Einführung in die Oberflächenbeschaffenheit

Die erste wichtige Arbeit auf dem Gebiet der 3D-Oberflächenbeschaffenheit wurde im Rahmen eines europäischen Programms unter Leitung von Pr K. Stout von der Universität Birmingham durchgeführt. Ergebnis dieses zwischen 1990 und 1993 stattfindenden Programms war die Veröffentlichung des berühmten Blaubuchs ("Blue Book"), sowie die Definition der sogenannten "Birmingham 14 Parameter" [STOUT 1993]. Der Abschlussbericht diente in den 90er Jahren als Referenz für fast alle Gerätehersteller.

Nach diesem Programm spürte das für ISO-Normen zur Oberflächenbeschaffenheit verantwortliche technische Komitee TC57 (das später durch TC213 ersetzt wurde), dass es zwar Zeit war, die Standardisierungsarbeit für 3D-Oberflächenbeschaffenheit zu starten; dennoch bedurfte es aber noch zusätzlicher Forschungsarbeiten, um die Stabilität der 3D-Parameter und deren Korrelation mit den in der Industrie verwendeten funktionalen Kriterien zu belegen. Es sollten sowohl die Spezifikationen der Geräte als auch deren Kalibrierung beschrieben werden. Die Forschungsarbeit wurde dann an ein anderes europäisches Programm vergeben, unter dem Namen Surfstand.

Dieses Programm wurde zwischen 1998 und 2001 von einem Konsortium von Universitäten und Industriepartnern unter der Leitung von Pr. Dr. L. Blunt durchgeführt. Dieses Programm endete mit der Veröffentlichung des Grünen Buchs ("Green Book") [BLUNT 2003]. Zu den daraus resultierenden Ergebnissen zählte auch ein Vorschlag für die Strukturierung der zukünftigen ISO-Normen. Die Ergebnisse des Programms wurden ISO im Januar 2002 während des Madrider Treffens vorgelegt und offiziell dem TC213 übertragen, um den Normungsarbeit zu beginnen.

Im Juni 2002 stimmte das Komitee TC213 der Schaffung einer neuen Arbeitsgruppe [TC213/N499] zu und beauftragte diese mit der Entwicklung zukünftiger internationaler Normen für flächenhafte Oberflächenbeschaffenheit. Diese Gruppe traf sich zum ersten Mal im Januar 2003 in Cancún. Die Architektur der neuen Norm wurde konzipiert und in einem "Masterplan" beschrieben, und basierend auf den Ergebnissen des SurfStand-Programms wurde der Inhalt einiger grundlegender Dokumente entworfen. Am Ende des Jahres 2005 bekam diese Norm zur flächenhaften Oberflächenbeschaffenheit vom ISO-Sekretariat die Bezeichnung ISO 25178 zugeteilt; somit kann dieser Zeitpunkt als offizieller Geburtstermin der Norm betrachtet werden.

Die Aufgabe, die der Arbeitsgruppe WG16 für die Entwicklung von ISO 25178 zugewiesen wurde, bestand aus zwei Teilen:

• den Inhalt der Norm über flächenhafte Oberflächenbeschaffenheit zu definieren, als Spezifikation und zur überprüfung;
• die bestehenden Profilnormen zu überarbeiten, um sie an die neue flächenhafte Norm anzugleichen.

In der ersten Periode flossen viele Anstrengungen in die Definition der flächenhaften Norm, um konsistente Definitionen und Konzepte auf solider mathematischer Basis zu erstellen, ohne dabei zu viel Rücksicht auf schon bestehende Normen zu nehmen. Wenn man von der Gundannahme ausgeht, dass die Natur an sich dreidimensional ist und dass Oberflächenbeschaffenheit zuerst in 3D definiert werden sollte, dann sollte folglich die 2D Profilometrie als vereinfachtes Modell von dieser Definition abgeleitet werden. Dies ist das Gegenteil von dem, was vorher gemacht wurde, als die ersten Flächenparameter aus vorhandenen Profilparametern extrapoliert wurden.

Dank der Tatsache, mit flächenhaften Oberflächenbeschaffenheitsparametern zu beginnen, sollten die bekannten Nachteile einiger 2D-Parameter vermieden werden können, und eine genauere Definition mehrerer Konzepte erstellt werden können, die seit zwanzig Jahren in bestehenden Standards verwendet werden. Allerdings werden dadurch auch einige Unterschiede zwischen neuen und bereits bestehenden und in der Industrie verwendeten Konzepten auftreten.