Mikä on pinnan eheys?

Pinnan eheys kuvastaa materiaalin ominaisuuksia sen jälkeen, kun se on joutunut jonkinlaisen valmistusprosessin tai muutoksen kohteeksi. Insinöörit ja tuotesuunnittelijat suunnittelevat usein projekteja tietyn metallin tunnettujen ominaisuuksien perusteella. Esimerkiksi nämä suunnittelijat tietävät, että tietty terässeos tarjoaa tietyn lujuuden tai kovuuden. Materiaalin muokkaamisen jälkeen nämä alkuperäiset ominaisuudet eivät ehkä enää päde, koska monet valmistusprosessit luovat pysyvän muutoksen materiaaliin. Pinnan eheys auttaa näitä yksilöitä määrittämään, kuinka materiaali muuttuu tietyissä olosuhteissa ja mitä sen uusia ominaisuuksia verrataan vanhoihin.

Minkä tahansa materiaalin pinnan eheys koostuu kahdesta peruskomponentista. Ne sisältävät tuotteen topografian ja sisäpinnan ominaisuudet. Topografia heijastaa muutoksia materiaalin ulkopinnassa ja sisältää esimerkiksi sileyden, kolhuja tai aaltoja, kuoppia ja halkeamia. Sisäiset ominaisuudet käsittelevät muutoksia juuri ulkopinnan alapuolella, kuten muodonmuutoksia ja lujuuden tai kovuuden muutoksia. Ne eivät sisällä sisäisiä muutoksia syvälle materiaalin sydämeen vaan pikemminkin pinnan alla olevaan kerrokseen.

Viime kädessä useimmat valmistusprosessit vaikuttavat jonkin verran pinnan eheyteen, vaikka näin ei aina tarvitse olla. Normaali sorvityö, hionta tai jyrsintä, kun ne on tehty oikein, eivät vaikuta pinnan eheyteen. Kun nämä prosessit suoritetaan huonolla tekniikalla tai tylsillä työkaluilla, niillä voi kuitenkin olla suuri vaikutus materiaalin ominaisuuksiin. Liiallinen kuumuus, kylmä tai nopeus tai työ voivat myös johtaa merkittäviin muutoksiin.

Invasiivisimmilla toimenpiteillä on lähes aina pysyvä vaikutus pinnan eheyteen. Niihin voi kuulua sähkökäsittelyjä, kuten pinnoitus, joka lisää metallille pysyvän pinnoitteen, tai kemiallisia käsittelyjä. Lähes mikä tahansa kemiallinen käsittely sekä liiallinen kuumuus voivat muuttaa materiaalia sen molekyylitasolla aiheuttaen peruuttamattomia muutoksia sen rakenteeseen. Myös kiillotus ja muut muodonmuutokset aiheuttavat muutoksia, etenkin muoviin levitettäessä.

Pinnan eheyden muutokset voivat olla joko positiivisia tai negatiivisia. Negatiiviset muutokset voivat tarkoittaa, että materiaalia ei voi enää käyttää tarkoitetulla tavalla. Esimerkiksi sammutettava teräspylväs voi lopulta olla liian hauras rakenteen tukemiseksi. Positiivisia muutoksia ovat ne, jotka antavat materiaalille halutun viimeistelyn tai ulkonäön, kuten kiillotus karkean materiaalin tasoittamiseksi. Positiivisia muutoksia pinnan eheyteen ovat myös ne, jotka parantavat ominaisuuksia, kuten kovuutta, lujuutta tai kosteudenkestävyyttä.