샌드블라스팅 산화 알루미늄 6061 부품 프로토타입

1 연구 방법

1.1 설계 개념

프로토타입 개발은 표면 처리 효과에 대한 체계적인 평가를 사용한다. 재현성을 보장하기 위해 알루미늄 6061 시편을 동일한 치수(50×50×5mm)와 초기 가공 조건으로 준비하였다. 본 연구는 기계적 블라스팅과 화학적 산화 간의 상호작용을 정량화하는 데 중점을 두었다.

1.2 데이터 출처 및 자재

실험 데이터는 실험실에서 통제된 조건하에 처리하여 수집하였다. 샌드블라스팅에는 고순도 알루미나 입자(50–150 μm)를 사용하였다. 산화 처리는 120°C ± 2°C로 유지되는 습윤 오븐을 이용하였다. 표면 분석은 주사전자현미경(SEM, Hitachi SU5000)과 3D 광학 프로파일로미터(Bruker Contour GT)를 사용하여 수행하였다. 경도 시험은 500g의 하중을 가하는 비커스 미세경도계를 이용하였다. 부식 저항성은 ASTM B117 염수 분무 기준에 따라 48시간 동안 평가하였다.

1.3 실험 절차

1. 표면 준비 : 시편을 아세톤으로 탈지한 후 건조함.

2. 모래 쏘기 : 입자 크기(50, 100, 150 μm), 압력(0.3–0.7 MPa), 노출 시간(30–120초)을 다양하게 설정함.

3. 산화 : 제어된 환경(120°C, 상대습도 50%)에서 1–3시간 동안 가열함.

4. 분석 : SEM 이미지는 1000배 배율에서 촬영하였으며, 거칠기는 각 시편당 5개 지점에서 측정함. 경도는 3개 위치에서 측정하였으며, 부식 저항성은 시간 경과에 따른 피팅(pitting) 면적으로 평가함.

2 결과 및 분석

2.1 표면 형태학

SEM 이미지(Figure 1)에서 중간 크기의 입자(100 μm)는 균일한 미세 요철을 생성하여 일관된 산화막 형성을 촉진함을 보여준다. 작은 입자는 더 미세하지만 불균일한 피트를 생성하며, 큰 입자는 깊고 불규칙한 요철을 만든다.

Figure 1. 샌드블라스트 처리된 알루미늄 6061 표면의 SEM 이미지 (1000×)

2.2 거칠기 및 경도 분석

결과에 따르면, 100 μm 입자로 처리한 시편의 경우 피크-밸리 표면 거칠기가 15% 감소하였다. 경도 측정 결과 비처리 시료 대비 평균 12% 증가하여 마모 저항성 향상을 뒷받침한다.

2.3 부식 저항성

염수 분무 시험 결과, 샌드블라스트 처리 후 산화된 시료는 비처리 대조군 대비 표면 핀팅(pitting)이 20% 감소하였다. 이러한 개선은 균일한 산화막 형성과 일치한다.

3 논의

3.1 메커니즘 해석

샌드블라스팅은 표면적을 증가시키고 미세한 요철을 생성하여 산화막의 부착을 용이하게 한다. 제어된 온도에서의 산화는 균일하고 조밀한 산화피막 형성을 촉진한다. 기계적 거칠기 처리와 화학적 산화의 병용은 경도 및 내식성의 동시 향상에 기여한다.

3.2 한계점

본 연구는 실험실 규모 시편에 국한되어 있어, 대형 산업용 부품의 경우 결과가 다를 수 있다. 입자 크기는 알루미나로 제한되어 있으며, 다른 매체는 서로 다른 표면 질감을 생성할 수 있다.

3.3 실용적 함의

최적화된 샌드블라스팅-산화 공정 조건은 항공우주 및 자동차 프로토타입 제작에 있어 실행 가능한 지침을 제공한다. 산업 현장에서의 적용을 통해 추가 후처리 없이도 부품의 수명과 성능을 향상시킬 수 있다.

4 결론

100μm의 알루미나 입자를 사용한 샌드블라스팅 후 120°C에서 2시간 동안 산화 처리하면 알루미늄 6061 프로토타입의 표면 균일성, 경도 및 내식성이 크게 향상된다. 본 연구 결과는 고효능 부품을 위한 표면 처리 방법 선정에 유용한 정보를 제공하며, 산업용 대량 생산으로의 확장 가능성을 제시한다. 향후 연구에서는 다른 샌드블라스팅 매체와 장기 산화 처리 방식을 탐색할 수 있다.

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우리는 중국 선전에 위치한 공장으로, 20년 이상의 풍부한 경험을 보유하고 있으며, 약 6000제곱미터의 부지를 보유하고 있습니다. 3D 품질 검사 장비, ERP 시스템 및 40대의 기계를 포함한 완비된 시설을 갖추고 있습니다. 필요시에는 자재 인증서, 샘플 품질 검사 및 기타 보고서를 제공할 수 있습니다.

2. 견적은 어떻게 받을 수 있나요
상세한 도면(PDF/STEP/IGS/DWG...), 품질, 납기일, 재료, 수량, 표면 처리 등에 대한 정보 포함

3. 도면 없이도 견적을 받을 수 있나요

귀사의 엔지니어링 팀에서 제 창의성을 바탕으로 도면을 그려줄 수 있나요? 물론 가능합니다. 또한 정확한 견적을 위해 샘플, 사진 또는 상세한 치수 초안을 제공해 주시면 감사하겠습니다.

4. 대량 생산 전에 샘플을 제공할 수 있나요

물론 샘플 비용은 필요합니다. 가능하다면 대량 생산 시에 환불될 수 있습니다.

5. 납기일은 어떻게 되나요

일반적으로 샘플 제작은 1~2주, 대량 생산은 3~4주가 소요됩니다.

6. 품질 관리는 어떻게 이루어지나요

(1) 재료 검사 - 재료 표면과 근사적인 치수를 확인합니다.

(2) 생산 첫 검사 - 대량 생산에서 중요한 차원 확인.

(3) 샘플링 검사 - 창고로의 출고 전 품질을 확인합니다.

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