การวัดความหยาบผิว (Surface Roughness Testing)

16 ชั่วโมงที่ผ่านมา

โดย เจ้าของร้าน

การวัดความหยาบพื้นผิว (Surface Roughness Test)

Link สินค้าที่เกี่ยวข้อง : เครื่องวัดความเรียบผิว Surface Roughness Tester

ความหมายของความหยาบผิว

ความเรียบผิว หรือ ความหยาบผิว ในภาษาอังกฤษเรียกว่า "Surface Roughness" หากมีความขรุขระของพื้นผิวมากแสดงว่ามีความหยาบมาก หากมีความขรุขระพื้นผิวน้อยแสดงว่ามีความหยาบน้อย

ความหยาบจัดเป็นคุณสมบัติอย่างหนึ่งในด้านโลหะวิทยา อุปกรณ์ที่ใช้วัดความหยาบเรียกว่า เครื่องวัดความหยาบหรือเครื่องวัดความเรียบผิว (Surface Roughness Tester) การวัดความหยาบนั้นสามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ วัดความหยาบผิวโดยค่าเฉลี่ย กับความหยาบผิวโดยขนาด

1. การวัดความหยาบผิวเฉลี่ย (Average Parameter) คือการวัดและคำนวณความหยาบผิว ทำให้เรารู้ความหยาบโดยรวม แต่ไม่สามารถรู้ลักษณะความคลาดเคลื่อนสูงต่ำของความหยาบผิว พารามิเตอร์ของการวัดแบบเฉลี่ยได้แก่ Ra , Rku , Rqและ Rsk

1.1 ความหยาบผิวเฉลี่ยเลขคณิต (Roughness Average: Ra) เป็นการแสดงความหยาบด้วยค่าเฉลี่ยของพื้นที่ผิวที่วัด ซึ่งเป็นค่าที่นิยมใช้กันมากที่สุด และหลายมาตรฐานมักจะนิยมใช้ในการกำหนดมาตรฐานความหยาบผิว

วิธีการหาความหยาบผิว การหาความหยาบผิวเฉลี่ยเลขคณิตได้จากการรวมพื้นที่ยอดแหลมของคลื่นเหนือเส้นกึ่งกลาง (M-Line) กับพื้นที่ยอดแหลมของคลื่นใต้เส้นกึ่งกลางหารด้วยความยาวเฉลี่ย (Lm) โดยค่าของ Ra มีหน่วยวัดเป็นไมโครเมตร (µm)

1.2 ความหยาบผิวเฉลี่ยกำลังสอง (Roughness Average: Ra) เป็นการแสดงความหยาบพื้นผิวด้วยรากที่ 2 ของค่าเฉลี่ยกำลังสองของความหยาบผิวที่วัด

1.3 ความหยาบผิวเฉลี่ยปริมาณ (Roughness Skewness: Rsk) เป็นการแสดงความหยาบพื้นผิวโดยการวัดปริมาณของยอดและหลุม โดยปริมาณของยอดให้ค่าเป็นบวก ส่วนปริมาณให้ค่าเป็นลบ หากค่าใดมีมากก็แสดงให้เห็นถึงการมียอดหรือหลุมมากนั่นเอง

1.4 ความหยาบผิวเฉลี่ยรูปร่าง (Roughness Kurtosis : Rku) เป็นการแสดงความหยาบพื้นผิวโดยแสดงให้เห็นถึงลักษณะรูปร่างหรือยอดผิวว่ามีลักษณะเป็นยอดโค้ง ยอดเรียบ หรือยอดแหลม

2.การวัดความหยาบผิวโดยขนาด (Amplitude Parameter) คืออาศัยการวัดหาค่าสูงต่ำของขนาดความหยาบของพื้นผิว ทำให้เรารู้ลักษณะของความหยาบพื้นผิวได้ชัดเจนกว่า พารามิเตอร์ของวิธีวัดนี้ ได้แก่ Rp Rt Rv และ Rz

2.1 ความหยาบผิวโดยรวม (Roughness total Height : Rt , Ry) เป็นการแสดงความหยาบผิวโดยวัดขนาดจากยอดสูงสุดถึงจุดที่เป็นหลุมลึกที่สุด ค่านี้มีประโยชน์มากตรงที่หากเราต้องการขัดพื้นผิวเพื่อวัดความขรุขระออกให้หมดเราจะได้รู้ว่าต้องขัดพื้นผิวลงไปกี่ไมครอน

2.2 ความหยาบผิวขนาดหลุมลึกสุด (Roughness Valley : Rv) เป็นการแสดงความหยาบพื้นผิวโดยการวัดขนาดความลึกของหลุม โดยแสดงความลึกหลุมที่มีขนาดลึกที่สุด

2.3 ความหยาบผิวขนาดยอดสูงสุด (Roughness Peak :Rp) เป็นการแสดงความหยาบผิวโดยการวัดขนาดยอดสูงสุด

2.4 ความหยาบผิวขนาดโดยเฉลี่ย (Roughness Ten-Point mean : Rz) เป็นการแสดงความหยาบพื้นผิวโดยวัดขนาดความสุงของยอดกับความลึกของหลุม โดยแสดงความหยาบเฉลี่ยของระยะระหว่างความสูงของยอดกับความลึกของหลุม ทั้งหมด 5 ชุด การวัดทดสอบเป็นช่วงเท่าๆ กัน 5 ช่วง และนำค่าที่ได้มารวมกันหารด้วย 5 โดยที่ค่าของ Rz มีหน่วยเป็น ไมโครเมตร

เครื่องมือวัดความเรียบผิว(Surface roughness Tester)

เครื่องวัดความเรียบผิว หรือเครื่องวัดความหยาบผิว แบ่งเป็น 2 ประเภท ได้แก่เครื่องวัดความหยาบผิวแบบเคลื่อนที่และแบบตั้งอยู่กับที่ ในการเลือกซื้อเครื่องวัดความหยาบผิว คุณลักษณะของเครื่่องต้องสามารถวัดประเภทความหยาบผิวที่ต้องการได้ ประกอบด้วยคุณลักษณะดังนี้

1. ช่วงการวัด (Measuring Range) ต้องดูว่าเครื่องสามารถวัดความหยาบผิว ต่ำสุด และสูงสุดเท่าไหร่ ตรงกับช่วงที่เราต้องการหรือไม่

2. ความละเอียดของเครื่องมือ ต้องมีความละเอียดถึง 0.01 ไมครอน

3. ความแม่นยำ หรือ ความคลาดเคลื่อนควรเกิน 10 %

4. ขนาดจอแสดงผลต้องพอเหมาะ แสงต้องเพียงพอที่จะอ่านข้อมูลได้ง่าย

5. อุณหภูมิการใช้งาน เนื่องจากเครื่องมือเป็นแบบอิเล็กทรอนิกส์ จึงมีช่วงอุณหภูมิที่จะใช้งานได้แม่นยำ ปกติเครื่องวัดจะใช้ได้ดีใน อุณหภูมิ 10 - 45 องศาเซลเซียส

6. ขนาด น้ำหนัก รูปร่าง ควรเลือกใช้ให้เหมาะสมกับงานเพื่อประสิทธิภาพสูงสุด

7. ระยะการวัด (Evaluation Length) ขึ้นอยู่กับการใช้งานว่าต้องการใช้ ระยะกว้างหรือแคบเพียงใด

8. แหล่งจ่ายไฟที่ใช้ โดยเฉพาะแบบเคลื่อนที่ แบตเตอรี่มีความสำคัญมาก มีทั้งแบบธรรมดาและชาร์จไฟได้ในตัว

9. แผ่นสอบเทียบ (Calibration Plate) มีความสำคัญมาก อย่างน้อยต้องมีจำนวนแผ่นเท่ากับความสามารถของเครื่องวัด( ประเภทของความหยาบแบบต่าง ๆ )

มาตรฐานความหยาบผิว

สัญลักษณ์ความมหยาบผิวฉบับที่ใช้กันครั้งแรก มาจากมาตรฐานของเยอรมัน DIN140 ได้กำหนดสัญลักษณ์ของความหยาบงานไว้เพื่อใช้ในงานเขียนแบบ มีการกำหนดชั้นความหยาบออกเป็น 12 ชั้น ตั้งแต่ชั้น N1 ที่มีความหยาบน้อย ไปจนถึง N12 ที่มีความหยาบมาก โดยมาตรฐานจะให้ความสำคัญกับการวัดความหยาบผิว 2 วิธีคือ ค่าความหยาบผิวเฉลี่ยเลขคณิต (Roughness Average:Ra) และค่าความหยาบผิวขนาดโดยเฉลี่ย (Roughness ten-point mean:Rz) ดังแสดงในตารางต่อไปนี้

จากตารางแสดงเห็นได้ว่าความหยาบผิวเป็นลักษณะสามารถประมาณค่าด้วยตาเปล่า หรือการสัมผัสเนื่องจากเมื่อความละเอียดของผิวมาก ๆ (น้อยกว่า 1.6 ไมครอน) ส่วนความหยาบที่สามารถเห็นด้วยตาเปล่าได้ เรียกว่า ช่วงความละเอียดผิวระดับปานกลาง(1.6-32ไมครอน) และความละเอียดผิวตั้งแต่ 32 ไมครอนขึ้นไป สามารถดูได้จากสายตาและการสัมผัส

ในปี คศ. 1977 ได้มีการกำหนดมาตรฐานลักษณะผิวงานใหม่ โดยอ้างอิงจากมาตรฐาน ISO 1302 ให้กำหนดค่า Rz หรือ Ra ไว้บนผิวของชิ้นงานด้วยโดยสัญลักษณ์ที่ใช้แสดงค่าความหยาบผิวคือ เส้นตรงสองเส้นความยาวไม่เท่ากันทำมุมกัน 60 องศา ดังรูปต่อไปนี้