いろいろある表面処理の種類と方法

材料の加工方法のひとつに表面処理があります。切削加工や射出成形などと異なり、材料の形そのものを変えるわけではありませんが、とても大切な役割をもった加工です。今回は表面処理について、種類や方法などもあわせて紹介します。

表面処理とは

表面処理とは、文字の通り材料の「表面」に施す加工です。例えば塗装やメッキで金属板を錆びないようにしたり、樹脂材料や金属材料などを塗装し、腐食を防ぎつつ見た目を良くしたりします。
表面処理は、材料の表面に他のものを追加する付加加工と、材料の表面を少しだけ取り除く除去加工などがあります。

材料の表面に他のものを付け加える加工

付加加工を行う表面処理には次のようなものが挙げられます。

塗装
材料の表面に塗料を塗る加工です。塗料による被膜で材料を覆うことで、材料の腐食（錆）を防ぎます。また塗料にはさまざまな色があるため、見た目（加飾性）を向上させることもできます。金属材料にも、樹脂材料にも加工可能で、例えば家電製品につけるメーカーロゴのような印刷も塗装の一種として扱われます。自動車のボディや屋外の看板、家電製品の筐体など、さまざまな場所で使われています。
塗装の方法はさまざまで、スプレーで塗装を吹き付ける方法や、塗料を溶かした電解溶液を用いた電着塗装などがあります。
めっき
材料の表面に薄い金属の膜をつける方法です。従来は金属のみに行うものでしたが、技術の開発により樹脂にもメッキを行えるようになりました。錆や腐食を防ぎ、見た目をよくするために行われます。金めっきに代表されるように、単価が高く見た目の美しい金属を表面だけに使用する方法としても広く知られています。一方でグレーチングやネジなど、一見するとただの鉄のように見える製品の多くには、実は亜鉛めっきなどが施されています。めっきの方法には、溶けた金属の中に材料を漬け込む溶融めっきや、材料の表面にイオン金属を析出させる化学めっき、電気めっきなどがあります。

材料の表面を少しだけ取り除く加工

除去加工による表面処理には次のようなものがあります。

研磨
材料の表面を磨く方法です。ブラシや砥石などで表面を薄く削る方法だけでなく、薬品で表面を少しだけ溶かす化学研磨や、電解溶液の中で表面を電気分解させる電気研磨などがあります。材料表面に付着した酸化物などの不純物、異物を除去したり、表面の微細な凹凸を少なくしたりするのが目的です。材料の表面をなめらかな状態にし、見た目がよくなったり、他部品との滑りがよくなったりします。金属部品でも鏡のようになめらかな部品などを作る際に行われています。
清浄
材料の表面に他の物質をぶつける方法です。水や洗剤などで洗う洗浄も清浄の一種です。研磨剤などと一緒に撹拌するバレル加工や、金属や砥石の粒を吹き付けるブラスト加工、ホーニング加工などがあります。材料表面の異物や、酸化物などの不純物を除去する目的で行われます。加工後のバリの除去としてバレルやブラスト加工が行われるケースも少なくありません。また切削などの機械加工を施された部品は、クーラントや潤滑油などが付着していることも多いため、洗浄が行われるケースも多く見られます。また金属部品でも、表面が「梨地」と呼ばれる細かな凹凸形状になっているものの中には、ブラスト加工が行われているものもあります。