【素材別】委託製造企業の選び方

サービスロボットの骨格や駆動部に必要となる金属素材は、その強度、耐久性、導電性から多岐にわたる用途で活用されます。用途に応じて、コストと機能のバランスが取れた素材を選定することが重要です。

主要な金属素材とその特徴

ステンレス鋼は高い耐腐食性と強度を両立し、外装や機構部品に適しています。アルミニウム合金は鉄と比較し軽量（約1/3）でありながら、強度が高く、軽量化が求められる箇所に多用されます。熱伝導性や加工性にも優れており、切削や押出成形が容易な点も特徴で、強度と軽量化のバランスが求められる場所で特に重宝されます。

チタン合金は比強度が高く、軽量かつ高剛性が求められる先端ロボット部品などに用いられます。熱伝導率が他の金属比較すると低いため、放熱が必要な箇所には向かない場合があります。銅は全金属中で最高クラスの優れた導電性・熱伝導性を持ち、配線や放熱部品に不可欠です。耐腐食性にも優れており、長期使用にも適しています。一方で、比重が高くコストも比較的高めなため、使用箇所は性能要求に応じて限定的に選定されることが一般的です。安価な金属が必要な場合には、鉄やアルミニウム。軽い金属なら、アルミニウムやマグネシウム、チタンを使うなど。どの金属を、どこにどれだけ使用するかを決めるには、何を優先事項とするのかを事前に検討しておく必要があります。以下のような検討事項は、あらかじめ社内で協議しておきましょう。

• 部品の強度や剛性の要件
• 使用環境の耐食性・耐熱性
• 軽量化の必要性
• 加工性やコストバランス

金属素材の入手性について

石油資源に限らず、日本はあらゆる鉱物資源を輸入に頼っています。そのため、世界的な鉱物価格の上昇に大きな影響を受ける可能性があります。近年の例では、カーボンニュートラルに向けたEV増加、再生可能エネルギーの導入のために銅の需要が増加しており、銅価格が上昇しています。素材特有の調達事情もあることから、素材選定には注意が必要となります。

原材料供給リスクと、要件を満たす材料選定のバランスをうまくとりましょう。

ゴム素材はその柔軟性、弾性、密閉性、防振性から、サービスロボットの足回り、パッキン、緩衝材、グリップなど、特定の機能部品に不可欠な素材です。

主要なゴム素材とその特徴

シリコーンゴムは耐熱性、耐寒性、耐候性に優れ、食品・医療分野や屋外で使用されるロボットのパッキンやケーブル被覆に適しています。

EPDMは耐候性、耐オゾン性に優れ、屋外用ロボットの防水・防塵シールやクッション材に利用されます。ニトリルゴムは耐油性、耐摩耗性が特徴で、駆動部のオイルシールやキャスターのタイヤに適しています。最適なゴム選定には、以下の要素を考慮しましょう。

• 求められる柔軟性や弾性
• 使用環境の温度や薬品の影響
• 耐摩耗性や耐久性
• 圧縮永久ひずみの要件

委託製造におけるゴム成形の注意点

ゴム部品の委託製造では、圧縮成形や射出成形が一般的です。金型設計の精度や、素材の配合技術が、部品の性能や耐久性を大きく左右します。特に、複雑な形状や高い精度が求められる場合は、実績豊富な委託先を選びましょう。

素材ごとの特性や加工の難易度を理解し、それに対応できる製造企業を選定することが重要です。軽量性・耐久性・コスト・加工性など、用途に応じて重視すべきポイントは異なります。将来的な拡張やバージョンアップも見据え、単なる製造委託にとどまらない“技術パートナー”として信頼できる企業を選びましょう。