Acabado superficial

La marca de mecanizado es la dirección del patrón de superficie predominante, normalmente determinada por el método de fabricación utilizado. El término también se utiliza para indicar la dirección del tejido de ciertas fibras mecanizadas o de una forma similar, la línea de los hilos de una cuerda.^[2]

La rugosidad superficial, o simplemente acortada como rugosidad, es una medida de las irregularidades totales de una superficie mecanizada^[1] En ingeniería, esto es lo que normalmente se entiende por "acabado superficial". Cuanto menor es la cifra del índice se corresponde con irregularidades más finas, es decir, una superficie más lisa.

La ondulación es la medida de las irregularidades superficiales con un espacio mayor que el de la rugosidad superficial. Estas irregularidades suelen producirse a causa de deformaciones, vibraciones o deflexión durante el mecanizado.^[1]

La textura superficial se puede medir de dos formas: métodos de contacto y sin contacto. Los métodos de contacto implican arrastrar un lápiz de medida por la superficie; estos instrumentos se llaman perfilómetros. Los métodos sin contacto incluyen: interferometría, microscopía confocal, variación del foco, luz estructurada, capacidad eléctrica, microscopía electrónica, microscopía de fuerza atómica y fotogrametría.

En Estados Unidos, el acabado superficial suele especificarse mediante el estándar ASME Y14.36M. La otra norma común es la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) 1302:2002, aunque ésta se retiró a favor de la ISO 21920-1:2021.^[3]

Muchos factores contribuyen al acabado superficial en su fabricación. En procesos de conformación, como el moldeado o la conformación de metales, el acabado superficial de la matriz determina el acabado superficial de la pieza. En el mecanizado, la interacción de los cortes y la microestructura del material que se corta contribuyen al acabado superficial final. Por lo general, el coste de fabricación de una superficie aumenta a medida que mejora el acabado de la superficie.^[4]

Cualquier proceso de fabricación por lo general está lo suficientemente optimizado para garantizar que la textura resultante se pueda utilizar para la aplicación prevista de la prenda. Si es necesario, se añadirá un proceso adicional para modificar la textura inicial. El gasto de este proceso adicional debe justificarse añadiendo valor de algún modo, principalmente una mejor función o una vida útil más larga. Las prendas que tienen contacto deslizante con otros pueden funcionar mejor o durar más si la rugosidad es menor. La mejora estética puede añadir valor si mejora la venta del producto.

Un ejemplo práctico es el siguiente. Un fabricante de aviones contrata con un vendedor para fabricar prendas. Se especifica un cierto grado de acero para la pieza porque es lo suficientemente fuerte y lo suficientemente duro para la función de la pieza. El acero se puede mecanizar aunque no se puede mecanizar libremente. El vendedor decide fresar las prendas. El fresado puede conseguir la rugosidad especificada (por ejemplo, ≤ 3,2 μm) siempre que el maquinista utilice inserciones de primera calidad en el desove de extremo y sustituya las inserciones cada 20 piezas (en lugar de cortar cientos antes de cambiarlas). No es necesario añadir una segunda operación (como afilar o pulir) después del fresado, siempre que el fresado se haga bastante bien (inserciones correctas, cambios de plaquita bastante frecuentes y refrigerante limpio). Las inserciones y el refrigerante cuestan dinero, pero los costes que comportaría la molienda o el pulido (más tiempo y materiales adicionales) costarían aún más que eso. Obviar la segunda operación se traduce en un coste unitario más bajo y, por tanto, un precio más bajo. La competencia entre comerciantes eleva estos detalles de menor a crucial importancia. Sin duda fue posible realizar las piezas de un modo algo menos eficiente (dos operaciones) por un precio algo más elevado; pero sólo un vendedor puede obtener el contrato, por lo que la pequeña diferencia de eficiencia se ve aumentada por la competencia en la gran diferencia entre la prosperidad y el cierre de las empresas.

De la misma forma que los diferentes procesos de fabricación producen piezas con diferentes tolerancias, también son capaces de diferentes rugosidades. Por lo general, estas dos características están vinculadas: los procesos de fabricación que son dimensionalmente precisos crean superficies con poca rugosidad. En otras palabras, si un proceso puede fabricar prendas con una tolerancia dimensional estrecha, las prendas no serán muy rugosas.

Debido a la abstracción de los parámetros de acabado superficial, los ingenieros suelen utilizar una herramienta que posee una variedad de rugosidades superficiales creadas con distintos métodos de fabricación.^[5]