移動ロボットの外装部を3Dプリンターで製作！
開発品の動きや完成形イメージの確認がスムーズになり、
省コスト・短納期で開発を実現。

明治大学（理工学部機械工学科ロボット工学研究室）様の「次世代ロボット中核技術開発プロジェクトにおける新規開発」に参画させていただくことになり、移動ロボットを約１年で設計・製造をすることになりました。開発を進める中で、明治大学様と認識を合わせるために試作品を作る必要がありましたが、移動ロボットの外装部は曲面が多く、また大型の薄肉パネルのため、切削で製作した場合は複数パーツを貼り合わせて作る必要があります。その場合、構造的に弱い部分が出てきてしまうので、納期と安全性の観点から切削よりも3Dプリンターで製作することにしました。しかし今回は800㎜を超える大型の造形が必要であったため、自社で保有している3Dプリンターでは造形できないという課題がありました。

10年前に3Dプリンターを購入し、試作品や社内の治具等の製作のために現在は2台保有しています。動きや完成形のイメージは3D CADで説明するよりも、試作品を手に取って触っていただいた方がお客様のイメージがつきやすく、認識のずれも減らすこともできます。また開発スピードも1～2か月かかっていたものが約2週間と大きく短縮できたこともありました。
今回のプロジェクトでも関係者とイメージ共有をするために試作品を作ることになりましたが、移動ロボットの機構の設計が完了した後に外装パネルを作っていくスケジュールで進めていましたので、3Ｄプリンターで作るパーツについては、短納期での製作が必要でした。例えばロボットの車輪部の場合、車輪の位置やつけ方が決まった後で外装を被せていきます。そのため外装部については最終段階で製作を依頼しないとならず、また他にも多くのパーツの試作もありましたのでタイトなスケジュールで進めていました。大型サイズ、多くのパーツを製作することから、外部の3Dプリンターで造形を行ってもらえる業者3社に見積り依頼し、費用・納期の面から「リコー3Dプリンター出力サービス」への依頼を決めました。見積依頼後すぐに担当技術者と相談でき、最適な造形方式や造形材料の提案や、納期に間に合わせるために1回の造形でどのように配置して複数パーツを造形するのがよいのかを考慮して造形してもらいました。このような点はやはり造形のテクニックになるので技術者に相談できてよかったです。また一番良かったのは、後処理まで対応してもらえたことです。外装パネルのため、表面研磨・塗装を社内で対応しようと思っており憂鬱だったのですが、リコーさんに対応してもらえて非常に助かりました。

マシニングセンタ等の装置も保有していますが、3Dプリンターを活⽤することで試作品をすぐに作りお客様と動きや完成形のイメージのすり合わせができ、認識の違いを少なくすることで打合せ回数が減り、開発の納期短縮ができているのでとても役⽴っています。その他のメリットとして3Dプリンターは、3D　CADで設計したデータをそのまま形にできるため、思い通りの形状で設計ができ、製作が楽になるというメリットもあります。また複数パーツを組み合わせることなく⼀体造形が可能になるというメリットもありました。従来はいくつかの部品を組み合わせて動く構造物や、複雑な形状の⽴体物の場合は複数の部品の組み合わせ、貼り合わせを⾏っていました。しかし3Dプリンターで⼀体造形で製作することにより、組み⽴て・貼り合わせの作業が不要になり、コスト削減や納期短縮ができています。さらに今回の移動ロボットの⾞輪部カバーの場合、特に外装パネルを貼り合わせると歪みが⽣じて途中で割れてしまう懸念がありましたが、⼀体造形で製作したことにより、スムーズなロボット⾛⾏を⽀える剛性を持たせた外装パネルができました。