Acabados superficiais por CNC explicados: anodizado, chorro de areia, pasivación, pulido
1 Métodos de investigación
1.1 Marco de deseño
A avaliación segue un deseño comparativo controlado. Todas as pezas de proba foron mecanizadas por CNC a partir de aluminio 6061-T6 e acero inoxidable 304 usando parámetros de corte idénticos para manter unha rugosidade basal consistente. Posteriormente, cada peza foi sometida a unha técnica de acabado baixo condicións fixas aliñadas cos estándares industriais (MIL-A-8625 para anodizado, ASTM A380 para pasivación).
1.2 Fontes de datos
Os datos recolléronse de tres categorías de medición:
-
Rugosidade superficial (Ra) medida cun perfilómetro de contacto.
-
Grosor da capa de óxido medido mediante proba de revestimento por correntes de Foucault.
-
Resistencia á corrosión avaliado nunha cámara de néboa salina neutra con 5 % de NaCl.
Todos os conxuntos de datos orixinais, rexistros de calibración e parámetros ambientais inclúense no apéndice para garantir a reproducibilidade completa.
1.3 Ferramentas e Modelos Experimentais
O fluxo de traballo experimental utilizado:
-
centro de fresado CNC de 3 eixes para a produción de mostras
-
Cámara de chorro con medio de malla 120
-
Liña de anodizado con ácido sulfúrico tipo II
-
Banloiro de pasivación en acero inoxidable formulado con química cítrica sen nítrico
-
Máquina de politido con correas e abrasivos secuenciais de 800 a 2000 granulosidade
A calibración de todos os instrumentos de medida seguiu as recomendacións do fabricante, e cada mostra foi sometida a tres medicións repetidas para reducir o erro aleatorio.
2 Resultados e Análise
2.1 Comparación da Rugosidade Superficial
Táboa 1 presenta os valores Ra tras cada proceso de acabado. O chorro de areia produciu a superficie mate máis consistente (Ra 1,2–1,4 μm). O politido mecánico conseguiu o Ra máis baixo (0,05–0,08 μm), adecuado para pezas reflectantes. O anodizado mantiña unha rugosidade moderada pero mellorou significativamente a uniformidade da capa de óxido.
2.2 Rendemento na resistencia á corrosión
A exposición ao nebo salino mostrou que as mostras anodizadas mantiveron a estabilidade estrutural e de cor durante máis de 500 horas sen picaduras. As mostras de acero inoxidable pasivadas exhibiron unha maior integridade da película pasiva, reducindo a corrosión puntual nun 68 % en comparación cos controles sen tratar.
2.3 Estabilidade visual e estética
As medicións de cambio de cor baixo iluminación de 500 lux demostraron que as superficies anodizadas mantiveron a ton máis estable. As superficies chorreadas con areia mostraron brillo mínimo debido ás súas propiedades de reflexión difusa, o que apoia a súa aplicación en carcacas de electrónica de consumo.
2.4 Comparación coa investigación existente
O desempeño medido coincide cos achados anteriores que describen a elevada tolerancia á corrosión do aluminio anodizado e a topografía estable do chorro de areia (Refs. 2, 3). Os datos amosan ademais melloras cuantificables nos resultados de pasivación empregando formulacións á base de ácido cítrico, ampliando os estudos previos baseados en ácido nítrico.
3 Discusión
3.1 Interpretación dos Resultados
As diferenzas no desempeño orixínanse nas interaccións materiais subxacentes de cada proceso. A anodización forma unha capa de óxido porosa estruturada que resiste o ataque químico. O chorro de areia modifica a microtopografía mediante abrasión uniforme. A pasivación reforza a película pasiva rica en cromo no acero inoxidable, reducindo a súa reactividade. O politido mecánico reduce fisicamente as asperezas mediante etapas abrasivas progresivas.
3.3 Limitacións
A avaliación céntrase en dous materiais metálicos e parámetros de proceso específicos. Variacións na composición da aleación, tamaño do medio, concentración do ácido ou secuencia de pulido poden alterar os resultados. Datos adicionais de fatiga a longo prazo proporcionarían máis información.
3.3 Implicacións prácticas
Os fabricantes poden usar estes resultados para combinar métodos de acabado coas requirimentos funcionais. Os compoñentes expostos a ambientes mariños benefícianse do anodizado; as envoltas visibles para o consumidor poden preferir o chorro de areia; as pezas médicas de precisión requiren xeralmente pasivación; e os compoñentes ópticos dependen dun pulido con rugosidade ultra baixa.
4 Conclusión
A comparación amosa perfís de rendemento distintos en catro métodos de acabado por mecanizado CNC. A anodización ofrece unha mellor resistencia á corrosión, o chorro de areia proporciona texturas mates consistentes, a pasivación mellora a estabilidade química do acero inoxidable e o politido mecánico alcanza os niveis máis baixos de rugosidade. Estes achados apoian a selección específica de acabados segundo as demandas estruturais, visuais ou ambientais e indican un potencial para estudar combinacións de acabados híbridos en múltiples etapas.
