CNC加工や板金加工で製作した部品は、加工が完了した時点で使用できる状態になっています。しかし、製品の品質をさらに高めるためには「表面処理（Surface Finishing）」が欠かせません。
表面処理は、部品の見た目を美しくするだけではなく、耐食性や耐摩耗性の向上、摩擦の低減、導電性や反射率の調整など、製品の性能にも大きく影響します。
例えば、屋外で使用するアルミ部品には耐食性を高めるアルマイト処理が適しています。一方で、外観品質を重視する製品ではヘアライン仕上げやビーズブラスト、精密機器では電解研磨や不動態化処理など、それぞれ目的に応じて最適な表面処理が選択されています。
JUSTWAYでは、CNC加工・板金加工・射出成形などの製造サービスだけでなく、多彩な表面処理にも対応しています。
本記事では、JUSTWAYで利用できる表面処理の中から
- Mechanical Finishes & Basic Surface Preparation（機械的仕上げ・基本表面処理）
- Anodizing & Conversion Coatings（アルマイト・化成処理）
について詳しく紹介します！
表面処理とは？
表面処理とは、加工後の部品表面へ追加の加工や化学処理を施し、性能や外観を向上させる工程です。
製造現場では、単に「見た目をきれいにする」だけではなく、耐食性を向上させる・摩耗を防ぐ・摩擦係数を下げる・光の反射を抑える・バリや鋭利なエッジを除去する・塗装やめっきの下地を作る
など、さまざまな目的で利用されています。
つまり、部品形状を変えずに付加価値を与える重要な工程といえるでしょう。
Mechanical Finishes & Basic Surface Preparation
Mechanical Finishes & Basic Surface Preparationは、研磨やブラストなど物理的な加工によって表面状態を調整する表面処理です。
表面粗さを改善したり、加工痕を目立ちにくくしたり、均一な質感を与えたりすることで、外観品質や機能性を向上させます。それぞれ詳しく見ていきましょう。
Standard（As-Milled）
Standard（As-Milled）は、CNC加工後そのままの状態で納品される標準仕上げです。
追加の研磨工程や表面処理を行わないため、最も短納期かつ低コストで製作できる仕上げ方法となっています。
表面粗さはRa125μin相当となり、加工跡は残りますが、寸法精度を維持したまま部品を仕上げられます。
また、JUSTWAYでは標準仕様として鋭利なエッジやバリを除去しています。もしバリを残したい場合やエッジ形状に指定がある場合は、2D図面や発注時に指定することで対応可能です。
Standard仕上げは、美観を重視する製品よりも、機能性を重視した試作品や産業部品に適しています。また、塗装や粉体塗装など、後工程を前提とした下地としても広く利用されています。
主な特徴
- 最も短納期
- コストを抑えられる
- 表面粗さはRa125μin
- バリ・鋭利なエッジを除去
- 後工程の下地として利用可能
Smooth Machining（Ra1.6μm）
Smooth Machiningは、CNC加工後に追加の仕上げ切削を行い、より滑らかな表面を実現する加工方法です。
標準ではRa1.6μm（63μin）まで表面粗さを改善でき、案件によってはRa0.4μm（15.7μin）まで対応可能な場合もあります。
加工痕は完全には消えませんが、Standard仕上げと比較するとツールマークが大幅に目立ちにくくなり、見た目もより美しく仕上がります。
さらに、表面が滑らかになることで摩擦抵抗が低減し、摺動部品では摩耗の低減やシール性能の向上にも効果があります。
追加の研磨工程を必要とせず、CNC加工工程内で完結できる点もSmooth Machiningのメリットです。
主な特徴
- 表面粗さRa1.6μm
- 最大Ra0.4μmまで対応可能
- ツールマークを軽減
- 摩擦を低減
- 外観品質を向上
Bead Blast（ビーズブラスト）
Bead Blastは、小さなガラスビーズを高圧で吹き付けることで、均一なマット質感を形成する表面処理です。
加工時に付着した酸化物や汚れを除去するとともに、表面全体へ均一なテクスチャを形成できます。
ブラスト条件を調整することで表面粗さをコントロールできるため、用途に応じた質感を作り出すことも可能です。
また、アルマイト処理前の前処理としても非常に相性が良く、アルマイト後も均一なマットカラーに仕上がります。
JUSTWAYでは、部品を洗浄した後、専用装置でガラスビーズを高速噴射し、最後に再度洗浄を行って仕上げています。
主な特徴
- マットな質感
- 表面汚れや酸化物を除去
- 均一な外観
- アルマイト前処理としても最適
#1000 Sanding
#1000サンディングは、#1000番の研磨材を使用して表面を均一に仕上げる研磨加工です。
切削加工による細かな傷やツールマークを軽減し、Standard仕上げよりも滑らかで美しい外観を実現します。
鏡面仕上げほどの光沢はありませんが、自然な半光沢となるため、意匠性を高めたい製品や塗装・アルマイト前の下地処理として利用されています。
ただし、深い傷や大きな加工痕を除去する用途には適しておらず、用途によってはビードブラストや電解研磨との使い分けが必要です。
主な特徴
- 細かな傷を軽減
- 半光沢仕上げ
- 下地処理にも最適
- 外観品質を向上
Brushed（ヘアライン仕上げ）
Brushedは、研磨ベルトやワイヤーブラシを一定方向へ動かし、金属表面に美しいヘアライン模様を形成する加工方法です。
一般的には#80〜#120程度の研磨材が使用され、ブラシの種類や研磨方向、押し付け圧力を細かく調整しながら加工を行います。
特にアルミニウムとの相性が良く、高級感のある質感を演出できるため、建築部材や家電製品、デザイン性を重視した部品など幅広い用途で採用されています。
さらに耐摩耗性にも優れており、人が頻繁に触れる部品や過酷な環境で使用される製品にも適しています。
主な特徴
- 一方向の美しいヘアライン
- 高級感のある外観
- アルミとの相性が良い
- 耐摩耗性にも優れる
Electropolished（電解研磨）
Electropolishedは、電解液と電流を利用して金属表面をわずかに溶解し、非常に滑らかな表面へ仕上げる精密表面処理です。
JUSTWAYではASTM B912-02に準拠し、約0.0001〜0.0025インチの金属を除去することで、耐食性と外観品質を向上させています。
機械研磨では届きにくい複雑形状や細かな内部形状にも均一な処理を施せるため、医療機器や食品機械、精密部品など、高い清浄性や耐食性が求められる製品にも適しています。
加工は、洗浄・前処理、電解液への浸漬、電流印加、水洗、乾燥、品質検査という工程で行われ、均一で美しい仕上がりを実現します。
主な特徴
- 高い平滑性
- 光沢のある外観
- 耐食性向上
- 複雑形状にも対応
アルマイト・化成処理
アルマイト・化成処理は、機械的な研磨とは異なり、金属表面へ化学反応によって保護皮膜を形成する表面処理です。耐食性や耐摩耗性を向上させるだけでなく、着色や導電性の付与など、用途に応じたさまざまな機能を持たせることができます。特にアルミニウム部品では欠かせない表面処理の一つとなっています。
Anodized（アルマイト）
アルマイトは、アルミニウム表面に電気化学反応によって酸化皮膜を形成する表面処理です。形成された皮膜は硬く、耐食性や耐摩耗性を向上させるため、自動車部品や航空宇宙部品、電子機器の筐体など幅広い分野で採用されています。
JUSTWAYでは、クリア・ブラック・レッド・ゴールドなど複数のカラーアルマイトに対応しており、機能性だけでなくデザイン性も高めることができます。
なお、アルマイト処理では実際の色味が色見本と多少異なる場合があります。また、処理中は部品を治具（ラック）に固定する必要があるため、ラック跡は避けられません。外観を重視する部品では、設計段階でラック位置を指定しておくことで、組み立て後に目立ちにくい位置へ配置できます。
処理工程では、部品表面の洗浄・脱脂を行った後、電解液へ浸漬して電流を流し、酸化皮膜を形成します。その後、乾燥・硬化を経て色や表面状態を検査し、品質を確認して出荷されます。
Bead Blast + Anodized Color
Bead Blast + Anodized Colorは、ビードブラストとアルマイト処理を組み合わせた表面処理です。
まずガラスビーズを吹き付けて表面へ均一なマットテクスチャを形成し、その後アルマイト処理によって耐食性の高い酸化皮膜を形成します。
通常のアルマイトよりも落ち着いた質感に仕上がるため、高級感のある外観を求めるアルミ製品に適しています。また、ビードブラストによって表面の質感が均一になるため、アルマイト後の色ムラも目立ちにくく、美しい仕上がりが期待できます。
こちらも通常のアルマイトと同様に、色味には多少の個体差が生じる場合があり、ラック跡も発生します。そのため、意匠部品ではラック位置まで考慮して設計すると完成度をさらに高めることができます。
Chemical Conversion Coat（Chem Film）
Chemical Conversion Coat（Chem Film）は、アルミニウム表面へ非常に薄い化成皮膜を形成する表面処理です。
アルマイトと異なり皮膜が非常に薄いため、寸法変化がほとんどなく、導電性を維持したまま耐食性を向上できることが大きな特徴です。そのため、電子機器の筐体やEMIシールド部品、航空宇宙分野など、電気的な接触性能が求められる用途で広く利用されています。
また、塗装前の下地処理としても使用され、塗膜の密着性を向上させる効果も期待できます。
Electrically Conductive Oxidation（導電性酸化処理）
Electrically Conductive Oxidationは、耐食性を向上させながら導電性も確保したい場合に用いられる表面処理です。
一般的なアルマイト処理では酸化皮膜によって絶縁性が高くなりますが、この処理では電気的な接触性能をできるだけ維持しながら金属表面を保護できます。そのため、電子機器や通信機器、各種精密機器など、アース接続やシールド性能が求められる部品に適しています。
また、皮膜が非常に薄いため寸法変化が少なく、高精度な部品にも採用しやすい表面処理です。
Black Oxide（黒染め）
Black Oxide（黒染め）は、鋼材表面に黒色の化成皮膜を形成する表面処理です。表面を黒色化することで光の反射を抑えられるほか、耐食性を向上させる効果があります。
JUSTWAYでは、合金鋼、軟鋼、ばね鋼、ステンレス鋼、工具鋼などに対応しています。
黒染めは比較的低コストで施工できることもメリットですが、耐食性能は亜鉛めっきやクロムめっきほど高くありません。また、皮膜自体も非常に硬いわけではないため、強い摩耗を受ける環境では徐々に摩耗する可能性があります。
処理工程では、まず部品を洗浄し、熱アルカリ溶液やブラストなどで前処理を行います。その後、黒染め液へ浸漬して化成皮膜を形成し、水洗・乾燥を経て品質検査が行われます。
光の反射を抑えたい機械部品や治具などでは、現在でも非常によく利用されている表面処理の一つです。
Passivation（不動態化処理）
Passivation（不動態化処理）は、ステンレス鋼表面から遊離鉄を除去し、不動態皮膜を形成する化学処理です。
この処理によってステンレス本来の耐食性能をさらに高めることができ、錆びにくい状態を維持しやすくなります。
JUSTWAYでは、200系・300系ステンレスおよび析出硬化系耐食鋼に対応しており、ASTM A967、ASTM A380、AMS 2700など複数の工業規格に準拠した処理を提供しています。
形成される皮膜の厚さは約0.0000001インチと非常に薄く、寸法への影響はほとんどありません。そのため、高精度部品でも安心して採用できます。
処理では、洗浄・前処理後に硝酸またはクエン酸系の不動態化処理液へ一定時間浸漬し、その後、水洗、中和処理、乾燥、品質検査を行います。
外観をほぼ変えることなく耐食性だけを向上できることから、食品機械や医療機器、精密機器などでも多く採用されています。
Pickling（酸洗い）
Pickling（酸洗い）は、強酸を使用して金属表面の酸化皮膜やスケール、不純物、汚れなどを除去する洗浄処理です。
酸洗いに使用される酸溶液は「Pickling Liquor」と呼ばれ、部品を一定時間浸漬することで、加工中や熱処理後に発生したミルスケールや酸化物を除去します。
JUSTWAYでは、合金鋼、アルミニウム、真鍮、銅、ステンレス鋼、チタンなど幅広い材料に対応しています。
酸洗いは比較的低コストで実施できる表面処理ですが、処理時間の管理が重要です。酸洗い不足では酸化物が残ってしまい、逆に長時間処理すると母材まで溶解し、寸法や表面状態へ悪影響を及ぼす可能性があります。
処理工程では、材料に適した酸を選定した後、部品を酸洗液へ浸漬し、その後十分に水洗して酸を除去します。最後に乾燥・仕上げを行い、次工程へ送られます。
酸洗いは単独で使用されるだけでなく、めっきや塗装、溶接などの前処理としても広く利用される重要な工程です。
まとめ
表面処理は、部品の見た目を美しく仕上げるだけでなく、耐食性や耐摩耗性、導電性など、製品の性能にも大きく影響する重要な工程です。
JUSTWAYでは、Standard仕上げのようなコストを重視した加工から、Smooth Machiningやビードブラストによる外観品質の向上、アルマイトや黒染め、不動態化処理など機能性を高める表面処理まで、用途に合わせて幅広い選択肢を用意しています。
部品を設計する際は、材料や加工方法だけでなく、実際に使用される環境や求められる性能も考慮して表面処理を選択することが重要です。適切な表面処理を施すことで、製品の耐久性や品質、外観をさらに向上させることができるでしょう！
気になった方は、ぜひJUSTWAYで見積もりをしてみてください！
