Welligkeit

Unerwünschte Wellenformen in Werkstücken

Die Welligkeit ist laut Definition der DIN 4760 die Gestaltabweichung zweiter Ordnung. Sie ist damit ein Parameter, welcher die Toleranz eines Werkstücks negativ beeinflussen kann.

Um eine Welligkeit messen zu können, sind standardisierte Verfahren erforderlich. Die DIN EN ISO 4728 definiert die Welligkeit einer Oberfläche als periodisch wiederkehrende Abweichungen der Ideallinie mit größeren Abständen als der Rauheit.

Die Welligkeit gibt einen Aufschluss über folgende weitere Eigenschaften des Werkstücks:

• Reflexionsverhalten
• Passung
• Reibwiderstand
• Überstromverhalten von Medien

Diese Eigenschaften machen das Überprüfen von Rauheit und Wellenstruktur erforderlich.

Ermittlung von gewellten Strukturen

Das Grundmaß für die Ermittlung von Gestaltabweichungen einer Oberfläche ist das Primärprofil. Diese über taktile oder optische Messverfahren ermittelte Linie ist der Istzustand einer Ebene.

Da die Strukturierung einer Oberfläche eine Mischung aller Gestaltänderungen sein kann, muss das Primärprofil in die einzelnen Elemente zerlegt werden. Für das Welligkeit Berechnen wird das Primärprofil deshalb von den rauen Strukturen gelöst.

Da Aufrauungen gemäß Definition in kleineren Perioden stattfinden als Wellen, wird diese Trennung anhand der Vermessung der Wellenspitzen und Talverläufe vorgenommen. Die Welligkeit einer Oberfläche ist damit praktisch die gedachte Mittellinie einer rauen Struktur. Ihr Verlauf ist deutlich gestreckter als die der Rauheit.

Verfahren für das Welligkeit berechnen

Zur Ermittlung der Oberflächenwelligkeit kommen optische und taktile Verfahren zum Einsatz. Bei den optischen Verfahren haben sich folgende Anwendungen etabliert:

• Laser-Scanverfahren
• Konfokalmikroskopie
• Weißlicht-Interferometrie

Diese Verfahren eignen sich für die fortlaufende Überprüfung für große Oberflächen und für die Analyse sehr kleiner Oberflächen, für die taktile Verfahren nicht infrage kommen.

Bei den taktilen Anwendungen steht zum Welligkeit Messen das Tastschrittverfahren zur Verfügung. Dabei fährt ein hochsensibler Messkopf über eine definierte Strecke und gibt die Werte über einen Sensor weiter.

Taktile Verfahren gelten als besonders präzise. Sie haben aber limitierende Faktoren wie Verschleiß, häufige Kalibrierung und Größe des Messbereichs. Dort, wo sie aber einsetzbar sind, liefern sie bestmögliche Ergebnisse.