Oberflächenrauheit, Oberflächenkenngrößen und Oberflächenmesstechnik (ISO GPS)

Die Oberfläche hat einen ent­schei­denden Einfluss auf die Le­bens­dauer und somit auf die Qualität ei­nes technischen Pro­duktes. Sie muss da­her in der Kon­struktions­zeichnung funktionsgerecht fest­ge­legt, eindeutig und vollständig spe­zi­fiziert sowie definitionskon­form verifiziert werden.

Mit der Einführung des GPS-Normen­systems der ISO insbesondere aber der Normenreihe ISO 21920-1 bis 3 (Oberflächenbeschaffenheit Profil) sowie ISO 25178-1 bis -701 (Ober­flächenbeschaffenheit Fläche) ha­ben sich auch die internationalen Standards zur ein­deutigen und funktionsgerech­ten Charakterisie­rung von Ober­flä­chen signifikant weiterentwickelt und teil­weise auch grundlegend ge­än­dert (u. a. Symbolik, Spezifikationsoperatoren und Default-Regeln). Diese Tat­sa­che ist in der kon­struk­ti­ven Pra­xis noch weit­ge­hend unbe­kannt. In der Folge werden auch heute noch veral­tete und im Sinne der funktionalen Beschrei­bung der Oberfläche un­brauch­bare, unvoll­ständige oder mehr­deutige Ober­flä­chen­kenn­größen gewählt. Zudem stehen die Spezifikationsoperatoren mit der heute ausnahms­los gelten­den in­ternatio­nalen Nor­mung nur selten in Ein­klang.

Die Spezifikation unvollständiger, nicht funktions­ge­rechter und nicht eindeutiger Oberflächenanga­ben kann erhebliche Auswirkungen auf die Si­cher­heit und Ver­füg­barkeit der Produkte ha­ben. Da­bei hängen wich­tige und zum Teil si­cher­heitsre­le­vante Funktions­an­for­de­rungen, wie zum Beispiel Dicht­heit, Ermü­dungsver­halten des Werk­stoffs o­der Ver­schleiß, in ho­hem Maße von der Ober­flächenbe­schaf­fenheit ab.

Da Konstruktionszeichnungen bei externer Fertigung rechtsverbindliche Vertragsdokumente sind, geht ein auf die fehlerhafte Spezifikation der Oberflächenbe­schaffenheit zu­rückzuführender Schaden, im Sinne der Pro­dukt­haftung, in der Regel zu Las­ten des Erstellers der Konstruktionszeichnung.

Ein weiteres Problem stellt die weitgehende Un­kennt­nis des Einflus­ses der Mess­bedingungen, wie zum Bei­spiel Tast­system, Filterart und Nesting-In­dices (z. B. "Cut-Off") auf das Messergebnis dar. Ge­rade diese Be­din­gungen müssen jedoch sorgfältig ausgewählt und ggf. mit der zur Ver­fügung stehenden Symbo­lik in der Produktspezifikation auf Basis der in den in­ternationalen Stan­dards verfügbaren "Werk­zeuge" eindeutig und voll­ständig beschrieben werden. Nur so­mit kann das Messer­geb­nis richtig interpretiert und eine Kau­sa­lität zwi­schen Messer­gebnis und Funktion herge­stellt wer­den.

Letztlich sind Vereinbarungen, die auch ohne ex­pli­zite Spezifikation, alleine durch Vereinbarung des GPS-Re­gelwerks der ISO verbindlich sind („De­fault-Re­geln“) weitgehend unbekannt und haben sich mit der Einfüh­rung u. a. der neuen ISO 21920-Normenreihe signifi­kant ver­ändert. Dies kann sehr schnell zu Re­klamatio­nen oder gar zu Rechtstreitigkeiten zwi­schen den Ver­tragspart­nern führen. Be­kannte Beispiele hier­für sind die Toleranz­akzeptanzregeln (z. B. 16 %- bzw. die Höchst­wert-Tole­ranzakzeptanzregel) oder die stan­dardmäßi­gen Nesting-Indices (z. B. „Cut-off“) und Prüf­bedingun­gen nach ISO 21920-3.