Imaginem segurar um componente metálico meticulosamente elaborado com um acabamento espelho que parece suave ao toque.imagem outra parte com uma superfície ligeiramente áspera que fornece atrito confiávelEstas experiências tácteis distintas derivam de um parâmetro de fabrico crucial: a rugosidade da superfície.A rugosidade da superfície não afecta apenas a aparência de um componente, mas também a sua funcionalidade.Como podemos compreender e controlar a rugosidade da superfície? Como devemos selecionar o acabamento de superfície apropriado para os requisitos específicos do projeto?Este artigo fornece uma análise aprofundada da rugosidade da superfície na usinagem CNC para ajudar a criar produtos superiores.

A rugosidade da superfície mede as irregularidades microscópicas na superfície de um componente.Desvios maiores resultam em superfícies mais ásperasEstes desvios não se referem a erros de forma macroscópicos, mas a picos e vales microscópicos.

Na usinagem CNC, a rugosidade da superfície é crucial porque afeta diretamente como os componentes interagem com seu ambiente.Aumentar a resistência ao desgastePor conseguinte, a compreensão e o controlo da rugosidade da superfície é fundamental para garantir um desempenho óptimo da peça.

A rugosidade da superfície influencia significativamente o desempenho e a funcionalidade da peça de várias maneiras:

• Fricção e desgaste:As superfícies mais lisas têm coeficientes de atrito mais baixos, reduzindo o desgaste.As superfícies lisas são essenciais para prolongar a vida útil e melhorar a eficiência operacional.
• Performance de vedação:A rugosidade da superfície afeta a eficácia da vedação: as superfícies ásperas podem causar fugas, enquanto as superfícies lisas proporcionam uma melhor vedação, essencial para sistemas hidráulicos e pneumáticos.
• Resistência à fadiga:As superfícies ásperas podem criar concentrações de tensão, acelerando a iniciação e propagação de rachaduras de fadiga, reduzindo assim a vida útil da peça.
• Adesão do revestimento:A rugosidade da superfície influencia a resistência de ligação de revestimentos, tintas ou adesivos.mas a rugosidade excessiva pode causar aplicação desigual ou descascamento.
• Estética:A rugosidade da superfície afeta diretamente a aparência. As superfícies lisas normalmente oferecem melhor brilho e apelo visual, enquanto as superfícies ásperas parecem maçantes.Outros aparelhos e aparelhos de construção, exigem uma cuidadosa consideração da rugosidade da superfície.

A medição mais comum da rugosidade da superfície é a "rugosidade média", normalmente expressa como "Ra." O valor de Ra representa a média aritmética das distâncias absolutas entre os pontos do perfil da superfície e uma linha do centroSimplificando, valores mais baixos de Ra indicam superfícies mais lisas, enquanto valores mais elevados indicam acabamentos mais ásperos.

Outros parâmetros comuns de rugosidade da superfície incluem:

• Rz:Altura máxima do perfil, medindo a distância vertical entre o pico mais alto e o vale mais baixo dentro do comprimento de avaliação.
• RP:Altura do pico, medindo a distância vertical do pico mais alto até a linha do centro.
• Rv:Profundidade do vale, medindo a distância vertical do vale mais baixo até a linha do centro.
• Rmax:Altura máxima do perfil, representando a maior distância vertical entre picos e vales no comprimento de avaliação.
• RMS:Raiz média de rugosidade quadrada, calculando a raiz média quadrada das distâncias dos pontos do perfil até a linha do centro.

Para entender melhor a rugosidade da superfície, é importante conhecer estes termos comuns:

• Ra (Média aritmética de rugosidade):A média aritmética das distâncias absolutas dos pontos do perfil até a linha do centro, o parâmetro de rugosidade da superfície mais utilizado.
• Rz (Rufosidade máxima da altura):Distância vertical entre o pico mais alto e o vale mais baixo no comprimento de avaliação.
• Rp (Alta máxima do pico):A distância vertical do pico mais alto até à linha do centro dentro do comprimento de avaliação.
• Rv (profundidade máxima do vale):A distância vertical do vale mais baixo até à linha do centro dentro do comprimento de avaliação.
• Rmax (Alta máxima do perfil):A maior distância vertical entre picos e vales no comprimento de avaliação.
• RMS (Raufaz média quadrada da raiz):A raiz média do quadrado das distâncias dos pontos do perfil até a linha do centro.

A escolha da rugosidade da superfície adequada requer a consideração de vários fatores:

• Funcionalidade da peça:Diferentes funções exigem diferentes níveis de rugosidade.
• Materiais:Diferentes materiais apresentam características de usinagem distintas. Alguns materiais alcançam superfícies lisas mais facilmente, enquanto outros são mais adequados para acabamentos ásperos.
• Processo de usinagem:Diferentes processos produzem níveis diferentes de rugosidade: moagem e polir de precisão criam superfícies muito lisas, enquanto o arejamento produz texturas mais ásperas.
• Custo:A rugosidade da superfície correlaciona-se com os custos de usinagem.
• Pós-processamento:Se as peças necessitarem de tratamentos adicionais, como revestimento ou pintura, deve ser considerado o impacto da rugosidade da superfície nestes processos.

As faixas comuns de rugosidade da superfície incluem:

• 3.2 μm Ra:Adequado para a maioria dos componentes com marcas visíveis de usinagem mas com toque suave, ideal para aplicações com requisitos de baixa rugosidade da superfície.
• 1.6 μm Ra:Adequado para peças que requerem um controlo moderado da rugosidade, com menos marcas de usinagem e uma sensação mais suave utilizada em componentes deslizantes e vedações.
• 00,8 μm Ra:Para peças de alta precisão com marcas de usinagem visíveis mínimas e superfícies muito lisas, adequadas para instrumentos de precisão e elementos ópticos.
• 0.4 μm Ra:Para componentes de altíssima precisão com acabamentos semelhantes a espelhos e sem marcas visíveis de usinagem, aplicados em componentes de eletrónica de consumo e aeroespacial de gama alta.

Diferentes processos CNC alcançam diferentes faixas de rugosidade:

Nota: Estes intervalos são aproximados; a rugosidade real da superfície depende do material, das ferramentas e dos parâmetros de corte.

Vários métodos de controlo da rugosidade da superfície:

• Selecção dos processos adequados:Diferentes técnicas produzem níveis diferentes de rugosidade. A moagem de precisão cria superfícies lisas, enquanto a areia produz texturas ásperas.
• Ajuste dos parâmetros de corte:A velocidade de corte, a taxa de alimentação e a profundidade afetam a rugosidade. Geralmente, velocidades e taxas de alimentação mais baixas produzem acabamentos mais suaves.
• Escolhendo as ferramentas certas:O material da ferramenta, a geometria e a nitidez influenciam a qualidade da superfície.
• Utilização de refrigerantes:Os refrigerantes reduzem as temperaturas de corte e o desgaste da ferramenta, melhorando o acabamento da superfície.
• Pós-processamento:Tratamentos adicionais, como areia, polir ou revestimento, podem modificar ainda mais a rugosidade da superfície.

Além do controlo direto do processo CNC, vários tratamentos de superfície melhoram o desempenho e a aparência da peça:

• Arbitragem:A projeção abrasiva de alta velocidade elimina as borras e a oxidação, criando uma rugosidade uniforme, melhorando a adesão e a aparência do revestimento.
• Anodizando:A oxidação eletroquímica cria camadas de proteção no alumínio/titânio, aumentando a resistência ao desgaste/corrosição e permitindo a coloração.
• Revestimento sem eléctro:A deposição química de metais sem eletricidade melhora a resistência ao desgaste/corrosição e a soldabilidade.
• Eletroplatação:A deposição eletrolítica de metais aumenta a resistência ao desgaste/corrosição e a condutividade.
• Pintura:O revestimento de superfície para proteção, decoração ou funções especiais melhora a resistência à corrosão/desgaste e a resistência ao tempo.
• Poluição:A remoção mecânica/química de micro-protuberâncias cria superfícies lisas, aumentando o brilho e reduzindo o atrito.

A rugosidade da superfície pode ser medida utilizando:

• Profilômetros de contacto:Instrumentos de caneta de precisão que medem o deslocamento vertical ao longo de superfícies, com alta precisão, mas potencialmente danificantes para a superfície.
• Profilômetros sem contacto:Os scanners ópticos/laser que captam perfis de superfície são não destrutivos, mas ligeiramente menos precisos.
• Comparadores de rugosidade da superfície:Comparação visual com amostras de rugosidade padronizadas
• Testadores de rugosidade portáteis:Dispositivos compactos e móveis, normalmente com medição por contacto, ideais para inspecções de campo.