Máy đo độ nhám và máy đo độ bóng phục vụ hai mục tiêu khác nhau trong đánh giá bề mặt. Cả hai thường xuất hiện cùng nhau trong kiểm soát chất lượng. Tuy nhiên, nguyên lý và ý nghĩa kết quả hoàn toàn khác.

Máy đo độ nhám đo hình học vi mô của bề mặt. Máy ghi lại độ cao thấp của các gồ ghề rất nhỏ. Kết quả thể hiện qua các thông số như Ra, Rz, Rt. Ra phản ánh độ nhám trung bình. Rz cho thấy chênh lệch đỉnh và đáy rõ hơn. Phép đo này liên quan trực tiếp đến ma sát, độ kín và khả năng lắp ghép.

Đo độ bóng	Đo độ nhám

Máy đo độ bóng đánh giá khả năng phản xạ ánh sáng của bề mặt. Máy chiếu ánh sáng theo góc tiêu chuẩn và đo lượng phản xạ gương. Kết quả hiển thị bằng đơn vị GU. Giá trị GU càng cao, bề mặt càng bóng về mặt thị giác. Các góc đo phổ biến gồm 20°, 60° và 85°.

Độ nhám và độ bóng có liên hệ nhưng không thay thế nhau. Giảm độ nhám tạo điều kiện tăng độ bóng. Tuy nhiên, vật liệu và lớp phủ vẫn ảnh hưởng mạnh đến GU. Vì vậy, trong thực tế, máy đo độ nhám và máy đo độ bóng thường được dùng song song. Cách tiếp cận này cho cái nhìn đầy đủ về chất lượng bề mặt.

Mối tương quan độ bóng và độ nhám

Độ nhám giảm thì độ bóng tăng. Hai đại lượng này liên quan trực tiếp với nhau. Bề mặt càng phẳng ở cấp vi mô, ánh sáng phản xạ càng tập trung.

Khi độ nhám tiến rất gần về mức nhỏ nhất, ánh sáng không bị tán xạ. Lúc đó xuất hiện phản xạ gương. Người quan sát cảm nhận bề mặt bóng. Tuy nhiên, độ nhám không “chuyển thành” độ bóng. Chúng vẫn là hai khái niệm khác nhau. Độ nhám đo hình học bề mặt. Độ bóng đo hành vi phản xạ ánh sáng.

Hai bề mặt có cùng Ra vẫn cho độ bóng khác nhau. Lớp phủ, chiết suất và cấu trúc vi mô đều ảnh hưởng kết quả. Vì vậy, có thể nói thế này cho dễ hiểu. 👉 Giảm độ nhám tạo điều kiện để độ bóng tăng. 👉 Độ bóng không thay thế cho độ nhám.

So sánh đo độ nhám Ra và đo độ bóng GU trên cùng một mẫu

Hãy hình dung một tấm nhựa đen bóng dùng trong nội thất ô tô.

• Mẫu A có độ nhám Ra rất thấp. Bề mặt được đánh bóng cơ học tốt. Khi đo độ bóng ở góc 60°, kết quả đạt khoảng 150 GU. Ánh sáng phản xạ tập trung. Bề mặt nhìn sâu và gương.
• Mẫu B có Ra gần tương đương mẫu A. Tuy nhiên lớp phủ chứa phụ gia làm tán xạ ánh sáng. Khi đo ở 60°, độ bóng chỉ khoảng 90 GU. Bề mặt vẫn mịn khi sờ tay, nhưng nhìn kém bóng hơn.
• Trường hợp này cho thấy Ra gần như giống nhau. GU lại khác rõ rệt. Nguyên nhân nằm ở cách bề mặt phản xạ ánh sáng, không chỉ hình học.

Tóm lại, đo độ nhám trả lời bề mặt phẳng đến mức nào. Đo độ bóng trả lời bề mặt phản xạ ánh sáng ra sao. Hai phép đo bổ sung cho nhau, không thay thế nhau.

Máy đo độ nhám là gì?

Máy đo độ nhám dùng để đo mức độ gồ ghề của bề mặt ở cấp vi mô. Máy ghi nhận biên dạng bề mặt bằng đầu dò tiếp xúc hoặc cảm biến quang. Kết quả thể hiện bằng các chỉ số như Ra, Rz hoặc Rt. Ra phản ánh độ nhám trung bình. Giá trị càng nhỏ, bề mặt càng phẳng. Rz cho thấy chênh lệch đỉnh và đáy rõ hơn.

Máy đo độ nhám phục vụ đánh giá chất lượng gia công. Ứng dụng phổ biến trong tiện, phay, mài và đánh bóng. Khác với đo độ bóng, phép đo này tập trung vào hình học bề mặt. Ánh sáng hay cảm nhận thị giác không ảnh hưởng kết quả.

Thông số Ra, Rz hiểu như thế nào?

Máy đo độ nhám dùng để “đọc” mức gồ ghề của bề mặt ở kích thước rất nhỏ. Bạn hãy tưởng tượng bề mặt nhìn phẳng. Dưới kính phóng đại, nó giống dãy núi li ti. Máy đo sẽ cho biết các “núi” này cao thấp ra sao.

Có hai nhóm máy phổ biến. Nhóm tiếp xúc dùng đầu kim trượt trên bề mặt. Đầu kim đi qua đâu, máy ghi lại biên dạng tại đó. Nhóm quang học dùng ánh sáng để quét bề mặt. Nhóm quang học phù hợp bề mặt rất mềm hoặc rất nhỏ. Kết quả thường gặp nhất là Ra. Ra là độ nhám trung bình theo đoạn đo. Ra càng nhỏ, bề mặt càng mịn. Ví dụ, bề mặt sau mài thường có Ra thấp hơn bề mặt sau tiện thô.

Rz là độ nhám theo “đỉnh và đáy” rõ hơn. Nó lấy chênh lệch các đỉnh cao và đáy sâu trong đoạn đo. Khi có vết xước sâu, Rz tăng mạnh dù Ra không tăng nhiều. Vì vậy, Rz hữu ích khi cần phát hiện lỗi xước.

Rt là tổng chiều cao biên dạng trong đoạn đo. Nó nhạy với một vết lõm hoặc một gờ lớn nhất. Rt phù hợp khi bạn muốn biết khuyết tật tệ nhất.

Máy đo độ nhám thường dùng trong kiểm soát gia công cơ khí. Ví dụ, bề mặt lắp ghép, bề mặt làm kín, rãnh trượt, và khuôn. Độ nhám ảnh hưởng ma sát, độ kín, độ bám dính lớp phủ, và tuổi thọ chi tiết.

Nguyên lý hoạt động của máy đo độ nhám

Máy đo độ nhám hoạt động bằng cách ghi lại biên dạng bề mặt ở cấp vi mô. Với loại tiếp xúc, máy dùng một đầu kim rất nhỏ. Đầu kim trượt đều trên bề mặt theo chiều đo. Khi gặp gồ ghề, đầu kim nhô lên hoặc hạ xuống. Chuyển động này được biến thành tín hiệu điện.

Bộ xử lý trong máy chuyển tín hiệu thành đường biên dạng. Từ biên dạng đó, máy tính ra các thông số như Ra, Rz, Rt. Kết quả phản ánh hình học thật của bề mặt. Với loại quang học, máy không chạm vào bề mặt. Ánh sáng được chiếu lên bề mặt và phản xạ lại. Sự thay đổi pha hoặc cường độ ánh sáng cho biết độ cao thấp vi mô. Phần xử lý số tái tạo biên dạng tương tự máy tiếp xúc.

Điểm khác biệt cốt lõi nằm ở cách thu dữ liệu. Máy tiếp xúc đo trực tiếp bằng cơ học. Máy quang học đo gián tiếp qua tín hiệu ánh sáng.

Máy đo độ bóng là gì?

Máy đo độ bóng dùng để đo mức độ phản xạ ánh sáng của bề mặt. Máy chiếu một chùm sáng lên bề mặt theo góc xác định. Cảm biến thu lại lượng ánh sáng phản xạ theo hướng gương. Kết quả hiển thị bằng đơn vị GU. Bề mặt phản xạ ánh sáng càng tập trung thì GU càng cao. Bề mặt tán xạ ánh sáng mạnh thì GU thấp. Máy không đo hình dạng bề mặt, chỉ đo hành vi phản xạ ánh sáng.

Máy đo độ bóng thường dùng các góc 20°, 60° và 85°. Góc 60° dùng cho đánh giá chung. Góc 20° dùng cho bề mặt bóng cao. Góc 85° dùng cho bề mặt mờ. Ứng dụng phổ biến gồm sơn, nhựa, kim loại, mực in và bề mặt đánh bóng. Phép đo không phá hủy và cho kết quả rất nhanh.