Caracterização da superfície

Para fins práticos existem três tipos de superfícies (21, 23):

- Geométrica: A superfície geométrica seria a teórica, ou superfície ideal (desejada),

sem imperfeições, isenta de erros de forma ou textura, definido por especificações de desenho ou outros documentos (23).

- Real: É a superfície em estudo, que fisicamente irá apresentar algum grau de

irregularidade, essas imperfeições são heranças do processo de fabrica utilizado, que limita o corpo e o separa do meio ambiente (2). Nesta se aplica a exceção quanto à superfície interior de materiais porosos (23).

- Efetiva: A qual é fruto da análise (medição) da superfície real, é obtida pelos

instrumentos e técnicas de medição. Como os instrumentos de medição, não conseguem captar todas as características da textura, esta se tornam uma aproximação da superfície real, quanto mais preciso for o sistema de medição utilizado, mais esta superfície irá se aproximar da Real (21, 23).

Na Figura 31 é possível verificar as superfícies Geométrica e Real e ainda uma representação de uma superfície Efetiva medida a partir da Superfície Real (21).

Figura 31 – Croqui de superfícies: (a) geométrica; (b) real; (c) efetiva.

Fonte: Adaptada da norma NBR ISO 4287 (2002)

O desvio entra a Superfície Real e a Geométrica é definida como sendo desvio de forma da Superfície. Segundo a norma DIN 4760 (23) os desvios de superfície podem ser classificados em seis ordens, conforme mostrado na Tabela 1.

Tabela 1 - Classificação dos Desvios de Superfície.

A norma NBR ISO 4287 (21) define o Perfil de Superfície como sendo a interação da superfície Real com um plano, conforme mostrado na Figura 32. Também na Figura 32 é possível identifica o sistema de Coordenadas utilizado, tendo como eixo X a direção de apalpação e colinear com a linha média, estando o eixo Y, teoricamente, no plano da superfície real e o eixo Z dirigido para fora (do material para o meio ambiente) (21).

Figura 32 – Perfil de Superfície e Coordenadas.

Fonte: Norma NBR ISO 4287 (2002)

A partir do Perfil de Superfície, a norma indica o uso de filtros para separa imperfeições de ondulações e desvios macrométricos (21). Estes desvios estão ilustrados na Figura 33, sendo eles:

- Filtro de perfil

λ

: Define a separação entre os componentes da rugosidade e os componentes de onda mais curtos presentes na superfície (ver figura 1).

- Filtro de perfil

λ

: Define a separação entre os componentes da rugosidade e da ondulação;

- Filtro de perfil

λ

: Define a separação entre os componentes da ondulação e os componentes das ondas mais longas presentes na superfície.

Figura 33 – Característica de transmissão dos perfis de rugosidade e de ondulação

Fonte: Norma NBR ISO 4287 (2002)

Cada um dos filtros possui comprimento de onda específico e são denominados de cut-

off.

Sobre o perfil de Superfície é localizado o perfil primário, o qual serve de base para a avaliação de parâmetros. Sobre o perfil primário são definidos dois Perfis (21):

- Perfil de Rugosidade (textura primaria) - derivado do perfil primário pela eliminação dos componentes de comprimento de ondas longas usando o filtro de perfil

λ

;

- Perfil de Ondulação (textura secundaria) - derivado do perfil primário pela aplicação sucessiva dos filtros de perfil

λ

e

λ

, eliminando assim os componentes de comprimento de onda longa por meio do filtro de perfil

λ

, e eliminando os componentes de comprimento de onda curta por meio do filtro de perfil

λ

;

Na Figura 34 é possível identificar os elementos de uma superfície, onde ambos estão combinados em uma mesma superfície, além do perfil de Rugosidade, também se tem a ilustração de um erro de forma, uma variação mais grosseira do desvio de superfície.

Figura 34 – Diagrama de elementos de influencia no perfil da superfície

A determinação da Rugosidade, Perfil de ondulação e Perfil primário são determinados a partir de Linhas Médias, que são (21):

- Linha média para o Perfil de Rugosidade: Correspondente à componente do perfil de onda longa suprimida pelo filtro de perfil

λ

;

- Linha média para o Perfil de Ondulação: Correspondente à componente do perfil de onda longa suprimida pelo filtro de perfil

λ

;

- Linha média do Perfil Primário: Determinada pelo ajuste dos mínimos quadrados à linha da forma nominal do perfil.

Na avaliação da rugosidade são adotados dois comprimentos, conforme descrito abaixo [21]. Na Figura 35 consta uma representação gráfica destes comprimentos sobre um perfil.

- Comprimento de Amostragem (



ou



): comprimento na direção do eixo X, usado para identificar as irregularidades características do perfil sob avaliação.

- Comprimento de Avaliação (



ou



): comprimento na direção do eixo X, usado para estabelecer o perfil sob avaliação. O comprimento de Avaliação pode conter dentro dele um ou mais comprimentos de amostragem.

Figura 35 – Representação dos comprimentos de Avaliação e de Amostragem

Fonte: Rosa (2005)

Observação: A Simbologia (



) para Comprimento de Amostragem e (



) para Comprimento de Avaliação, são usadas em versão antigas das Normas NBR ISO 4287 e NBR ISO 4288.

O comprimento de amostragem para Perfis de Rugosidade é o mesmo comprimento de onda característico dos filtros de perfil

λ

e

λ

, ou seja, o comprimento de amostragem será

igual ao cut-off [21]. O valor de Cut-off será composto de duas informações, seguindo a ordem, comprimento de amostragem, e após, o comprimento de amostragem. O cut-off é uma parâmetro padronizado que faz a filtragem do perfil, filtrando o que é rugosidade, ondulação ou desvios de ordem superior, numericamente ele especifica a frequência limite superior ou inferior que serão eliminados ou extraídos (21).

A norma NBR ISO 4287 indica que seja adotado informações da norma ABNT/NBR ISO 4288:1996 (25) para a definição de Comprimentos de Avaliação (cut-off), ela indica que a seleção deve ser feita em função da distancia entre sulcos, ou rugosidade esperada, e traz as tabelas indicadas nas Tabelas 2 e 3 para tal seleção.

Tabela 2 - Seleção de comprimento em função da distancia entre sulcos

Fonte: Norma NBR ISO 4288 (1996)

Tabela 3 - Seleção de comprimento em função da rugosidade esperada.

No documento Desenvolvimento de metodologia de ensaios tribológicos para conformação de chapas (páginas 47-53)