プロジェクトの背景
サービスロボット市場が急速に成長する中、インタラクション体験が良く、適用できるシーンが広いという利点から、ヒューマノイドロボットが研究開発の注目株となっています。しかし、ヒューマノイドロボットの構造は非常に複雑で、頭部、胴体、四肢には多数の特殊な曲面や内部の配線用スロット、関節接続構造が存在します。そのため、従来の射出成形や機械加工の工程では、金型作成コストが高く、工期が長く、設計変更も困難といった問題があります。
顧客が次世代のヒューマノイドサービスロボットを開発する際、一体型の関節ケースや顔の形状を持つ構造を、従来の工程では低コストかつ迅速に製造することができません。少量生産のための金型作成費用も高額であり、設計を変更するたびに新たに金型を作成する必要があるため、製品の改良スピードが大幅に遅れ、市場の需要変化に迅速に対応することができません。

ソリューションとプロジェクトの成果
ヒューマノイドロボットの研究開発における課題に対し、当社は先進的な3Dプリント?アディティブマニュファクチャリング技術を活用し、ヒューマノイドロボットの構造部品を迅速に研究開発?量産するためのソリューションを提供します。
構造の統合最適化設計:ロボットの複雑な曲面や内部構造に対してトポロジー最適化を行い、複数の独立した部品を1つの統合された構造にまとめます。これによりネジや留め具、接続点が減少し、構造の安定性や外観の完全性が向上します。
多様な材料の適用:各部品の機能要件に応じて、高強度のエンジニアリングプラスチック、耐高温で靭性のある材料、高品質な表面処理が可能な材料をそれぞれ使用します。これにより、構造の強度、耐摩耗性、外観の質感が両立し、ロボットが長時間稼働できるようになります。
高精度な3Dプリントによる一体成型:産業用の光硬化型3Dプリント技術を用いて、複雑な曲面や内部の配線用スロット、隠し式の取り付け位置などを直接成形します。二次的な金型作成が不要で、表面の精度が高く、そのまま組み立て試験や外観展示に使用できます。
全工程にわたる後処理サービス:研磨、仕上げ、スプレー塗装、シルクスクリーン印刷など、一連の後処理サービスを提供し、ロボットの外殻の表面質感を統一し、商用製品としての外観基準を満たします。
迅速な反復改善メカニズム:「設計-プリント-組み立て試験-修正」という閉ループのプロセスを確立し、顧客が設計案を迅速に修正できるようにします。24~48時間以内に新しいサンプルを提供できます。

プロジェクトが実施された後、ヒューマノイドロボットの核心的な構造部品の組み立て数が大幅に減少し、全体の重量も大きく軽減されました。これにより、ロボットの持続走行能力や動作の柔軟性が効果的に向上しました。単輪型の試作サイクルは、従来の30日間から5日間未満に短縮され、顧客が第3世代の機種へのアップグレードを迅速に完了するのに役立ちました。少量生産時のコストも削減され、金型製作や設計変更にかかる費用が大幅に抑えられ、研究開発におけるリスクも著しく低下しました。製品の外観品質は商業化の基準を満たしており、ホテル、展示会場、行政施設など、さまざまな商用シーンでの利用が可能となりました。また、プロトタイプの検証から少量生産へのスムーズな移行が実現し、長期的な安定した供給関係が築かれました。