1 調査方法

1.1 設計枠組み

評価は、制御された比較設計に従って実施されています。すべての試験部品は、6061-T6アルミニウムおよび304ステンレス鋼から、一貫したベースライン粗さを維持するために同一の切削条件でCNC加工により作成されました。その後、各部品は工業規格に準拠した固定条件のもとで一つの仕上げ技術を用いて処理されました（陽極酸化処理はMIL-A-8625、不動態化処理はASTM A380に準拠）。

1.2 データソース

データは以下の3つの測定カテゴリから収集されました：

• 表面粗さ（Ra） 接触式表面粗さ測定器で測定。

• 酸化皮膜厚さ 渦電流塗膜測定法により測定。

• 腐食に強い 5% NaClの中性塩水噴霧試験機で評価。

完全な再現性を確保するため、すべての生データ、キャリブレーション記録、環境パラメータを付録に含んでいます。

1.3 実験用ツールおよびモデル

使用した実験のワークフロー：

• 試料作製用の3軸CNCフライス盤

• 120メッシュメディアを使用したブラスト処理 chamber

• タイプII硫酸陽極酸化処理ライン

• 硝酸を含まないクエン酸系で調製されたステンレス鋼不動態化浴

• 800～2000番の順次砥粒によるベルト式研磨機

すべての測定器はメーカーの推奨に従ってキャリブレーションを行い、各試料に対して3回の繰り返し測定を実施してランダム誤差を低減した。

2 結果と解析

2.1 表面粗さの比較

表1 各仕上げ工程後のRa値を示している。サンドブラスト処理は最も均一なマット表面（Ra 1.2～1.4 μm）を生成した。機械的研磨は最低のRa値（0.05～0.08 μm）を達成し、反射性部品に適している。陽極酸化処理は中程度の粗さを維持しつつ、酸化皮膜の均一性を著しく改善した。

2.2 耐腐食性性能

塩水噴霧試験の結果、陽極酸化処理された試料は500時間以上にわたり構造的および色の安定性を維持し、点食は発生しませんでした。不動態化処理されたステンレス鋼試料は、不動態皮膜の完全性が向上し、未処理の対照群と比較して局部腐食が68%低減されました。

2.3 外観および美的安定性

500ルクスの照明下での色変化測定により、陽極酸化処理された表面が最も安定した色相を保持していることが示されました。サンドブラスト処理された表面は、拡散反射特性によりぎらつきが最小限に抑えられ、家電製品のハウジングへの応用が支持されます。

2.4 既存研究との比較

得られた性能は、陽極酸化アルミニウムの高い耐腐食性やサンドブラスト処理による安定した表面形状について報告した先行研究の知見（参考文献2、3）と一致しています。また、データは硝酸系処理に関する従来の研究を発展させ、クエン酸系処方を使用した不動態化処理の結果において定量的な改善を示しています。

3 考察

3.1 結果の解釈

性能の違いは、各プロセスにおける基本的な材料相互作用に起因します。陽極酸化処理（Anodizing）は、化学的腐食に対して耐性を持つ規則的な多孔質酸化皮膜を形成します。サンドブラスト処理は、均一な摩耗によって表面の微細形状を変化させます。パッシベーション（不動態化）処理はステンレス鋼表面のクロム富化層である不働態皮膜を強化し、反応性を低下させます。機械的研磨は、段階的な研磨材を使用して物理的に表面粗さを低減します。

3.2 限界

評価は2種類の金属材料および特定の工程条件に焦点を当てています。合金組成、媒体サイズ、酸濃度、または研磨手順の差異により結果が変化する可能性があります。長期的な疲労データを追加で取得すれば、さらに詳しい知見が得られるでしょう。

3.3 実用上の意義

製造業者はこれらの結果を活用して、機能的要求に応じた仕上げ方法を選定できます。海洋環境にさらされる部品には陽極酸化処理（Anodizing）が適しています。消費者向け外装部品にはサンドブラスト処理が好まれる場合があります。精密医療用部品は通常、パッシベーション処理を必要とし、光学部品は極めて低い粗さを実現する研磨に依存しています。

4 結論

この比較により、4つのCNC加工仕上げ方法それぞれの明確に異なる性能特性が示されています。陽極酸化処理は優れた耐食性を提供し、サンドブラスト処理は均一なマット質感を実現します。パッシベーション処理はステンレス鋼の化学的安定性を高め、機械的研磨は最も低い粗さレベルを達成します。これらの知見は、構造的、視覚的、または環境的な要求に基づいた仕上げ方法の的確な選定を支援するものであり、複数工程によるハイブリッド仕上げに関するさらなる研究の可能性も示唆しています。