes durante o processo de controle de qualidade.
Outros indicadores de rugosidade
Embora a rugosidade Ra seja fundamental, ao avaliar a condição da superfície, outros indicadores como Rz ou Rt podem fornecer informações valiosas adicionais:
- Rt representa a rugosidade total registrada, ou seja, a soma do pico máximo e do vale máximo. Isso representa a maior distância registrada para a medição.
- Rz representa a regularidade nas medições registradas. É uma média dos cinco maiores desvios totais (Rt) registrados ao longo do comprimento medido.
Esses indicadores permitem uma compreensão mais precisa da macro-geometria da superfície.
Eles são frequentemente usados como critérios de seleção no controle de qualidade, e os instrumentos de medição modernos geralmente os incluem em seus resultados.
Medindo a rugosidade Ra
Várias ferramentas estão disponíveis para medir a rugosidade Ra de uma superfície. A escolha da ferramenta depende principalmente dos requisitos de controle e das necessidades específicas da medição.
Rugosímetros (Perfilômetros)
Um rugosímetro, ou perfilômetro, é um dispositivo de medição por contato que determina rapidamente a rugosidade Ra de uma superfície.
A principal vantagem desses dispositivos é sua simplicidade e portabilidade. Para realizar uma medição, basta colocar o dispositivo na superfície a ser inspecionada e ativá-lo.
Existem dois tipos de rugosímetros: perfilômetros com patim e sem patim.
No primeiro caso, o dispositivo tem um pequeno patim na extremidade de sua cabeça de medição que desliza sobre a superfície de controle, servindo como um guia reto.
O patim pode afetar a medição se a superfície não for plana, por isso é melhor usá-lo nas superfícies mais planas possíveis. Apesar dessa limitação, os perfilômetros com patim são uma ferramenta prática e eficiente para medir superfícies planas.
Os dispositivos sem patim usam um guia interno que calcula a orientação da sonda no espaço 3D, permitindo medições em superfícies não planas.
A capacidade dos dispositivos sem patim de recalcular trajetórias permite um controle mais preciso, enquanto os dispositivos com patim podem complicar ou distorcer as medições quando a superfície apresenta pequenas variações.
Medição Óptica
Embora a rugosidade Ra possa ser facilmente calculada com rugosímetros, estes são dispositivos mecânicos que requerem contato físico entre a sonda e a superfície.
Para maior precisão, é preferível usar um sistema de medição óptica, como um interferômetro.
Os interferômetros são dispositivos de medição sofisticados capazes de mapear a topografia da superfície de qualquer material.
Eles são significativamente mais precisos e eficientes do que os sistemas de medição por contato, pois utilizam efeitos de interferência produzidos quando a luz é projetada e refletida pela área de medição.
Atualmente, este é o método mais eficiente para obter valores de rugosidade de superfície altamente precisos.
Medição indireta da rugosidade Ra
Em alguns casos, a medição direta da condição da superfície é impossível devido à inacessibilidade dos dispositivos de medição. Isso pode ocorrer por várias razões, principalmente:
- A necessidade de desmontar uma peça montada para levá-la ao laboratório de medição.
- A peça é muito volumosa e difícil de posicionar para a máquina de medição.
- A área a ser verificada está inacessível para o seu instrumento de controle.
Nessas situações, a capacidade de medir a peça indiretamente seria extremamente prática. É precisamente por isso que a Plastiform desenvolveu produtos de impressão capazes de realizar tais operações.
Controle indireto e remoto da rugosidade Ra
A Plastiform desenvolveu produtos de impressão que permitem replicar as propriedades da área de controle, incluindo o acabamento da superfície, com alta precisão.
Se por qualquer motivo você não puder medir diretamente a peça, a Plastiform pode, sem dúvida, ajudar a resolver esse problema.
O P80 Ra é um produto de impressão pastoso que adere à superfície, mesmo que esteja suspensa.
Ao aplicá-lo à sua peça, você pode replicar suas propriedades. O produto então endurece até 80 Shore A, permitindo que você realize facilmente medições na impressão usando seus dispositivos de medição habituais.
Medindo a rugosidade Ra em uma impressão Plastiform
A precisão da medição variará dependendo do instrumento de medição que você usar.
Recomendamos sistemas de medição sem contato, como interferômetros de luz branca, que são altamente precisos e adequados para medir a condição da superfície das impressões.
Se um interferômetro não estiver disponível, opte por um perfilômetro sem patim, que é mais adequado para medir a rugosidade de uma impressão. Tanto os perfilômetros quanto os interferômetros fornecerão valores precisos de Ra, mas os interferômetros oferecem maior precisão para outros indicadores de rugosidade.
Perfilômetros com patim também funcionam bem em nossas impressões. No entanto, eles fornecem estimativas aproximadas de Ra, e outros valores (Rt e Rz) podem ser distorcidos devido à pressão exercida pelo patim na impressão.
Na Plastiform, recomendamos realizar verificações de impressão com dispositivos que validamos para compatibilidade, nomeadamente Accretech e Sylvac.
Conclusão
A rugosidade Ra é um indicador-chave da macro-geometria da superfície de uma peça ou material, refletindo os tratamentos aplicados durante o processo de produção.
Para medir esse indicador, utilizamos diversos instrumentos que quantificam a diferença entre “vales” e “picos” ao longo de um determinado comprimento, permitindo-nos calcular várias características:
- Rugosidade total (Rt): Indica o desvio máximo registrado ao longo do comprimento medido. Rt é calculado somando o pico máximo ao vale máximo.
- Regularidade (Rz): Representa a média dos cinco principais valores de Rt ao longo do comprimento medido.
- Rugosidade média aritmética (Ra): Indica a rugosidade média da superfície controlada.
A Rugosidade Ra é um parâmetro particularmente importante, pois caracteriza diretamente a condição geral da superfície, permitindo uma avaliação abrangente.
Para avaliar a condição da superfície, podem ser utilizados vários dispositivos, tanto de contato quanto sem contato. Tipicamente, perfilômetros ou interferômetros são empregados para a medição da rugosidade Ra.
No entanto, às vezes é impossível que esses dispositivos acessem a área de controle desejada. Nesses casos, a Plastiform oferece uma solução valiosa.
Utilize a Plastiform para replicar a área de controle e realizar suas medições de rugosidade Ra diretamente na impressão com seus dispositivos de medição!
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