1 Metode istraživanja

1.1 Okvir dizajna

Procjena slijedi kontrolirani komparativni dizajn. Svi testni dijelovi izrađeni su CNC obradom od aluminija 6061-T6 i nerđajućeg čelika 304, uz korištenje identičnih parametara rezanja kako bi se očuvao dosljedan osnovni stupanj hrapavosti. Svaki je dio nakon toga obrađen jednom tehnologijom završne obrade pod stalnim uvjetima usklađenim s industrijskim standardima (MIL-A-8625 za anodizaciju, ASTM A380 za pasivaciju).

1.2 Izvori podataka

Podaci su prikupljeni iz tri kategorije mjerenja:

• Hrapavost površine (Ra) mjereno profilometrom s kontaktom.

• Debljina oksidnog sloja mjereno ispitivanjem premaza vrtložnim strujama.

• Otpornost na koroziju procijenjeno u komori za ispitivanje otpornosti na koroziju neutralnom slanom maglom s 5% NaCl.

Svi sirovi skupovi podataka, dnevici kalibracije i okolišni parametri uključeni su u dodatak radi potpune reproducibilnosti.

1.3 Eksperimentalni alati i modeli

Korišteni eksperimentalni postupak:

• trozosni CNC glodalica za izradu uzoraka

• Komora za piaskarenje s medijem veličine 120 mesh

• Anodizacijska linija s sumpornom kiselinom tipa II

• Bazen za pasivaciju od nerđajućeg čelika formuliran s limunskom kiselinom bez dušične kiseline

• Traka-polirni stroj s redoslijedom abraziva od 800 do 2000 zrna

Kalibracija svih mjernih instrumenata provedena je prema preporukama proizvođača, a svaki uzorak je bio podvrgnut tri ponovljena mjerenja kako bi se smanjila slučajna pogreška.

2 Rezultati i analiza

2.1 Usporedba hrapavosti površine

Tablica 1 prikazuje vrijednosti Ra nakon svakog završnog postupka. Piaskarenje je dalo najkonzistentniju mat površinu (Ra 1,2–1,4 μm). Mehaničko poliranje postiglo je najnižu vrijednost Ra (0,05–0,08 μm), što je prikladno za reflektivne dijelove. Anodizacija je održala umjerenu hrapavost, ali znatno poboljšala jednoličnost oksidnog sloja.

2.2 Otpornost na koroziju

Ispitivanje izloženosti slanom maglu pokazalo je da anodizirani uzorci zadržavaju strukturnu i boju stabilnost više od 500 sati bez pojave rupa. Pasivirani uzorci od nerđajućeg čelika pokazali su poboljšanu cjelovitost pasivnog filma, smanjujući točkastu koroziju za 68% u usporedbi s netretiranim kontrolama.

2.3 Vizualna i estetska stabilnost

Mjerenja promjene boje pod osvjetljenjem od 500 luksa pokazala su da anodizirane površine zadržavaju najstabilniju nijansu. Površine obradjene pijeskom pokazuju minimalno blještanje zbog difuznih refleksija, što potvrđuje njihovu primjenu u kućištima potrošačke elektronike.

2.4 Usporedba s postojećim istraživanjima

Izmjerena performansa slaže se s ranijim nalazima koji opisuju visoku otpornost anodiziranog aluminija na koroziju te stabilnu topografiju nakon obrade pijeskom (Ref. 2, 3). Podaci dodatno pokazuju kvantificirana poboljšanja u rezultatima pasivacije korištenjem formulacija na bazi limunske kiseline, proširujući dosadašnja istraživanja temeljena na dušičnoj kiselini.

3 Rasprava

3.1 Tumačenje rezultata

Razlike u performansama proizlaze iz osnovnih interakcija materijala svakog procesa. Anodizacija stvara strukturirani porozni oksidni sloj otporan na kemijski napad. Pjeskarenje mijenja mikrotopografiju kroz jednoliko abrazivno djelovanje. Pasivacija ojačava pasivni film bogat kromom na nerđajućem čeliku, smanjujući njegovu reaktivnost. Mehaničko poliranje fizički smanjuje neravnine kroz postupne abrazivne korake.

3.5 Ograničenja

Procjena se usredotočuje na dva metalna materijala i specifične parametre procesa. Varijacije u sastavu slitine, veličini medija, koncentraciji kiseline ili nizu poliranja mogu promijeniti rezultate. Dodatni podaci o dugotrajnoj umornosti pružili bi dodatne uvide.

3.3 Praktične implikacije

Proizvođači mogu koristiti ove rezultate kako bi uskladili metode završne obrade s funkcionalnim zahtjevima. Komponente izložene morskom okolišu imaju koristi od anodizacije; kućišta namijenjena potrošačima često preferiraju pjeskarenje; precizni medicinski dijelovi obično zahtijevaju pasivaciju; a optički komponenti oslanjaju se na poliranje s izuzetno niskom hrapavošću.

4 Zaključak

Usporedba pokazuje različite profile performansi kod četiri metode završne obrade s CNC obradom. Anodizacija nudi izvrsnu otpornost na koroziju, pjeskarenje osigurava dosljedne mat teksture, pasivacija poboljšava kemijsku stabilnost nerđajućeg čelika, dok mehaničko poliranje postiže najniže razine hrapavosti. Ovi rezultati podržavaju ciljan odabir završnih obrada ovisno o strukturnim, vizualnim ili okolišnim zahtjevima te ukazuju na potencijal daljnjih istraživanja u području hibridnih višekoračnih završnih obrada.