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Rauheitsmessung nach ISO 21920 

ISO 21920 - Bedeutung für die Rauheitsmessung

Die ISO-21920 stellt als erneuerte, dreiteilige Norm im Maschinenbau, Konstruktion und für Rauheitsspezifikationen den neuen, praxisorientierten Standard. Motivation der Vereinheitlichung zur Rauheitsmessung, Aufbau der dreiteiligen Norm 21920, Umsetzung im Praxisalltag der Qualitätssicherung - wir klären auf!

ISO 21920 stellt auf dem Gebiet der profilhaften Rauheitsmessung ein zentrales Regelwerk dar und ersetzt einige der teils Jahrzehnte alten Normen.

Rauheitsmessung in verschiedenen Maßstäben von µm bis nm
Rauheitsmessung in verschiedenen Maßstäben von µm bis nm

Rauheit, Finish & Oberflächenstruktur im Auge des Betrachters

Neben der Einhaltung geometrischer Spezifikationen (z. B. Abmaße eines Bauteils) sowie von Form- und Lagetoleranzen (z. B. Position einer Bohrung) spielt die Beschaffenheit der Oberfläche eine wichtige Rolle für die Funktionserfüllung eines Bauteils. Das gilt gleichermaßen im klassischen Maschinen- und Anlagenbau wie in der Halbleiter- oder Optikindustrie. Je nach Problemstellung unterscheiden sich Anforderungen an Oberflächenrauheit um mehrere Größenordnungen und spannen einen Bereich von < 1 Nanometer bis mehrere Mikrometer auf. 

Rauheitmessung auf poliertem Silizium
Hochaufgelöstes, flächenhaftes Rauheitsprofil <1nm, Beispielmessung an polierten Silizium
Sa, Sz, Sq instead of Ra, Rz, Rq - Areal roughness measurement ISO 21920 - measuring roughness and surface form on precision parts Measuring roughness and surface form on precision parts Surface roughness measurement with cross section on organic material like leather for automotive interior parts Surface roughness measurement with cross section on organic material like leather for automotive interior parts Micro roughness with cross section of a wafer surface Micro roughness with cross section of a wafer surface High-resolution roughness measurement <1nm; sample data of a polished silicon surface High-resolution roughness measurement <1nm; sample data of a polished silicon surface
Sa, Sz, Sq anstelle von Ra, Rz, Rq – Messung der Flächenrauheit
Measuring roughness and surface form on precision parts
Messung der Flächenrauheit und Oberflächenform an Präzisionsteilen
Surface roughness measurement with cross section on organic material like leather for automotive interior parts
Messung der Flächenrauheit mit Querschnitt auf organischem Material (Leder in der Automobilindustrie)
Surface roughness measurement with cross section on organic material like leather for automotive interior parts Micro roughness with cross section of a wafer surface Micro roughness with cross section of a wafer surface High-resolution roughness measurement <1nm; sample data of a polished silicon surface High-resolution roughness measurement <1nm; sample data of a polished silicon surface
Flächenrauheit mit Querschnitt einer Waferoberfläche

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Read the full exclusive paper (login) about the relevance of technical drawings (replacing ISO 1302), why ISO 21920 is more than just Ra (replacing ISO 4287 and ISO 13565-2/ -3) and how to achieve valid measurement results (replacing ISO 4288).

Rauheit als komplexer Begriff – Motivation der ISO-21920

“Rauheit“ ist ein abstrakter Begriff und kann – wie im Beispiel zuvor gezeigt – für zwei Personen etwas vollkommen Unterschiedliches heißen. Im Rauheits-Webinar geht es daher zunächst einmal darum, den Rauheits-Begriff anschaulich zu erläutern. Auf diese Weise wird eine Basis geschaffen, die eine unmissverständliche Kommunikation erst ermöglicht.

Darstellung unterschiedlicher Rauheiten
Rauheitsmessung in verschiedenen Maßstäben von µm bis nm

ISO-21920 für einheitliche Rauheitsspezifikationen

Ziel und Zweck der Normung ISO 21920 ist es unter anderem, Mehrdeutigkeiten bei der Interpretation von Rauheitsspezifikationen zu verhindern und so eine unmissverständliche Kommunikation zwischen Konstruktion und Qualitätsprüfung zu ermöglichen. Dazu legt die dreiteilige Norm 21920 fest:

  • wie Zeichnungseintragungen vorgenommen werden
  • wie die Kenngrößen berechnet werden
  • und wie sie messtechnisch zur erfassen sind. 
Visualisierung der Rauheitsmessung vs Welligkeit
Oberfläche beschreibbar als Überlagerung von Wellen – Rauheit eine Frage der Wellenlänge

Aufbau der ISO 21920 als Profilnorm

Die ISO 21920 ist eine Profilnorm und regelt in drei Teilen 

  1. die Angabe der Oberflächenbeschaffenheit
  2. die Begriffe und Kenngrößen (Nesting Index, R-Profil, Ra – Rz…)
  3. die Spezifikationsoperatoren (ersetzt ISO4288)

Einige Begrifflichkeiten sowie Kenngrößen wurden an die erstmals 2012 erschienen Flächennorm ISO 25178 angelehnt. Die flächenhafte Rauheitsmessung hat in vielen Fällen entscheidende Vorteile gegenüber der profilhaften Rauheitsmessung. Die flächenhafte Rauheitsmessung erfolgt nicht nur optisch und damit berührungslos, sie liefert zudem ein vollständiges Abbild der Oberfläche. Das ist insbesondere dann wichtig, wenn einzelne Profile nicht repräsentativ für die Oberfläche sind.

Oberflächenrauheit messen leicht gemacht - wiederholgenau, berührungsfrei & großflächig
 

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