1 Výskumné metódy

1.1 Návrhový rámec

Hodnotenie sa riadi podľa kontrolovaného porovnávacieho dizajnu. Všetky testovacie súčiastky boli vyrobené CNC obrábaním z hliníka 6061-T6 a nehrdzavejúcej ocele 304 za použitia identických rezných parametrov, aby sa zachovala konzistentná základná drsnosť povrchu. Každá súčiastka bola následne spracovaná jednou technikou dokončovania za pevných podmienok v súlade s priemyselnými štandardmi (MIL-A-8625 pre anodizáciu, ASTM A380 pre pasiváciu).

1.2 Zdroje dát

Údaje boli zbierané z troch kategórií meraní:

• Drsnosť povrchu (Ra) merané pomocou dotykového profilometra.

• Hrúbka oxidovej vrstvy meraná pomocou vrtákového testovania farby.

• Odolnosť proti korózii vyhodnotené v neutrálnej komore so soľným rozprašovaním s 5 % NaCl.

Všetky surové dátové súbory, kalibračné záznamy a environmentálne parametre sú uvedené v prílohe, aby sa zabezpečila úplná reprodukovateľnosť.

1.3 Experimentálne nástroje a modely

Použitý experimentálny pracovný postup:

• 3-osé CNC frézovacie centrum pre výrobu vzoriek

• Komora na čistenie loptičkami s médiami o veľkosti 120 mesh

• Linka na anodizáciu s kyselinou sírovou typu II

• Pasivačná lázeň z nehrdzavejúcej ocele formulovaná s dusíkom voľnou citrónovou chemiou

• Stroj na páskové leštenie s postupnými brúsivami od 800 do 2000 grit

Kalibrácia všetkých meracích prístrojov bola vykonaná podľa odporúčaní výrobcu a každý vzorka prešla tromi opakovanými meraniami, aby sa znížila náhodná chyba.

2 Výsledky a analýza

2.1 Porovnanie drsnosti povrchu

Tabuľka 1 uvádza hodnoty Ra po každom dokončovacom procese. Pieskovanie vytvorilo najkonzistentnejší matný povrch (Ra 1,2–1,4 μm). Mechanické leštenie dosiahlo najnižšiu hodnotu Ra (0,05–0,08 μm), čo je vhodné pre odrazné diely. Anódovanie zachovalo strednú drsnosť, ale výrazne zlepšilo rovnomernosť oxidovej vrstvy.

2.2 Výkon odolnosti voči korózii

Expozícia vo vodnom aerosóle so solí ukázala, že anódované vzorky si udržali štrukturálnu a farebnú stabilitu viac ako 500 hodín bez vzniku bodových koróznych poškodení. Pasivované vzorky z nehrdzavejúcej ocele preukázali zlepšenú celistvosť pasívnej vrstvy, čím sa znížila miestna korózia o 68 % oproti netretým kontrolám.

2.3 Vizuálna a estetická stabilita

Merania posunu farby pri osvetlení 500 luxmi preukázali, že anódované povrchy si zachovávajú najstabilnejší odtieň. Pieskované povrchy vykazujú minimálne blýskanie v dôsledku difúzneho odrazu svetla, čo podporuje ich použitie v puzdrách spotrebného elektronického zariadenia.

2.4 Porovnanie s existujúcim výskumom

Nameraný výkon je v súlade s predchádzajúcimi zisteniami, ktoré opisujú vysokú odolnosť anodovaného hliníka voči korózii a stabilnú topografiu pieskovaním (zdroje 2, 3). Údaje navyše ukazujú merateľné zlepšenie výsledkov pasivácie pri použití formulácií na báze kyseliny citrónovej, čo rozširuje predchádzajúce štúdie založené na kyseline dusičnej.

3 Diskusia

3.1 Interpretácia výsledkov

Rozdiely vo výkone vyplývajú z materiálových interakcií každého procesu. Anodizácia vytvára štruktúrovanú pórovitú oxidačnú vrstvu odolnú voči chemickému útoku. Pieskovaním sa mení mikrotopografia prostredníctvom rovnomerného abrazívneho pôsobenia. Pasivácia posilňuje chrómovou bohatú pasívnu vrstvu na nehrdzavejúcej ocele, čím zníži jej reaktivitu. Mechanické leštenie fyzicky znižuje nerovnosti postupnými abrazívnymi krokmi.

3.3 Obmedzenia

Hodnotenie sa zameriava na dva kovové materiály a špecifické procesné parametre. Zmeny v zložení zliatiny, veľkosti média, koncentrácii kyseliny alebo poradí leštenia môžu ovplyvniť výsledky. Dodatočné údaje o dlhodobej únave by poskytli hlbší pohľad.

3.3 Praktické dôsledky

Výrobcovia môžu tieto výsledky využiť na prispôsobenie dokončovacích metód funkčným požiadavkám. Komponenty vystavené námornej atmosfére profitujú z anodizácie; obaly určené pre spotrebiteľov môžu uprednostňovať pieskovanie; presné lekárske diely zvyčajne vyžadujú pasiváciu; a optické komponenty sa spoliehajú na leštenie s extrémne nízkou drsnosťou.

4 Záver

Porovnanie ukazuje výrazné rozdiely v výkone pri štyroch metódach dokončovania CNC obrábania. Anódovanie ponúka vynikajúcu odolnosť voči korózii, pieskovanie zabezpečuje rovnomerný matný povrch, pasivácia zvyšuje chemickú stabilitu nehrdzavejúcej ocele a mechanické leštenie dosahuje najnižšie hodnoty drsnosti. Tieto zistenia podporujú cielený výber povrchových úprav na základe konštrukčných, vizuálnych alebo environmentálnych požiadaviek a naznačujú potenciál ďalších štúdií v oblasti viacstupňových hybridných dokončovacích procesov.