1 Métodos de Investigación

1.1 Marco de Diseño

La evaluación sigue un diseño comparativo controlado. Todas las piezas de prueba fueron mecanizadas mediante CNC a partir de aluminio 6061-T6 y acero inoxidable 304 utilizando parámetros de corte idénticos para mantener una rugosidad básica constante. Posteriormente, cada pieza fue procesada mediante una técnica de acabado en condiciones fijas acordes con los estándares industriales (MIL-A-8625 para anodizado, ASTM A380 para pasivación).

1.2 Fuentes de Datos

Los datos se recopilaron a partir de tres categorías de medición:

• Rugosidad Superficial (Ra) medido con un perfilómetro de contacto.

• Grosor de la capa de óxido medido mediante prueba de recubrimiento por corriente inducida (eddy-current).

• Resistencia a la corrosión evaluado en una cámara de niebla salina neutra con 5 % de NaCl.

Todos los conjuntos de datos brutos, registros de calibración y parámetros ambientales se incluyen en el apéndice para garantizar la total reproducibilidad.

1.3 Herramientas y Modelos Experimentales

El flujo de trabajo experimental utilizado:

• Centro de fresado CNC de 3 ejes para la producción de muestras

• Cámara de chorro abrasivo con medio de malla 120

• Línea de anodizado en ácido sulfúrico tipo II

• Baño de pasivación de acero inoxidable formulado con química cítrica sin nitratos

• Máquina de pulido con cinta y abrasivos secuenciales de 800 a 2000 granos

La calibración de todos los instrumentos de medición siguió las recomendaciones del fabricante, y cada muestra fue sometida a tres mediciones repetidas para reducir el error aleatorio.

2 Resultados y Análisis

2.1 Comparación de Rugosidad Superficial

Tabla 1 presenta los valores Ra tras cada proceso de acabado. El chorro abrasivo produjo la superficie mate más uniforme (Ra 1,2–1,4 μm). El pulido mecánico logró el valor Ra más bajo (0,05–0,08 μm), adecuado para piezas reflectantes. El anodizado mantuvo una rugosidad moderada pero mejoró significativamente la uniformidad de la capa de óxido.

2.2 Rendimiento de resistencia a la corrosión

La exposición al ensayo de niebla salina mostró que las muestras anodizadas mantuvieron la estabilidad estructural y del color durante más de 500 horas sin picaduras. Las muestras de acero inoxidable pasivadas exhibieron una mayor integridad de la película pasiva, reduciendo la corrosión puntual en un 68 % en comparación con los controles no tratados.

2.3 Estabilidad visual y estética

Las mediciones del cambio de color bajo iluminación de 500 lux demostraron que las superficies anodizadas mantuvieron el matiz más estable. Las superficies arenadas mostraron mínimos reflejos debido a sus propiedades de reflexión difusa, lo que respalda su aplicación en carcasas de electrónica de consumo.

2.4 Comparación con investigaciones existentes

El rendimiento medido coincide con hallazgos anteriores que describen la alta tolerancia a la corrosión del aluminio anodizado y la topografía estable del arenado (Refs. 2, 3). Los datos además muestran mejoras cuantificables en los resultados de pasivación mediante formulaciones a base de ácido cítrico, ampliando estudios previos basados en ácido nítrico.

3 Discusión

3.1 Interpretación de los resultados

Las diferencias en el rendimiento provienen de las interacciones materiales subyacentes en cada proceso. El anodizado forma una capa de óxido porosa estructurada que resiste los ataques químicos. El chorro de arena modifica la microtopografía mediante abrasión uniforme. La pasivación refuerza la película pasiva rica en cromo del acero inoxidable, reduciendo su reactividad. El pulido mecánico reduce físicamente las asperezas mediante pasos abrasivos progresivos.

3.2 Limitaciones

La evaluación se centra en dos materiales metálicos y parámetros específicos del proceso. Las variaciones en la composición de la aleación, el tamaño del medio, la concentración del ácido o la secuencia de pulido pueden alterar los resultados. Datos adicionales sobre fatiga a largo plazo proporcionarían mayor comprensión.

3.3 Implicaciones Prácticas

Los fabricantes pueden utilizar estos resultados para asociar métodos de acabado con requisitos funcionales. Los componentes expuestos a ambientes marinos se benefician del anodizado; las carcasas destinadas al consumidor pueden preferir el chorro de arena; las piezas médicas de precisión normalmente requieren pasivación; y los componentes ópticos dependen del pulido con ultra baja rugosidad.

4 Conclusión

La comparación demuestra perfiles de rendimiento distintos en cuatro métodos de acabado por mecanizado CNC. El anodizado ofrece una resistencia superior a la corrosión, el chorro de arena proporciona texturas mates consistentes, la pasivación mejora la estabilidad química del acero inoxidable y el pulido mecánico ofrece los niveles más bajos de rugosidad. Estos hallazgos apoyan la selección específica de acabados según exigencias estructurales, visuales o ambientales e indican un potencial para estudios futuros en acabados híbridos de múltiples pasos.