軽量化を狙ってアルミを検討したら、今度は「剛性は足りる？」「加工したら反る？」「表面処理後にキズが目立つ？」という壁に当たる——これは試作・小ロットでも量産でも、よくある流れです。アルミは“扱いやすい金属”と言われる一方で、材質の選び方と加工の進め方を間違えると、反り・ねじれ・外観不良が出やすい材料でもあります。ここではまず、機械設計・生産技術・品質の各立場で判断しやすいように、アルミの基本と特徴を噛み砕いて整理します。

アルミニウム（アルミ）とは

アルミニウムは元素記号Alの金属で、地金としては軽く、表面に自然な酸化皮膜（薄い保護膜）ができやすいのが特徴です。ただし、工業製品で「アルミ」と呼んでいる材料の多くは、純アルミではなくアルミ合金です。合金とは、アルミにマグネシウム（Mg）やシリコン（Si）などの元素を加えて、強度・加工性・耐食性などを用途に合わせて調整したもの。つまり「アルミ＝全部同じ」ではありません。

純アルミとアルミ合金の違い

• 純アルミ（1000系が代表）：耐食性や熱・電気の流れやすさが強み。強度は高くないため、構造部品には不向きなことが多い
• アルミ合金（2000/5000/6000/7000系など）：強度・剛性設計・切削性などを実用域まで引き上げた材料群。用途の中心はこちら

「強度が欲しいから高強度材を選ぶ」だけだと、加工の反りや外観の問題が後から出ます。設計・加工・表面処理まで見通した上で、ちょうど良い合金を選ぶのがコツです。

材料記号（A5052など）の読み方

アルミ合金はJISなどで「A5052」のように表記されます。大まかな見方は次の通りです。

• 先頭の数字の“系統”で、性質の方向性が分かる（例：5000系＝耐食性と加工性のバランス、6000系＝強度と加工性のバランス、7000系＝高強度）
• 同じ系統でも、末尾の番号が違うと成分や特性が異なる（＝同じノリで置き換えると失敗しやすい）

質別記号（O/H/T6）が意味すること

同じ合金でも、熱処理や加工履歴で性質が変わります。これを質別と呼び、O、H、T6などで示します。

• O（焼なまし）：やわらかく、曲げ加工などに向く。切削後の反りは条件次第で出る
• H（加工硬化）：圧延などで硬さを上げた状態。板材でよく見る
• T（熱処理材）：熱処理で強度を上げた状態。T6は代表的で、強度は上がるが、加工の熱や取り代、固定の影響が結果に出やすい

図面で材質を指定するときは「A6061」だけでなく「A6061-T6」のように、質別まで合わせて初めて“同じ材料”になります。

アルミの特徴を“設計に効く言葉”で整理

アルミは「軽いから良い」だけでは語れません。設計で効くポイントと、製造で起きやすい注意点をセットで押さえます。

観点	アルミの傾向	ありがちな落とし穴／対策の方向性
軽さ	鉄系より大幅に軽い	肉厚アップで剛性を稼いでも重量増が小さく済む
強度	合金と質別で幅が大きい	“高強度＝万能”ではない。歪み・外観も含めて選ぶ
剛性（たわみ）	鉄系より低い	同じ厚みならたわみやすい。断面形状で補う
熱	熱が伝わりやすく、膨張もしやすい	加工熱で寸法が動く。工程内の温度管理が重要
腐食	酸化皮膜で守られやすい	異種金属接触で電食が起こることがある（絶縁・表面処理で回避）
加工	切削しやすい系統が多い	溶着・むしれ・バリが出やすい。工具・条件・切りくず排出が鍵

「軽量化と剛性」を両立する考え方

剛性は材料だけでなく形状で大きく変わります。たとえば曲げに対する“たわみにくさ”は、材料の弾性率（硬さの指標）と断面形状（厚み・高さ・リブなど）の掛け算で決まります。ここで覚えておくと便利なのが、厚みを少し増やすだけで剛性が大きく上がるという点です。板や梁は、厚み方向の効きが強く、同じ材料でも形状最適化で体感が変わります。

• 例：板厚を増やしても、アルミなら重量増が小さく、剛性を確保しやすい
• 例：同じ重量なら、単なる平板よりも、曲げ加工・リブ・箱形状の方が剛性を出しやすい
• 例：肉抜きする場合でも、外周の“枠”を残す、リブをつなぐなどで、たわみと歪みを抑えやすい

設計段階で「材質を上げる」か「形状で稼ぐ」かを整理すると、後工程（加工・表面処理）での手戻りが減ります。

板材・押出材・鋳物で“反りやすさ”が変わる

同じ合金名でも、材料の形（供給形態）で加工後の安定性は変わります。理由は、材料の中に見えない内部応力（残留応力）が入りやすいからです。内部応力が大きい材料を削っていくと、バランスが崩れて反り・ねじれが出やすくなります。

• 板材（圧延材）：薄板は扱いやすい一方、厚板は取り代や工程次第で動くことがある
• 押出材：長尺形状に強い。断面が非対称だと加工後にねじれやすいケースも
• 鋳物・鋳造プレート：応力が比較的少ないタイプがあり、寸法安定性を優先したい治具・ベースに向くことがある（ただし材質選定と品質確認が前提）

試作では「まず1個を早く」になりがちですが、反りが致命傷になりそうな形状ほど、材料手配の段階で“安定性寄りの選択肢があるか”を確認しておくと後が楽になります。

用途から逆算すると材質選定が早い

目的・部品イメージ	向きやすい系統	ねらい
筐体・カバー・板金代替	5000系	耐食性と成形・加工のバランス
フレーム・治具・構造部品	6000系	強度と加工性のバランス（汎用性）
軽量化を最優先する高強度部品	7000系	強度重視。ただし歪み・外観・割れに注意

発注・図面で迷いやすい「最初の確認ポイント」

アルミ案件で手戻りが起きやすいのは、材料名だけ決めて走り出し、後から「思っていた質感と違う」「歪みが止まらない」「処理後に寸法が入らない」と発覚するパターンです。最低限、次の情報をそろえると判断が早くなります。

• 合金＋質別：A5052なのか、A6061-T6なのか（同じ“アルミ”でも別物）
• 材料の形：板材／押出材／丸棒など。長尺や薄肉は特に影響が出やすい
• 仕上がり要求：外観面か、機能面か。アルマイト等の表面処理有無と色
• 公差の優先順位：平面度・直角度・位置度など、どこが最重要か
• 検査とキズの見方：見る距離・照明・方向をそろえる（品質のブレ防止）

代表的なアルミ合金の種類と選び方

アルミは「軽い金属」ではなく、「目的に合わせて性格が変わる材料群」です。迷ったら、まずは用途と外観要求から候補を絞り、最後に歪みリスクとコストで調整すると失敗しにくくなります。ここでは現場で登場頻度の高い A5052 / A6061 / A7075 を軸に整理します。

よく使う代表材のざっくり理解

• A5052（5000系）：耐食性が高く、板材・カバー・筐体で定番。アルマイトとも相性が良い。一方で“超高強度”ではないため、構造部品は形状で剛性を稼ぐのが基本。
• A6061（6000系）：強度と加工性のバランスが良く、治具・フレームなどで汎用性が高い。T6など熱処理材は強いが、薄肉形状では歪みの出方に注意。
• A7075（7000系）：高強度が売り。軽量化しつつ強度を取りたいときの最終候補になりやすいが、コスト・耐食性・加工後の安定性（歪み）まで含めて設計側の覚悟が必要。
• A2017/A2024（2000系）：いわゆるジュラルミン系。切削性が良い材もあり、機械部品で使われる。耐食性や表面処理条件は用途と環境で要確認。

材料（代表例）	強度の目安	耐食性	切削のしやすさ	アルマイト外観	向く用途	注意点
A5052	中	高	良	比較的安定	筐体、板物、カバー	構造は形状で剛性確保
A6061（T6など）	中〜高	中	良	条件次第	治具、フレーム、機構部品	薄肉は歪み・寸法変動に注意
A7075（T6など）	高	低〜中	良	色ムラが出ることも	高強度部品、軽量化	コスト、電食、歪み、割れ対策
A2017/A2024	中〜高	低〜中	良	条件次第	機械部品、治具	腐食環境・処理条件の確認

※「強度の目安」は“同じ厚みで比較したときの傾向”です。最終的には形状・公差・表面処理まで含めて判断します。

迷ったときの選び方 設計・加工・品質の優先順位

材質選定で混乱しやすいのは、「強度」「加工」「外観」が別方向に効くからです。おすすめは、次の順で“落とせない条件”を決めることです。

1. 使用環境：屋外、湿気、薬品、異種金属接触の有無（耐食性・電食）
2. 外観要求：アルマイト色、見える面の範囲、キズ許容
3. 機能（剛性/強度）：たわみ量、締結力、薄肉可否
4. 加工性：歪みリスク、工具/工程、納期
5. コスト/調達性：入手しやすい材で回すのか、特注も許容するのか

この順で整理すると、「まずはA6061で組んで、外観面が厳しければA5052寄り」「どうしても強度が足りないならA7075を検討」といった意思決定がスムーズになります。

切削加工で起きやすいトラブル

アルミは切削自体は進みやすい一方で、外観と寸法に“クセ”が出ます。特に試作では、加工者が良かれと思って条件を詰めすぎて、別の不具合を呼ぶこともあります。

バリ・むしれ・溶着

アルミは柔らかい系統ほど、切りくずが刃先に付着して面が荒れたり、端面にバリが出たりします。対策の方向性はシンプルで、「刃先を鋭く保つ」「切りくずを詰まらせない」「発熱を抑える」の3つです。

ビビリ

薄肉・長尺・片持ち固定は、材料が先に振動して面粗さが崩れます。工具を太く短くする、固定点を増やす、切込みを分けるなど、“剛性を上げる”発想が効きます。

歪み 反り・ねじれ

歪みだけは、加工条件だけでなく「材料の中身（残留応力）」と「工程の組み方」が支配的です。加工中は合っていたのに、外した瞬間に動く——このタイプは、原因が固定や工程側にあることが多いです。

症状	典型原因	対策の方向性（まずやる順）
バリが残る	刃先の摩耗、送り不足、逃げ不足	刃物交換→送り見直し→面取り量の明確化
むしれ・面が白っぽい	溶着、切りくず詰まり	刃形（アルミ用）→排出改善→冷却・潤滑
ビビリ	ワーク/工具の剛性不足	固定強化→工具短く→切込み分割
反り・ねじれ	残留応力、片側だけ削る、締め付け変形	工程見直し→固定方法→取り代/順序

なぜ歪むのか 3つの主因と歪みやすい形状

1）残留応力が削るほどに解放される

板材や押出材は、製造過程で内部に応力が残っている場合があります。そこに大きな肉抜きや片側加工をすると、バランスが崩れて反りやねじれが出ます。材料のせいに見えますが、実際は「削り方が応力を呼び起こす」ケースも多いです。

2）加工熱で寸法が動く そして冷えて戻る

アルミは熱を伝えやすく、温度が上がると膨張します。加工直後に測ると合っているのに冷えたらズレる／逆に、冷えた状態で仕上げたつもりが加工中に伸びている、ということが起きます。

3）固定が歪みを作る 外した瞬間に出る

薄肉を強く締める、点で押さえる、片側だけ押さえる——こうした固定は、加工中にワークを“別形状”に変形させます。加工中は正しく削れても、外した瞬間に戻って歪みになります。

歪みが出やすい形状の典型

• 深いポケット加工で、底面が薄く残る
• コの字・L字など、断面が非対称で片側だけ細い
• 長尺で支持点が少ない（レール形状、細いバー）
• ネジ穴やザグリが片側に偏っている（肉厚が偏る）
• 仕上げ面が広く、薄い“お盆形状”になっている
  設計段階で「どこが薄いか」「左右の肉が釣り合っているか」を見直すだけで、歪みはかなり減らせます。

歪み対策 材料・工程・固定・条件をセットで組む

材料選定でできること

• 歪みが厳しい形状は、最初から“安定性寄り”の材料・供給形態を検討する
• 厚板からの削り出しは、取り代が大きいほど動きやすい。必要なら余肉を見込む
• 質別（T6など）を指定する場合は、仕上げ代と工程をセットで考える

工程設計 生産技術が整理したい要点

• 荒取り→時間を置く→仕上げ：粗加工で応力を出し、落ち着かせてから仕上げる（“一晩寝かせる”運用も有効）
• 両面を均等に削る：片側だけ一気に削ると曲がりやすい
• 仕上げ代を残す：最後の一発で大きく削らない（熱・締め付けの影響が増える）
• 基準面の作り方を決める：最初に基準を作り、以降はその基準で工程を組む

固定・治具の考え方 歪みを生まない押さえ方

• 面で支える（当て板、ソフトジョー）／点で押さえない
• 薄板は“押さえ過ぎない”。必要なら真空チャック等も検討する
• 長尺は途中支持を入れる（支え無しで削ると必ず逃げる）
• 仕上げ工程は締め付けを弱め、加工中の変形を最小にする

加工条件・工具選定 溶着と発熱を抑える

• アルミ用の刃形（切れ味重視・切りくず排出重視）を使う
• 溝加工は刃数を増やしすぎない（詰まりやすい）。仕上げは刃数で面を作る
• 送りが遅すぎると擦って熱が出る。回転数だけ上げるのは逆効果になることがある
• クーラントやミストは、排出と温度の安定に効く。外観優先なら運用ルールも決める

外観と表面処理の注意点 アルマイト前提で失敗を減らす

品質側の悩みは「加工は合っているのに、処理後にキズが目立つ」「色ムラが出る」「打痕が増える」です。アルマイト（陽極酸化）は“塗る”のではなく、表面に皮膜を“作る”処理なので、加工面の状態や取り扱いが、そのまま結果に出ると考えると分かりやすいです。

アルマイトで目立ちやすいもの

• 細い工具目（送り目）や段差：光の反射で筋に見える
• 角のダレ・バリ残り：処理後に輪郭がぼやける／手触りが悪い
• こすれキズ・指紋・油分：脱脂で落ち切らないとムラや白濁の原因になる
• 異なる合金の混在：同じ色指定でも色味が揃いにくい（材質統一が基本）
• 溶接や異材の接合：周辺だけ色が変わることがある（外観面は避ける設計が無難）

処理前の加工でやっておきたいこと

• 外観面は、工具目の方向をそろえる（見え方の安定）
• 角は「面取りC0.2以上」など最低値を決める（バリと打痕を減らす）
• 重要面は、加工後すぐに保護（フィルム・当て板・個別包装）まで運用で決める
• 取り扱いで当たりやすい面（治具当たり、搬送中に接触する面）を設計段階で決める

寸法への影響 処理前後の“基準”を明記する

アルマイトは皮膜厚が数μm〜数十μmでも、嵌合部やねじ、摺動部では影響が出ます。さらに前処理（脱脂・エッチング）で角がわずかに丸くなることもあり、外観と寸法の両方に効きます。迷ったら次のいずれかを採用すると整理しやすいです。

部位	すすめ方	理由
嵌合・軸穴	マスキング／処理後に仕上げ加工	皮膜で寸法が変わるため
ねじ	皮膜厚の影響を見込む／タップさらい	かじり・入りにくさを防ぐ
外観面	全面処理＋傷防止運用	ムラよりもキズがクレームになりやすい

キズ基準 外観基準の決め方

キズ基準で揉める原因は「見る条件が人によって違う」ことです。まず判定条件を固定し、次に“面のランク”を決めると運用できます。

ルール	具体例	狙い
観察条件を固定	距離30cm、照度1000lx程度、角度45°、素手で触らない	判定ブレを減らす
面ランクを設定	A面：外観最重要／B面：目立たない面／C面：機能優先	合否判断を早くする
見本を用意	OK/NGサンプル（マスター）を保管	言葉のズレをなくす

ポイントは「A面は厳しく、C面は実用的に」です。全部をA面にするとコストも納期も跳ねやすく、逆に基準が守れなくなります。

図面指示に落とすポイント

設計・生産技術・品質で合意した内容は、図面に残して初めて再現できます。迷いやすい項目は“文章で補う”のが有効です。

項目	記載例	注意点
材質と質別	A6061-T6 など	材質だけでは別物になる
外観面の指定	A面指示、方向性（ヘアライン方向）	目立つ面を先に共有
面取り	C0.2以上、R0.2以上 など	バリ・打痕・手触り対策
表面処理	アルマイト、色、膜厚、マスキング範囲	寸法影響・色味を事前に詰める
寸法の基準	処理後寸法／処理前寸法のどちらか明記	ここが曖昧だと手戻りになる

試作で手戻りを減らす 伝えるべき情報チェックリスト

短納期の試作ほど「どこが大事か」を最初に共有した方が、結果的に早くなります。

伝えること	例	期待できる効果
最重要機能	平面度が最優先、嵌合が最優先	工程設計が決まる
外観の優先度	A面は上面のみ、側面はB面	キズ対策の過不足が減る
表面処理の有無	黒アルマイト予定、膜厚指定あり	寸法・色ムラの手戻り防止
使用環境	屋外、塩害あり、異種金属接触あり	材質と処理の選定が早い

よくある質問

アルミは錆びないの？

表面が酸化して保護膜ができるため鉄のようには赤錆びしません。ただし湿気や塩分、異種金属との接触条件では腐食（電食）が起こることがあります。使用環境が厳しい場合は、絶縁・表面処理・材質選定をセットで検討します。

歪みが止まらないとき、最初に疑うべきは？

まず「固定の仕方」と「片側だけ削っていないか」です。材料変更よりも先に、荒取り→落ち着かせ→仕上げ、両面バランス加工、締め付けの見直しで改善するケースが多いです。

アルマイトの色ムラを減らすコツは？

同一ロット・同一材質にそろえるのが基本です。外観を揃えたい場合は、材質の混在を避け、外観面の仕上げ方向（工具目）や前処理条件を揃える運用が効きます。

まとめ

アルミは「軽い・加工しやすい」反面、材質の選び方と加工の進め方を間違えると、試作段階でも量産段階でも 反り／ねじれ／外観不良が出やすい材料です。成功の鍵は、アルミを“金属名”としてではなく、「合金＋質別＋素材形態＋表面処理」までセットで設計・手配することにあります。

• アルミ＝全部同じではない
  図面・発注では「A6061」ではなく A6061-T6のように、合金＋質別までそろえて初めて同一条件になります（ここが曖昧だと、強度・歪み・外観がズレます）。
• 軽量化と剛性は“材質だけ”で決まらない
  アルミは鉄よりたわみやすい前提で、厚み・リブ・箱形状・枠残しなど断面設計で剛性を稼ぐと、材料グレードを上げるより手戻りが減るケースが多いです。
• 切削の歪みは「残留応力×加工熱×固定」が主因
  反り対策は、材料変更の前にまず
  荒取り→落ち着かせ→仕上げ／両面バランス加工／面で支える固定
  など、工程と治具（支え方）をセットで組むのが近道です。
• 外観と表面処理（アルマイト等）は“加工面がそのまま出る”
  工具目・微細キズ・油分・当たり痕は処理後に目立ちやすく、さらに膜厚や前処理で寸法も動きます。
  A面指定／キズ基準（見る距離・照明）／面取り最低値／処理前後寸法の基準を決めて図面に残すと、品質ブレが一気に減ります。

株式会社アリスでは、アルミ部品について 材質選定（合金・質別）→切削試作→歪み対策（工程・固定の最適化）→表面処理前提の外観づくり→検査・成績書まで、試作〜小ロットで“手戻りが出やすいポイント”を先回りして進める支援が可能です。
「加工後に反る」「アルマイト後に寸法が入らない」「キズ基準が定まらず揉める」といった状況でも、まずは現象ベースでご相談ください。

ご相談・お見積りを早く具体化するため、最初に以下だけ共有いただけるとスムーズです。

• 材質：合金＋質別（例：A5052 / A6061-T6 等）・素材形態（板/押出/丸棒）
• 最重要項目：平面度・直角度・位置度など「どこが一番効くか」
• 外観：A面範囲、キズ許容の考え方、工具目方向の希望
• 表面処理：有無、色、膜厚、マスキング範囲、処理前/処理後どちら基準か
• 数量・納期・用途環境（屋外、異種金属接触、薬品など）

軽量化はできたが、反りと外観で止まっている段階ほど、設計・加工・処理をまとめて整える価値があります。