1 Výzkumné metody

1.1 Rámec návrhu

Hodnocení probíhá podle kontrolovaného srovnávacího návrhu. Všechny testovací díly byly vyrobeny frézováním na CNC z hliníku 6061-T6 a nerezové oceli 304 se stejnými řeznými parametry, aby byla zajištěna konzistentní základní drsnost povrchu. Každý díl byl následně upraven jednou ze způsobů dokončování povrchu za pevně stanovených podmínek odpovídajících průmyslovým normám (MIL-A-8625 pro anodování, ASTM A380 pro pasivaci).

1.2 Zdroje dat

Data byla shromážděna ze tří kategorií měření:

• Roughness (Ra) naměřeno kontaktním profilometrem.

• Tloušťka oxidové vrstvy naměřena metodou vířivých proudů pro měření povlaků.

• Odolnost proti korozi vyhodnoceno v komoře pro neutrální solný mlhový test s 5% NaCl.

Všechny soubory surových dat, protokoly kalibrace a environmentální parametry jsou uvedeny v příloze, aby byla zajištěna plná reprodukovatelnost.

1.3 Experimentální nástroje a modely

Použitý experimentální postup:

• tříosé frézovací centrum pro výrobu vzorků

• Komora pro pískování s médiem o sítu 120

• Linka pro anodickou oxidaci v kyselině sírové typu II

• Pasivační lázeň z nerezové oceli na bázi citrónové chemie bez dusičnanů

• Brousicí pás s postupnými abrazivy 800 až 2000

Kalibrace všech měřicích přístrojů probíhala podle doporučení výrobce a každý vzorek byl měřen třikrát za účelem snížení náhodné chyby.

2 Výsledky a analýza

2.1 Porovnání drsnosti povrchu

Tabulka 1 uvádí hodnoty Ra po jednotlivých dokončovacích procesech. Pískování vytvořilo nejvíce matný a konzistentní povrch (Ra 1,2–1,4 μm). Mechanické leštění dosáhlo nejnižších hodnot Ra (0,05–0,08 μm), což je vhodné pro odrazné díly. Anodizace zachovala střední drsnost, ale výrazně zlepšila rovnoměrnost oxidové vrstvy.

2.2 Odolnost proti korozi

Expozice solným mlhám ukázala, že anodované vzorky udržely strukturní a barevnou stabilitu více než 500 hodin bez vzniku bodové koroze. Pasivované vzorky z nerezové oceli vykazovaly zlepšenou celistvost pasivační vrstvy, čímž došlo ke snížení bodové koroze o 68 % ve srovnání s netečenými kontrolami.

2.3 Vizuální a estetická stabilita

Měření změny barvy při osvětlení 500 luxy prokázalo, že anodované povrchy udržely nejstabilnější odstín. Povrchy otryskané pískem vykazovaly minimální odlesky díky difúzním odrazným vlastnostem, což podporuje jejich použití v pouzdrech spotřební elektroniky.

2.4 Porovnání s dosavadním výzkumem

Naměřený výkon koresponduje s dřívějšími zjištěními popisujícími vysokou odolnost anodovaného hliníku vůči korozi a stabilní topografii po otryskání pískem (zdroje 2, 3). Data dále ukazují měřitelná zlepšení výsledků pasivace při použití formulací na bázi kyseliny citrónové, čímž rozšiřují dřívější studie založené na kyselině dusičné.

3 Diskuse

3.1 Interpretace výsledků

Rozdíly v výkonu vyplývají z podkladových interakcí materiálů jednotlivých procesů. Anodizace vytváří strukturovanou porézní oxidovou vrstvu, která odolává chemickému útoku. Pískování mění mikrotopografii prostřednictvím rovnoměrného abrazivního působení. Pasivace posiluje pasivní vrstvu bohatou na chrom u nerezové oceli, čímž snižuje její reaktivitu. Mechanické leštění fyzicky snižuje nerovnosti postupnými abrazivními kroky.

3.3 Omezení

Hodnocení se zaměřuje na dva kovové materiály a konkrétní procesní parametry. Odchylky v složení slitiny, velikosti média, koncentraci kyseliny nebo pořadí leštění mohou ovlivnit výsledky. Další dlouhodobá data o únavě materiálu by poskytla hlubší vhled.

3.3 Praktické důsledky

Výrobci mohou tyto výsledky využít k přiřazení způsobů úpravy povrchu podle funkčních požadavků. Součásti vystavené mořskému prostředí profitovaly by z anodizace; pouzdra určená pro spotřebitele mohou upřednostňovat pískování; přesné lékařské díly obvykle vyžadují pasivaci; a optické komponenty spoléhají na leštění s extrémně nízkou drsností.

4 Závěr

Porovnání ukazuje výrazné rozdíly v výkonnosti čtyř metod dokončování obrábění na CNC. Anodizace nabízí vynikající odolnost proti korozi, pískování zajišťuje rovnoměrný matný povrch, pasivace zvyšuje chemickou stabilitu nerezové oceli a mechanické leštění dosahuje nejnižších hodnot drsnosti. Tyto zjištění podporují cílený výběr povrchových úprav na základě konstrukčních, vizuálních nebo environmentálních požadavků a naznačují potenciál pro další studium vícekrokových hybridních dokončovacích procesů.