Etat de surface
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Afin d'étudier l'état de surface, une machine spéciale, appelée rugosimètre, est utilisée pour mesurer et stocker le profil de la surface. La surface à mesurer est parcourue par un palpeur extrêmement sensible équipé d'un stylet à pointe diamant, qui fait penser à la tête de lecteure d'un élétrophone. La rugosité de faible longueur d'onde est ensuite isolée des longueurs d'onde supérieures de l'ondulation et du profil, par la fonction de filtre électronique intégrée à l'appareil. La norme ISO 3274:1996 définit les caractéristiques des appareils à palpeur. Il est essentiel de bien comprendre que les résultats de mesure de rugosité de surface dépendent en grande partie de la direction de la mesure par rapport à la direction des marques d'usinage (orientation des stries).
La plupart des appareils standard de mesure de l'état de surface sont conçus pour contrôler des surfaces cylindriques, internes et externes, dans le sens axial. Quelques modèles récents, comme celui représenté ci-dessous, peuvent effectuer la mesure dans les deux sens : perpendiculairement aux stries d'usinage (sens axial) comme les appareils ordinaires, mais également le long des stries (déplacement transversal). Si une pièce cylindrique constitue une surface d'appui, la mesure de la rugosité de cette surface sur toute la longueur dans le sens transversal peut être intéressante. Sauf mention contraire, la mesure s'effectue par défaut perpendiculairement à l'orientation des stries. La norme ISO 4288:1996 énonce les règles et procédures d'évaluation de l'état de surface.
De nombreux appareils récents de mesure de l'état de surface offrent cette fonctionnalité de mesure bidirectionnelle. La courbure de la pièce exige une distance de déplacement vertical du palpeur (course) plus grande pour les mesures transversales dans le cas d'une longueur de mesure relativement grande ou d'un petit diamètre. Le profil de la surface généré par la pointe en diamant peut être grossi jusqu'à 50 000 fois dans le sens vertical.
Tous les instruments de contrôle de l'état de surface ou presque utilisent un stylet diamant pour mesurer une surface, mais le palpeur peut être de deux types : avec ou sans pantin. Dans le cas du palpeur à pantin, le stylet est suspendu à un patin courbé qui glisse sur la surface de la pièce et sert de guide rectiligne à la mesure. Ce montage permet au stylet de palper la surface sans nécessiter de positionnement vertical précis, mais toutes les ondulations de grande amplitude doivent, par conséquent, être éliminées par filtrage mécanique. Ce type d'instrument ne convient donc qu'à la mesure de rugosité. L'ensemble du palpeur est préchargé pour assurer un contact positif avec la surface, ce qui permet de travailler à l'envers si cela est nécessaire.
Un patin peut affecter l'exactitude de la mesure sur certains types de surfaces. Dans ce cas, un palpeur sans patin, qui utilise le guide interne de l'appareil, constitue la meilleure solution. Ce dernier offre la plus grande exactitude et permet en outre de mesurer l'ondulation, mais il est plus délicat et, par conséquent, convient mieux à une utilisation en environnemnet contrôlé. De nombreuses mesures de rugosité s'effectuent au niveau submicrométrique où la moindre vibration subie par le stylet a des répercussions sur la lecture. Le modèle portatif à patin est un instrument robuste, conçu pour une utilisation en atelier. Les instruments à patin n'ont plus autant de succès que par le passé en raison du fait, notamment, qu'ils ne sont pas pris en compte par les normes actuelles.
Mitutoyo dispose d’une gamme complète d’appareils de contrôle de l’ état de surface doté soit d’un système avec patin soit d’un système de mesure à référentiel tels que :
- Surftest SJ-210
- Surftest SJ-410
Le SJ-310 est un appareil portable pour des mesures simples et précises en atelier et en environnement de production permettant une évaluation d’une large gamme de paramètres. C’est un appareil de mesure de l’ état de surface portable à écran tactile et imprimante intégrée permettant une navigation intuitive dans le menu et l’enregistrement de 10 conditions de mesure différentes dans la mémoire interne.
Le Surftest SJ-500, lui, présente une souplesse d’utilisation idéale pour l’utilisation en salle de mesure et en laboratoire. C’est un rugosimètre portable aux performances remarquables même en utilisation fixe, avec un affichage convivial et haute précision allié à un fonctionnement simplifié. Cet appareil de mesure de l’ état de surface permet un positionnement sûr et rapide grâce à un joystick intégré à l’unité de commande. Une molette de réglage fin permet de positionner précisément le palpeur manuellement pour mesurer, par exemple, la surface intérieure de petits alésages.