Rauheitsmessgerät: 12 Dinge, die du wissen solltest [Ratgeber 2022]

Das Rauheitsmessgerät dient zur Überprüfung der Güte von Oberflächen, Bohrungen oder Nuten. Diese Prüfungen werden bei zahlreichen Produktionsprozessen, in der Qualitäts- und Funktionalitätsüberwachung und zur Kontrolle des Werkzeugverschleißes eingesetzt. Hierzu dienen verschiedene taktile und berührungslose Messverfahren. In diesem Ratgeber werden wir Ihnen die wichtigsten Messverfahren und Hersteller entsprechender Messgeräte vorstellen und Ihnen Hinweise zum Kauf eines passenden Rauheitsmessgeräts geben.

Rauheitsmessgerät in der Detailansicht
Alles was Sie über Rauheitsmessgeräte wissen sollten, erfahren Sie in diesem Ratgeber | © PRILL Mediendesign – stock.adobe.com
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Was ist die Rauheit einer Oberfläche?

Die Messung der Rauheit stellt die funktionale und optische Qualität eines Werkstücks oder Bauteils fest. Die Struktur der Oberfläche bestimmt nicht nur das Aussehen, sondern auch das Verschleiß- und Reibungsverhalten sowie das Ölrückhaltevolumen und das Dichteverhalten.
Die Rauheit ist als die Abweichung der realen Oberfläche von der Idealform definiert. Je größer diese Abweichung ist, desto rauer ist die Oberfläche. Diese Rauigkeit ergibt sich durch die Fertigung, spanende Bearbeitung und chemische oder physikalische Prozesse.


Was ist ein Rauheitsmessgerät?

Ein Rauheitsmessgerät, auch Rauhigkeitsmessgerät genannt, misst eine oder mehrere der folgenden Größen:

  • Rautiefe Rz
  • Arithmetischer Mittenrauwert Ra
  • Maximale Rautiefe Rt bzw. Rmax
  • mittlere Glättungstiefe Rp
  • Materialanteil Rmr

Dass Rauheitsmessgerät kann als vollautomatisches, stationäres oder mobiles Gerät ausgeführt sein.

Abgrenzung zu ähnlichen Messgeräten

Ein weiteres Oberflächenmessgerät ist das Konturmessgerät.
Konturmessgeräte messen die Genauigkeit, mit der ein Werkstück eine bestimmte Kontur einhält. Dazu werden Abstände, Winkel und Radien gemessen.

Anwendungsbereiche des Rauheitsmessgeräts

Diese Messgeräte werden beispielsweise eingesetzt:

  • in der Medizintechnik
  • bei der Halbleiterherstellung
  • im Maschinenbau
  • in der Automobiltechnik
  • in der Luft- und Raumfahrt
  • in der kunststoffverarbeitenden Industrie

Zielgruppe

Rauheitsmessgeräte werden hauptsächlich genutzt von:

  • Verantwortlichen für die Qualitätssicherung
  • Laboranten und Laborantinnen
  • Forschern und Forscherinnen
  • Mitarbeitern und Mitarbeiterinnen von Werkstätten
  • Gutachtern und Gutachterinnen

Funktionsweisen der Rauheitsmessgeräte

Man unterscheidet taktile und berührungslose Messverfahren.

Tastschnittverfahren

Bei diesen taktilen Verfahren wird zwischen Einkufen-, Zweikufen- und Bezugsflächen-Tastsystem unterschieden.
Bei dem Einkufen- und Zweikufen-Tastsystem wird eine Tastspitze aus Diamant von einer bzw. zwei Kufen abgestützt über die Messfläche geführt. Ein induktives Wegemesssystem erfasst die vertikale Verschiebung der Tastspitze. Dabei hängt die Messgenauigkeit stark von Größe und Form der Tastspitze ab, weil Risse, Poren usw. nur erfasst werden, wenn die Tastspitze in sie eindringen kann.

Bei dem Bezugsflächensystem werden die vertikalen Bewegungen der Tastspitze relativ zur idealen Bezugsfläche gemessen.
Die Tastschnittverfahren sind sehr genau, wobei die Genauigkeit des Bezugsflächensystems am größten ist, da hier keine Verfälschungen durch die Kufenbewegungen möglich sind.

Berührungslose Rauheitsmessgeräte

Diese Messgeräte verwenden optische Verfahren, um ein zwei- bzw. dreidimensionales Bild der Oberfläche zu erstellen. Daraus können dann Abweichungen im Mikro- bis Nanometer-Bereich errechnet werden.


Darauf sollten Sie beim Kauf eines Rauheitsmessgeräts achten

Benötigen Sie ein taktiles oder ein berührungsloses Messverfahren?

Manche Oberflächen, wie beispielsweise die hochreiner Halbleiter, könnten durch ein taktiles Verfahren beschädigt werden. Außerdem sind diese Verfahren vergleichsweise langsam. Im Mikrometerbereich sind sie sehr genau, im Nanometerbereich sind optische Verfahren geeigneter. Optische Messverfahren sind meist nicht ganz so präzise wie taktile, arbeiten aber wesentlich schneller. Messgeräte, die taktile Verfahren verwenden, sind meist billiger als optische Messgeräte.

Nach welcher Norm arbeitet das Gerät?

In Deutschland sind die DIN-Normen DIN EN ISO 4287/4288, DIN EN ISO 13565-1/2 für die taktile und DIN EN ISO 3274 für die 3-dimensionale optische Messung maßgebend.
International sind die CNOMO-Norm (Frankreich), der Japan Industrial Standard (JIS, Japan) und die ASME-Norm (American Society of Mechanical Engineers, USA) wichtig.

Wo soll das Messgerät eingesetzt werden?

Für die Überwachung der Produktion bietet sich ein stationäres Gerät an. Vielleicht auch ein automatisch oder halbautomatisch arbeitendes Modell. Soll das Messgerät an verschiedenen Stationen genutzt werden, ist ein mobiles Modell günstiger.

Messbereich und Auflösung

Welchen Messbereich mit welcher Auflösung Sie benötigen, hängt von der zu vermessenden Oberfläche ab.

Für taktile Messgeräte: Welche Taster-Spitzen werden für dieses Gerät angeboten?

Je kleiner die Taster-Spitze ist, desto genauer ist die Messung. Übliche Radien für die Taster-Spitze sind 2, 5 und 10 Mikrometer.

Wie einfach ist die Bedienung des Messgeräts?

Optimal ist eine selbsterklärende Menü-geführte Bedienung. Je einfacher die Bedienung ist, desto weniger falsche Messungen durch Benutzerfehler sind zu erwarten. In welchen Sprachen liegt eine Bedienungsanleitung vor? Eine Anleitung in der Muttersprache des Benutzers verringert die Fehlerhäufigkeit.

Datenauswertung und Anzeige

Die Komponenten der Rauheitmessung bestehen aus einer Kombination von Messung und Berechnung. Je nach Anwendungsfall kann die direkte Anzeige dieser Informationen wichtig sein. So können beispielsweise im Rahmen der Qualitätskontrolle während der Produktion fehlerhafte Teile sofort aussortiert werden.

Ausgabe der Rauheitskennwerte

Werden diese Daten direkt auf einen Laptop oder PC ausgegeben? Können die Rauheitskennwerte zur Analyse direkt in eine Excel-Tabelle ausgegeben werden? Das vereinfacht die Zusammenarbeit mit anderen Programmen.

Bei portablen Systemen: Wie wird das Gerät mit Strom versorgt?

Batterien haben meist eine längere Betriebszeit als ein wiederaufladbarer Akku. Allerdings sind sie umweltschädlicher und auf Dauer auch die teurere Lösung.

Größe und Gewicht des Geräts

Portable Geräte sind in Bezug auf Größe und Gewicht meist unproblematisch. Stationäre Geräte, die in der Produktion eingesetzt werden sollen, dürfen aber unter Umständen nicht zu groß sein.

Der Preis des Rauheitsmessgeräts

Portable Messgeräte, die taktil arbeiten sind in der Regel am günstigsten. Sie sind meist auch vielseitig einsetzbar. Für alle Messgeräte gilt aber, je mehr sie können, desto teurer sind sie auch. Daher sollten Sie im Vorfeld überlegen, welche Eigenschaften das Gerät zur Erledigung der Messaufgabe wirklich haben muss. Eventuell können Sie auch versuchen, ein gutes gebrauchtes Gerät zu finden.

Rauheitsmessgeräte gebraucht kaufen

Gute Rauheitsmessgeräte sind nicht ganz billig. Da liegt die Idee nahe, ein solches Messgerät gebraucht zu kaufen. Im Internet finden Sie Plattformen, die sich an professionelle Sucher richten und entsprechende Angebote haben.


Wichtige Hersteller bzw. Marken von Rauheitsmessgeräten

Accretech

Accretech ist eine 1949 in Tokyo von der japanischen Firma Tokyo Seimitsu begründete Marke. Heute arbeiten für diese Marke weltweit mehr als 3.000 Leute. Accretech ist einer der führenden Hersteller industrieller Messtechnik und Ausrüstungen für die Halbleiterindustrie. Auf dem europäischen Markt ist seit 1989 die Accretech Europe GmbH mit Sitz in München tätig.

Fionec

Fionec entwickelt, produziert und vertreibt seit 2007 optische Messsysteme und faseroptische Systeme. Das Unternehmen ist Technologieführer im Bereich der Miniaturmesssonden, zur Vermessung empfindlicher Oberflächenstrukturen und kleiner, schwer zugänglicher Messorte.

PCE-Instruments

PCE-Instruments ist ein eingetragenes Warenzeichen der PCE-Holding GmbH. PCE-Instruments entwickelt, produziert und vertreibt Geräte der Mess-, Regel-, Wäge- und Labortechnik. Das Unternehmen wurde 1999 im Hochsauerlandkreis von drei deutschen Ingenieuren gegründet.

Hahn + Kolb

Das deutsche Unternehmen Hahn + Kolb wurde 1898 in Stuttgart gegründet. Heute gehört es zu den Marktführern im Bereich Werkzeuge und Messgeräte.

SaluTron GmbH

Die SaluTron GmbH entwickelt und vertreibt weltweit Messgeräte für die zerstörungsfreie Materialprüfung. Das Unternehmen wurde 1996 gegründet und hat seinen Sitz in Frechen.

Phynix

Phynix ist ein mittelständisches, deutsches Unternehmen, das zur ppm Sensortechnik GmbH aus Neuss gehört. Das Unternehmen ist auf Entwicklung und Vertrieb von Messgeräten für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung spezialisiert.

Jenoptik

1991 ging die Jenoptik GmbH als landeseigenes Unternehmen aus der 1990 gegründeten Jenoptik Carl Zeiss Jena GmbH hervor. 1996 wurde Jenoptik zur AG und seit 1998 ist das Unternehmen an der Frankfurter Börse gelistet. Die industrielle Messtechnik ist nur eines ihrer Tätigkeitsfelder.

Zusammenfassung zu Rauheitsmessgeräten

Fazit

Rauheitsmessgeräte werden hauptsächlich in der Industrie und Forschung benötigt, um durch entsprechende Oberflächenbearbeitung eine bestimmte Glätte oder Rauheit zu erreichen. Je nach Branche und zu messenden Objekten kommen zahlreiche verschiedene Messgeräte zum Einsatz. Sie dienen dort zur Qualitätskontrolle und Qualitätssicherung von Werkstoffen und Produkten.


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Quellen und weiterführende Informationen



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Dr.-Ing Johannes Christoph