陽極酸化(アルマイト)

しくみ

1. 1

   洗浄とエッチング。 部品を脱脂し、苛性(強アルカリ性)の浴でエッチングしてから、デスマット処理(酸に浸して残った汚れを落とす)をします。エッチングでつや消しに、化学研磨で光沢のある仕上がりになります。

2. 2

   陽極として治具に掛ける。 部品をアルミ製またはチタン製の治具にしっかり留め、酸の中に沈めます。酸は通常、約 20 °C に保った硫酸です。ここでは部品が陽極(プラス極)になります。電気めっきとは逆です。

3. 3

   電流を流す。 直流電源が、標準的な硫酸陽極酸化ではおよそ 15–20 V で、部品から槽内の陰極板へ電流を流します。

4. 4

   酸化皮膜が育つ。 水の酸素がアルミニウムの表面と反応して、酸化アルミニウムができます。皮膜は金属の内側にも外側にも育ち、まっすぐな細かい孔(あな)がびっしりとあきます。時間は通常 20–60 分です。

5. 5

   染色(任意)。 開いた孔がスポンジのように有機染料を吸い込み、黒、赤、青、金などの色になります。透明な陽極酸化では、この工程を省きます。

6. 6

   封孔。 沸騰に近い熱水、またはニッケルなどの封孔浴で酸化皮膜をふくらませ、孔をふさぎます。これで染料が固定され、耐食性が大きく向上します。

主なポイント

材料

主にアルミニウム合金。チタンやマグネシウムも可。銅やシリコンを多く含む合金は陽極酸化が苦手です

代表的な部品

ノートパソコンやスマートフォンの筐体、押出成形の窓枠、調理器具、クライミング用品、自転車部品、航空機部品

部品サイズ

小さなねじから数メートルの押出材まで。限界は槽の大きさで決まります

精度

薄く均一。標準の皮膜は通常 5–25 µm、硬質アルマイトは約 25–100 µm。厚みの約半分が各表面の寸法に加わります

表面仕上げ

下地の表面をそのまま写します(エッチングやブラストならつや消し、研磨なら光沢)。均一なサテン調または光沢のある見た目です

向いているロット数

1個から、形材や消費財の連続生産まで

金型・設備コスト

治具は安価。槽、整流器、冷却機、排水処理を備えた陽極酸化ライン一式は数十万ドル以上

速度

陽極酸化槽でおよそ 20–60 分。これに洗浄、染色、封孔が加わり、1サイクルで約 1–2 時間

強みと限界

使われる場所

• 家電・モバイル機器ノートパソコン、スマートフォン、タブレットの筐体、ヘッドホン部品、PC ケース
• 建築窓枠、カーテンウォール、ファサードパネル、手すり
• 航空宇宙・防衛機体部品、硬質アルマイト処理したアクチュエータ部品やハウジング
• スポーツ・アウトドアカラビナ、自転車部品、懐中電灯、釣りのリール
• キッチン硬質アルマイトの調理器具、カトラリー、エスプレッソマシンの部品
• 機械空気圧シリンダ、ピストン、プーリー、バルブボディ

見分け方

• 色つきまたは銀色の金属で、落ち着いたやや深みのある光沢があり、色の下に金属の質感が見えます。
• 削れて別の色が出る層ではありません。深い傷がつくと、光ったアルミの地肌が見えます。
• 部品を治具に留めた場所に、色のつかない小さな跡が残ります。たいていは縁や穴の内側です。
• 金属なのに、簡単なテスターで調べると電気を通さない表面。

比較

動画を見る

What's Aluminum Anodizing? And How It Works

Yijin Solution · 酸の浴で酸化皮膜を育てる仕組みの、初心者向け解説

Basic Steps in Anodizing | How to Anodize Episode 4

Captain Corrosion · 洗浄、エッチング、陽極酸化、染色、封孔を一歩ずつ

Anodizing Process Tour | Step-by-Step Process Explained

RAPID DIRECT · 陽極酸化ラインを、槽ごとにめぐる見学ツアー

Blasting Electricity at Thousands of PC Parts: Watch How Anodizing Works | Factory Tour Mini-Doc

Gamers Nexus · 実際の工場で、PC ケース部品のラックが陽極酸化・染色される様子

実写真を見る

• Wikipedia: 陽極酸化 — 色つき陽極酸化部品の写真と、多孔質の酸化皮膜構造の図
• Wikimedia Commons の写真検索