Bir malzemenin diğer malzemelerle etkileşime girme şekli ve uygulama özelinde performans değerlerini anlamanın yolu, malzemenin fiziksel ve kimyasal özelliklerini anlamaktır. Herhangi bir malzemenin performansı üzerinde etki sahibi faktörlerden biri de yüzey kalitesidir. Bu makalede, yüzey kalitesi, analiz teknikleri ve analizin neden önemli olduğu hakkında kısa bilgiler vermeye çalışacağız.

Yüzey Kalitesi Nedir?

İşlenmiş yüzeylerin durumunu ifade eden yüzey kalitesi, nesne yüzeyindeki düzensizlikler, doku ve görünümü belirlerken yüzeyin karakteristiğinde önemli bir etkendir. Yüzeyin görsel görünümü, dokunma hissi genellikle mat-gümüş, ayna-finiş ya da pürüzsüz ve parlak gibi terimlerle ifade edilmektedir. Yüzey kalitesi, dokunma ya da görsel duyuma bağlı olmayan bir yüzey dokusunun sayısal karşılığıdır.

İşleme sırasında malzeme ve parça yüzeyinde kasıtlı düzensizlikler oluşturulabilir ya da bu durum farklı nedenlerden kaynaklanmaktadır. Bu nedenler, kesici takımın neden olduğu titreşimler, kullanılan kenar türü ve malzemenin sahip olduğu fiziksel özelliklerdir. Yüzey düzensizlikleri, üst üste binen katmanlarda farklı boyut ve şekillere sahiptir. Malzemenin diğer küçük özelliklerinin yanı sıra yüzey kalitesini inceleyen alana yüzey metrolojisi adı verilir.

CNC İşlemede Yüzey Kalitesi Nedir

Yüzey Pürüzlülüğünün Ölçülmesi Neden Önemlidir?

Yüzey düzensizlikleri, kırılma ya da korozyon gibi olumsuz sonuçlara neden olan çekirdeklenme bölgeleri oluşumuna neden olur. Bu durum ayrıca, pürüzlü yüzeylerin pürüzsüz olanlara göre daha hızlı aşınma ve deforme olmasına neden olmaktadır. Ancak pürüzlülük durumu aynı zamanda yapışmayı da sağlar. Yüzey kalitesinin olumlu ya da olumsuz etkileri, yüzeydeki düzensizliklerin boyut ve şekli ile doğrudan ilintilidir. Yüzey kalitesi, mekanik parçalarda performansın da iyi bir göstergesi olarak kabul edilmektedir.

Mühendislik uygulamalarında, yüzey ve parçalar için katı kalite parametreleri uygulanır. Bu nedenle, tüm yüzey kalitelerinin doğru şekilde ölçümü yapılarak kalite standartlarını karşıladığından emin olunması gerekir. Pürüzlülük genellikle istenmeyen bir durum olsa da imalatta kontrol edilmesi zordur. Pürüzlülüğün azaltılması, bileşen başına üretim maliyetlerinde artışa neden olduğundan maliyet ile performans uygulaması arasında denge kurulmalıdır.

Yüzey özellikleri nihai ürün özelliklerinden sürtünme, dayanıklılık, enerji tüketimi, sızdırmazlık ve çalışma gürültüsünü etkileyen bir faktördür. Bu özelliklerin tamamı, bileşenin endüstriyel uygulamalar için işlev ve uygunluğunu etkileyen önemli faktörlerdir. Panel malzemelerinde pigment uygulaması ve vernik de malzemenin yüzey özelliklerinden etkilenen diğer bir uygulamadır.

Tüm bu saydıklarımız, kullanılabilir bir ürün ile hurda bir ürün arasında fark yaratabilir. Ayrıca maliyet ve malzeme kullanımı gibi kritik faktörlerin yanı sıra operatörün güvenliğini de etkilemektedir. Bu nedenle birincil biçim ve kırılganlık gibi malzemenin diğer özelliklerinin yanı sıra yüzey kalite ölçümlerinin, tıbbi teşhis ve malzeme işleme endüstrilerinde neden kritik öneme sahip olduğunu anlamak oldukça kolaydır.

Yüzey Prüzlülüğünün Ölçülmesi

Yüzey Pürüzlülüğünün Tanımlanması

İstatistiksel tanımlayıcılar, aşırı değer tanımlayıcıları ve doku tanımlayıcıları, yüzey kalitesini tanımlamanın üç ana yoludur.

İstatistiksel tanımlayıcılar, ortalama pürüzlülük ve ortalama kare pürüzlülüğü ölçümünü verir. Uç değer tanımlayıcılar, maksimum tepe ve vadi yüksekliklerini verir. Doku tanımlayıcılar, korozyon uzunluğunu verir. Ra, yüzey kalitesinin en etkili ve yaygın kullanılan ölçüsüdür.

Bu değerlerin analizi ve bitmiş ürünün yüzey kalitesi, uygulamaya uygunluk hakkında bilgi elde etmek için çeşitli teknikler geliştirilmiştir.

Yüzey Prüzlülüğü Ölçüm Cihazı

Yüzey Pürüzlülük Analiz Teknikleri

Ölçümler için geliştirilen yöntemler; doğrudan ölçüm, temassız ve karşılaştırma yöntemleridir. Bu yöntemler, yıllar içerisinde bilim insanlarının kullanıldığı bir dizi analitik yöntemi oluşturmak için üretilmiştir.

Doğrudan yöntemler: Bir yüzeyin kalitesini değerlendirmek için pikap iğnesine benzer bir kalem kullanır. Pürüzlülük parametreleri, ekipman tarafından kaydedilen profil tarafından belirlenmektedir. Ayrıca, doğrudan ölçümlerin bir dezavantajı da vardır. Kullanılan fiziksel prob, üretim sürecinin kesintiye uğramasına neden olabilir. Ek olarak yüzeye zarar verebilecek şekilde temas etmesi gerekmektedir.

Temassız yöntemler: Temaslı yöntemlerin aksine prob yerine ışık ya da ses kullanılır. Yansıtılan ışık ya da ultrasonik dalgalar ölçülerek yüzeydeki farklılıklar tespit edilmektedir. Tahribatsız olmaları nedeniyle üretim sürecine etkileri yoktur ve otomatikleştirilebilirler. Lazer mikroskopları, tutarlı tarama interferometreleri, taramalı prob mikroskopları, dijital mikroskoplar, temassız yöntemlerde kullanılan başlıca ekipmanlardır.

Karşılaştırma yöntemleri: Kullanılan aynı malzeme, süreç ve ekipman tarafından oluşturulmuş yüzey örneklerinin kullanıldığı yöntemlerdir. Önceden var olan numuneler daha sonra, elde edilen yeni numune ile karşılaştırılmalıdır. Dolayısıyla yüzey kalitesinin istenen parametreler dahilinde olup olmadığı belirlenmektedir. Tekniğin sübjektif doğası, kritik olmayan uygulamalarda tercih edilmesine neden olur.

Bu Yazımızı Okumuş Muydunuz?▶▶▶▶ Boyutsal Toleranslar ile Yüzey Pürüzlülüğü Arasındaki İlişki

Sonuç olarak

Çoğunlukla küçük sorunlarla kendini gösteren yüzey kalitesi, zaman geçtikçe kademeli bozulmalara yol açmaktadır. Bunun  yanı sıra üretim sürecinde oluşan kusurlarla ilgili bileşenin bozulmasına sebep olmaktadır.  Uygun yüzey analizi, üst seviye standartlarda gerçekleştirildiğinde, bu tip sorunların önlenmesine olanak tanır. Ayrıca üretim sürecinin daha verimli olmasını sağlar.