アルミ切削加工｜装置部品のアルミ加工を試作から量産まで

アルミ加工の中でも、旋盤やマシニングセンタで素材を削って部品を作るのがアルミ切削加工です。アルミは軽く、削りやすく、耐食性にも優れるため、半導体・液晶製造装置や食品機械、FA装置の部品に広く使われています。一方で、構成刃先や熱膨張、薄肉部の変形など、アルミならではの注意点もあります。このページでは、A5052・A6061・A7075などの材種の選び方と加工のポイント、エヌテックのアルミ切削加工をご紹介します。

アルミ切削加工とは

アルミ切削加工は、アルミニウム合金の丸棒や板材、押出材、鋳物などを、旋盤やマシニングセンタで削って所定の形状に仕上げる加工です。プレスや押出しでは作れない複雑な形状や、高い寸法精度が求められる部品に適しており、1個の試作から量産まで幅広く行われています。

アルミが機械部品に選ばれる理由

• 軽い：比重は約2.7で、鉄（約7.9）のおよそ3分の1です。可動部品や装置の軽量化に役立ちます。
• 削りやすい：切削抵抗が小さく、高い速度で加工できるため、加工時間を短くしやすい材料です。
• 錆びにくい：表面に薄い酸化皮膜ができるため、鉄に比べて腐食しにくい性質があります。
• 表面処理がしやすい：アルマイト処理により、耐食性や耐摩耗性、外観を向上させることができます。
• 熱や電気を伝えやすい：放熱部品や冷却プレートにも使われます。

アルミ合金の種類と選び方

アルミ合金は、添加元素によって4桁の番号で分類されます（JIS規格では先頭に「A」を付けて表記）。切削加工でよく使われる材種の特徴を紹介します。

A2017・A2024（ジュラルミン系）

アルミに銅を加えた2000系の合金で、A2017はジュラルミン、A2024は超ジュラルミンと呼ばれます。熱処理によって高い強度が得られ、切削性も良好です。一方、銅を含むため耐食性は低めで、アルマイト処理では色むらが出やすいとされています。強度が必要な機械部品や治具に使われます。

A5052・A5056

アルミにマグネシウムを加えた5000系の合金です。A5052は中程度の強度と優れた耐食性を持ち、板材として流通量も多いため、装置のプレートやカバー、ブラケットなどに幅広く使われています。A5056はマグネシウムを多く含み、A5052より強度が高い材種です。5000系はやや粘りがあり、条件によっては構成刃先が出やすいため、工具や条件の選定が仕上がりに影響します。

A6061・A6063

マグネシウムとケイ素を加えた6000系の合金です。A6061は熱処理（T6など）によって比較的高い強度が得られ、耐食性とのバランスがよいため、構造部品や機械部品に使われます。A6063は押出性に優れ、フレームや形材などの押出材によく使われる材種で、アルマイト処理の外観にも優れています。

A7075（超々ジュラルミン）

亜鉛とマグネシウムを主に加えた7000系の合金で、超々ジュラルミンとも呼ばれます。アルミ合金の中でも特に高い強度を持ち、軽さと強さが求められる部品や治具、航空機部品などに使われます。切削性は良好ですが、耐食性は5000系や6000系に比べて劣ります。

アルミ鋳物（AC・ADC）

アルミ鋳物には、砂型や金型で作るAC材（AC4C、AC7Aなど）と、ダイカストで作るADC材（ADC12など）があります。複雑な形状を鋳造で作り、取付面や穴などの必要な部分だけを切削で仕上げる「追加工」が一般的です。ケイ素を多く含む材種は工具が摩耗しやすく、内部の巣（空洞）が加工面に現れることもあるため注意が必要です。鋳物の追加工については鋳物・鍛造品の切削のページで詳しく紹介しています。

材種比較表

※評価は一般的な傾向を示す目安です。調質（熱処理の状態）によって特性は変わります。

アルミ切削加工の難しさ

構成刃先・溶着

アルミは柔らかく粘りがあるため、切削中に刃先へ材料が溶着し、「構成刃先」と呼ばれる付着物ができることがあります。構成刃先ができると、面粗さが悪化したり、寸法がばらついたりします。

熱膨張と寸法変化

アルミの線膨張係数は約23×10⁻⁶/℃が目安で、鉄の約2倍です。加工中の切削熱や室温の変化で寸法が変わりやすく、加工直後に測った寸法と、冷めてから測った寸法に差が出ることがあります。

薄肉部の変形・びびり

アルミは鉄に比べてヤング率（変形のしにくさ）が約3分の1と低く、薄肉部はクランプの締め付けや切削抵抗で変形しやすい材料です。薄いリブや壁を削るとびびりが出て、面が荒れることもあります。

バリ・キズ

柔らかいためバリが出やすく、加工後の取り扱いで打痕やすりキズも付きやすい材料です。外観部品や組立時の干渉を避けたい部品では、バリ取りと梱包にも配慮が必要です。

アルミ切削加工の精度を出すポイント

• 工具：すくい角が大きく切れ味のよい工具や、アルミ向けのコーティング・研磨仕上げの工具を使い、溶着を抑えます。
• 切削油剤：適切なクーラントを使い、冷却と潤滑で構成刃先と熱膨張を抑えます。
• 荒加工と仕上げ加工の分割：荒加工で取り代の大部分を削り、ひずみが出た状態から仕上げ加工で寸法を整えます。
• クランプ方法：締め付け力を必要最小限にし、薄肉部は変形しにくい保持方法を工夫します。
• 温度管理：加工後に温度が落ち着いてから測定することで、寸法を正しく判断できます。

アルミ部品の表面処理（アルマイト等）と寸法の考え方

アルミ部品には、アルマイト（陽極酸化処理）がよく施されます。アルマイトは表面に酸化皮膜を作る処理で、耐食性や耐摩耗性を高め、着色もできます。より厚く硬い皮膜を作る硬質アルマイトもあります。

アルマイト皮膜は、素材の内側と外側の両方に成長するため、一般に膜厚のおよそ半分が寸法の増加になるとされます。はめあい部や精密な穴径がある部品では、処理後の寸法を見込んで加工寸法を決めるか、処理を行わない部分をマスキングするなどの指示が必要です。また、材種によってアルマイトの仕上がりの色調が異なるため、外観を重視する場合は材種選定の段階で考慮しておくと安心です。

アルミ旋盤加工とマシニング加工

アルミ部品は、形状によって加工方法を使い分けます。シャフトやスリーブ、リングなどの丸物はアルミ旋盤加工で、プレートやブロック、ポケット形状を持つ角物はマシニングセンタで加工するのが一般的です。丸物に穴あけやフライス加工が加わる場合は、複合加工機を使うことで工程をまとめられます。長尺のアルミ部品については長尺旋盤加工のページもご覧ください。

エヌテックのアルミ切削加工

加工実績の過半がアルミ・ステンレス

エヌテックは非鉄金属を中心とした精密機械加工を行っており、加工する材質の約55%をアルミとステンレスが占めています。アルミ以外の材質についてはステンレス切削加工のページでもご紹介しています。設備は、NC旋盤10台超、複合加工機（INTEGREX）3台、マシニングセンタ（縦・横・5面加工、3D形状加工）などを保有し、0.005mmレベルの精密加工にも対応します（形状・材質によります）。

主な用途（半導体・液晶製造装置、食品機械など）

半導体・液晶製造装置の搬送部品や真空部品、食品充填・包装機械の部品、工作機械の部品など、装置メーカー向けの部品加工を行っています（→ 製品紹介）。

1個から数千個まで、表面処理の手配も一括

1個の試作から数千個の中量産まで対応し、多品種小ロットを得意としています。アルマイトなどの表面処理は協力会社と連携して手配し、材料調達から加工、表面処理、検査までを一括で管理します。加工後は20℃の恒温検査室で三次元測定機などを用いて測定し、専任検査員による出荷前検査を行います。ISO9001の認証も取得しています。

よくある質問

Q. A5052とA6061はどちらを選べばよいですか？

A. 耐食性や板材の入手しやすさを重視する場合はA5052、より高い強度が必要な構造部品にはA6061（T6など）が選ばれることが一般的です。用途や表面処理の有無をあわせてご検討ください。

Q. A7075の加工も依頼できますか？

A. はい、承ります。A7075は高強度で切削性も良好ですが、耐食性は5000系・6000系に劣るため、使用環境に応じて表面処理をご検討ください。

Q. アルマイト処理で寸法はどのくらい変わりますか？

A. 一般に膜厚のおよそ半分が寸法の増加になるとされます。はめあい部などは、処理後の寸法を見込んだ加工寸法やマスキングの指示をお願いします。

Q. アルミ鋳物の追加工にも対応していますか？

A. はい、アルミ鋳物の加工も行っています。素材の形状や加工範囲がわかる図面をお送りください。

Q. アルミ部品は何個から加工を依頼できますか？

A. 1個から承ります。試作から数千個程度の中量産まで対応しています。

お問い合わせ

アルミ切削加工のご相談は、エヌテックへお気軽にお問い合わせください。図面または現物写真に、材質・数量・希望納期を添えてお送りいただくと、スムーズにご回答できます。広島県福山市の本社工場と神奈川県相模原市の相模原工場で、関東のお客様にも対応しています。