電鋳

しくみ

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   マンドレルをつくる。 マンドレル(金属が育つ土台となる原型)を、機械加工、成形、3Dプリント、エッチングでつくります。その表面は、欲しい形の裏返し(ネガ)になります。

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   表面を導電性にする。 プラスチック、ワックス、ガラスのマンドレルには、銀塗料やグラファイトのような、非常に薄い導電性のコーティングをします。金属のマンドレルには、かわりに離型層をつくり、あとで複製がはずれるようにします。

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   浸けてつなぐ。 マンドレルを電解液(溶けた金属塩の浴)に入れ、陽極(プラス極。ニッケルや銅の板)と向かい合わせます。直流電源が、マンドレルを陰極(マイナス極)にします。

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   金属を育てる。 電流が、金属イオン(電荷をもつ原子)をマンドレルへ引き寄せ、そこで固体の金属になります。陽極はゆっくり溶けて、浴を補います。層は通常、1 時間あたり数十ミクロンずつ厚くなるので、部品1個に数時間から数日かかります。

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   複製を分離する。 殻を、はがすか持ち上げて外し、あるいはマンドレルを溶かして取り去ります。複製は切りそろえて仕上げます。再利用できるマンドレルは、次の1個のために浴に戻します。

主なポイント

材料

ほとんどがニッケルと銅。金、銀、鉄も。マンドレルは金属、ガラス、シリコン、プラスチック、ワックス

代表的な部品

薄い殻、箔、細かいメッシュ、継ぎ目のない中空部品、細かいシボのある金型

部品サイズ

1 mm 未満の微小部品から、数十センチの殻まで。壁の厚さは数ミクロンから数ミリ

精度

マンドレルの細部を 1 µm(1 ミリの千分の1)未満まで写し取る。肉厚は均一性が劣り、縁や角で厚くなる

表面仕上げ

内側はマンドレルと同じくなめらかで、研磨したものなら鏡のよう。外側はつや消しで、輪郭もやや甘い

向いているロット数

1品ものから中量生産まで。1つのマンドレルで多くの複製をつくれる

金型・設備コスト

低から中程度:趣味用の槽なら数百ドル、産業用ラインでは通常数万ドル以上。浴の中で長い時間かかることが主なコスト

速度

遅い:通常は 1 時間あたり数十ミクロンなので、壁厚 1 mm には1日以上かかる

強みと限界

使われる場所

• 音楽とメディアレコードのスタンパー、CD や DVD のスタンパー
• 消費財電気シェーバーの網刃、細かいフィルターとふるい
• 印刷とエレクトロニクスインクジェットのノズルプレート、ロータリースクリーン印刷のスクリーン、マイクロ金型
• 宇宙と光学X 線望遠鏡のミラーの殻、反射鏡、導波管
• 航空宇宙薄肉のノズル、冷却ジャケット、ベローズ
• ジュエリーとアート軽くて中空の金・銀の作品、金属で覆った葉

見分け方

• シェーバーの網刃の小さな穴のように、驚くほどくっきりとシボを写し取った薄い金属部品。
• 継ぎ目のない、軽い中空の作品で、その内側が原型の形を映しています。
• 余分な金属が付くため、縁や角が平らな部分よりやや厚く、丸くなっている。
• 葉脈やひだがすべて見えたまま、金属になった葉や殻。

比較

動画を見る

What is Nickel electroforming?

Winovus · マンドレルの上でニッケルが育ち、分離されるまで

Vinyl Record Plating Process Explained

Well Made Music · レコードのマスターがニッケルのスタンパーになるまで

Electroforming

Guild's Garage · 小さな工房のセットアップ:導電塗料、浴、電源

Electroforming Leaves: Step By Step Process

Electroforming Artist · 本物の葉に塗装し、めっきして、銅に変える

実写真を見る

• Wikipedia: 電鋳 — 原理、マンドレル、用途。ほぼテキストで、写真は少なめ
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