1 연구 방법

1.1 설계 프레임워크

평가는 통제된 비교 설계를 따릅니다. 모든 시험 부품은 동일한 절삭 조건을 사용하여 6061-T6 알루미늄과 304 스테인리스강으로 CNC 가공하여 기준 거칠기의 일관성을 유지했습니다. 각 부품은 이후 산업 표준(MIL-A-8625 양극산화 처리, ASTM A380 패시베이션)에 부합하는 고정된 조건에서 하나의 마감 기술을 통해 처리되었습니다.

1.2 데이터 출처

데이터는 세 가지 측정 범주에서 수집되었습니다:

• 표면 거칠기 (Ra) 촉각형 표면 거칠기 측정기로 측정함.

• 산화막 두께 와전류 코팅 테스트를 통해 측정함.

• 부식 방지 5% NaCl 중성 염수 분무 챔버에서 평가함.

완전한 재현성을 보장하기 위해 모든 원시 데이터 세트, 교정 로그 및 환경 매개변수를 부록에 포함하였습니다.

1.3 실험 도구 및 모델

사용된 실험 작업 흐름:

• 시료 제작을 위한 3축 CNC 밀링 센터

• 120메시 미디어를 사용하는 비드블래스트 챔버

• 제2형 황산 아노다이징 라인

• 질산이 없는 시트르산 화학물질로 제조한 스테인리스강 패시베이션 욕

• 순차적 800~2000 그릿 연마재를 사용하는 벨트 연마 기계

모든 측정기기는 제조사 권장 사항에 따라 교정되었으며, 각 시료는 무작위 오차를 줄이기 위해 세 번 반복 측정을 실시하였다.

2 결과 및 분석

2.1 표면 거칠기 비교

표 1 각 마감 공정 후의 Ra 값을 나타낸다. 샌드블래스팅은 가장 일관된 매트 표면(Ra 1.2–1.4 μm)을 생성하였다. 기계적 연마는 가장 낮은 Ra 값(Ra 0.05–0.08 μm)을 달성하여 반사 부품에 적합하다. 아노다이징은 중간 정도의 거칠기를 유지하면서 산화막의 균일성을 크게 향상시켰다.

2.2 내식성 성능

염수 분무 노출 결과, 양극산화 처리된 시료는 핀홀이 발생하지 않은 상태에서 구조적 및 색상 안정성을 500시간 이상 유지하였다. 비활성화 처리된 스테인리스강 시료는 패시브 필름의 무결성이 향상되어, 비처리 대조군에 비해 점식 부식이 68% 감소하였다.

2.3 시각적 및 미적 안정성

500럭스 조도 하에서 색변화 측정 결과, 양극산화 표면이 가장 안정적인 색조를 유지하는 것으로 나타났다. 샌드블라스트 처리된 표면은 확산 반사 특성으로 인해 최소한의 난반사를 보여 소비자용 전자기기 외함 적용에 적합함을 입증하였다.

2.4 기존 연구와의 비교

측정된 성능은 이전 연구들에서 설명한 양극산화 알루미늄의 높은 부식 저항성과 샌드블래스팅의 안정적인 표면 형상을 설명하는 결과와 일치한다(참고문헌 2, 3). 추가로, 데이터는 과거의 질산 기반 연구를 확장하여 시트르산 계열 처리제 사용 시 비활성화 효과의 정량적 개선을 보여준다.

3 논의

3.1 결과 해석

성능의 차이는 각 공정의 기본적인 재료 상호작용에서 비롯된다. 양극산화(anodizing)는 화학적 공격에 저항하는 구조화된 다공성 산화층을 형성한다. 샌드블라스팅(sandblasting)은 균일한 마모를 통해 미세 지형을 변화시킨다. 패시베이션(passivation)은 스테인리스강 표면의 크롬이 풍부한 불활성 피막을 강화하여 반응성을 줄인다. 기계적 연마(mechanical polishing)는 점진적인 연마 단계를 통해 거칠기를 물리적으로 감소시킨다.

3.2 한계점

평가에서는 두 가지 금속 재료와 특정 공정 매개변수에 초점을 맞춘다. 합금 조성, 매질 크기, 산 농도 또는 연마 순서의 차이가 결과에 영향을 줄 수 있다. 추가적인 장기 피로 데이터는 보다 깊이 있는 통찰을 제공할 수 있다.

3.3 실용적 함의

제조업체들은 이러한 결과를 활용하여 마감 공법을 기능적 요구사항과 일치시킬 수 있다. 해양 환경에 노출되는 부품은 양극산화 처리의 이점을 얻을 수 있으며, 소비자에게 노출되는 외함은 샌드블라스팅을 선호할 수 있다. 정밀 의료 부품은 일반적으로 패시베이션을 필요로 하며, 광학 부품은 극도로 낮은 거칠기를 요구하는 연마에 의존한다.

4 결론

이 비교는 네 가지 CNC 가공 마감 방법의 뚜렷한 성능 특성을 보여줍니다. 양극산화 처리는 우수한 부식 저항성을 제공하며, 샌드블라스팅은 일관된 매트한 질감을 제공하고, 패시베이션은 스테인리스강의 화학적 안정성을 향상시키며, 기계적 연마는 가장 낮은 거칠기 수준을 구현합니다. 이러한 결과는 구조적, 시각적 또는 환경적 요구에 따라 마감 방식을 선택하는 데 도움을 주며, 다단계 하이브리드 마감 공정에 대한 추가 연구 가능성을 시사합니다.