La rugosità nei disegni tecnici: nuova norma in arrivo

di Stefano Tornincasa

Solo all’inizio degli anni ’80 sono comparsi strumenti per misurare le superfici tridimensionali, come interferometri a luce bianca e profilometri 3D. A seguito di questa evoluzione, il comitato tecnico ISO/TC213 (Dimensional and geometrical product specifications and verification) ha creato un nuovo gruppo di lavoro col compito di sviluppare futuri standard internazionali per la trama superficiale 3D.  

Da quando i primi strumenti per la misura della rugosità sono apparsi all’inizio degli anni ’30, la misurazione dell’errore microgeometrico si è basata su rugosimetri a contatto che rilevavano un profilo 2D. Infatti, la misura di rugosità viene quasi sempre effettuata rilevando il profilo che si ottiene sezionando l’oggetto con un piano normale alla superficie e con direzione perpendicolare all’orientamento principale dei solchi presenti sulla superficie. Bisogna aspettare fino all’inizio degli anni ’80 per vedere la comparsa di strumenti per misurare le superfici tridimensionali, come interferometri a luce bianca e profilometri 3D.

A seguito di questa evoluzione, il comitato tecnico ISO/TC213 (Dimensional and geometrical product specifications and verification) ha creato un nuovo gruppo di lavoro col compito di sviluppare futuri standard internazionali per la trama superficiale 3D. Nel 2005 è nata l’architettura del nuovo standard a cui è stato assegnato il numero ISO 25178 (Geometrical product specifications, Surface texture: Areal). La norma ISO 25178 del 2016 ha definito un nuovo simbolo per l’indicazione della finitura superficiale di area, aggiungendo un rombo al simbolo definito nella ISO 1302 del 2002 (fig. 1). Nella norma ISO 25178/2 tutti i parametri di area iniziano con la lettera maiuscola S e, a differenza dei parametri del profilo, non c’è alcuna distinzione tra rugosità e ondulazione. Infatti, mentre per i profili abbiamo i parametri Pa, Ra e Wa, per le superfici, è stato definito solo il simbolo Sa, che può quindi essere un parametro di rugosità, o di ondulazione, a seconda del prefiltraggio che viene eseguito. Il parametro Sa (rugosità media) viene calcolato con la formula (fig. 2):

La maggior parte delle norme sulla rugosità sono state pubblicate o modificate alla fine degli anni ’90 e da allora sono state regolarmente confermate senza sostanziali modifiche. Tuttavia, la recente pubblicazione della ISO 25178 ha stabilito una nuova metodologia universale per la rugosità superficiale, mirando inizialmente alla tessitura superficiale tridimensionale. Alla luce di queste considerazioni, sono state sviluppate le nuove normative ISO 29120 (attualmente in fase di ultima revisione DIS) che sostituisce i tre standard esistenti ISO 4287:1997, ISO 4288:1996 e ISO 1302:2002.

La struttura delle norme ISO 29120 è organizzata in tre parti, esattamente come le prime tre parti della ISO 25178 che corrispondono alle prime tre colonne della matrice GPS (vedi ISO 14638):

Parte 1: indicazione nei disegni tecnici.

Parte 2: termini e definizione dei parametri

Parte 3: operatori di specifica

La novità più importante riguarda la regola del 16% definita nella norma ISO 4288, che è piuttosto complessa e non molto ben compresa dagli utenti. Secondo questa regola (che costituiva un default),  “se non viene specificato il valore max, la superficie risulta accettabile al controllo se non più del 16% di tutti i valori misurati ecceda il valore specificato nel disegno”. Nel nuovo standard la regola del 16% non sarà più la regola predefinita, sostituita dal default T_max che vuole dire che “nessuno dei valori misurati sull’intera superficie di ispezione deve eccedere il valore di rugosità specificato nel disegno”. Nel caso si volesse utilizzare la regola del 16%, il simbolo di accettazione è T_16%, come è mostrato in figura 3. Nella stessa figura è visibile il nuovo simbolo a cui è stato aggiunto un trattino orizzontale per distinguerlo dal simbolo di area della ISO 25178.

Ultima considerazione: il calcolo della rugosità Ra è lo stesso della normativa americana ASME B46.1, cioè il calcolo della rugosità media viene effettuato su tutta la lunghezza di valutazione L e non come media del calcolo su 5 lunghezze di base.

La figura 4 illustra alcuni esempi di indicazione della rugosità col nuovo simbolo.