표면 거칠기는 일반적으로 표면의 울퉁불퉁함이나 불규칙한 특징을 나타내며 이는 표면 상태가 다른 재료나 기계 부품들 간의 마찰, 접합, 표면 처리 등에 영향을 미칩니다. 이번 글에서는 표면 거칠기 종류 3가지 및 설명 관련해서 알아보겠습니다.
표면 거칠기 종류 3가지 (KS B 0161)
표면 거칠기를 표시하는 파라미터는 다음과 같은 종류가 있으며 현재 한국산업규격에서는 KS B 0161 : 1999(2004확인)에 표면 거칠기 정의 및 표시에 관하여 규정하고 있습니다.
산술 평균 거칠기 (Ra)
거칠기 곡선으로부터 그 평균 선의 방향에 기준 길이만큼 뽑아내어, 그 표본 부분의 평균 선 방향에 X축을, 세로 배율 방향에 Y축을 잡고, 거칠기 곡선을 y=f(x)로 나타내었을 때 식에 따라 구해지는 값을 마이크로미터로 나타낸 것을 말합니다.
표면의 프로파일 데이터는 일반적으로 표면을 횡단하는 여러 선분의 높이를 측정하여 얻어지며, 이를 표면의 거칠기로 해석합니다.
산술 평균 거칠기는 이러한 프로파일 데이터의 높이 값을 모두 더한 후에 전체 샘플 수로 나누어 구합니다.
아래는 산술 평균 거칠기를 계산하는 간단한 공식으로 참고하시기 바랍니다.
여기서,
- Ra는 산술 평균 거칠기를 나타냅니다.
- n은 프로파일 데이터의 전체 샘플 수입니다.
- yi는 각각의 프로파일 데이터 샘플의 높이를 나타냅니다.
산술 평균 거칠기는 표면의 전반적인 거칠기를 나타내며, 표면의 평균적인 울퉁불퉁함을 측정하는 데 유용합니다.
이는 부품이나 표면 처리 공정의 품질을 평가하고 통제하는 데 사용될 수 있습니다.
최대 높이 (Ry)
거칠기 곡선에서 그 평균 선의 방향에 기준 길이만큼 뽑아내어 이 표본 부분의 산봉우리 선과 골바닥선의 간격을 거칠기 곡선의 세로 배율의 방향으로 측정하여 이 값을 마이크로미터로 나타낸 것을 말합니다.
표면의 최대 높이를 계산하는 과정은 의외로 간단합니다.
먼저 표면 프로파일 데이터에서 가장 높은 값과 가장 낮은 값 간의 차이를 계산하면 이것이 최대 높이가 됩니다.
일반적으로 최대 높이는 표면의 가장 뾰족한 특징이나 가장 깊은 홈의 깊이를 나타냅니다.
또한, 최대 높이는 표면의 극단적인 울퉁불퉁함을 측정하는 데 사용되며 이는 부품의 표면 처리 과정이나 품질을 평가하는 중요한 지표로 활용될 수 있습니다.
예를 들어, 최대 높이가 높은 표면은 표면 마무리 과정에서 문제가 될 수 있으며, 이는 부품의 성능이나 내구성에 영향을 줄 수 있습니다.
10점 평균 거칠기 (Rz)
거칠기 곡선에서 그 평균 선의 방향에 기준 길이만큼 뽑아내어 이 표본 부분의 평균선에서 세로 배율의 방향으로 측정한 가장 높은 산봉이리부터 5번째 산봉우리까지의 표고(Yp)의 절대값이 평균값과 가장 낮은 골바닥에서 5번째까지의 골바닥의 표고(Yv)의 절대값의 평균값과의 합을 구하여 이 값을 마이크로미터로 나타낸 것을 말합니다.
또한, 표면을 측정할 때, 측정 장비는 표면을 10개의 구간으로 나누고 각 구간에서의 거칠기를 측정합니다.
이렇게 측정된 값들의 평균을 구해 10점 평균 거칠기를 얻습니다.
이러한 방식으로 표면 거칠기를 측정하면 표면의 전체적인 거칠기에 대한 정보를 더 정확하게 파악할 수 있습니다.
10점 평균 거칠기는 특히 표면의 균일성과 일관성을 평가하는 데 사용됩니다.
표면이 매우 불규칙적이거나 변동이 큰 경우에는 한두 곳의 측정값만으로 전체 표면 거칠기를 정확하게 파악하기 어려울 수 있기 때문에 여러 구간에서의 거칠기를 평균하여 측정하는 것이 표면의 실제 거칠기를 보다 정확하게 반영할 수 있습니다.