大塚化学株式会社（本社：大阪市、代表取締役社長：土佐浩平、以下大塚化学）は、2025年6月17日付で阿南工業高等専門学校（所在地：徳島県阿南市、校長：大和田恭子、以下阿南高専）、同年7月1日付で新居浜工業高等専門学校（所在地：愛媛県新居浜市、校長：東海明宏、以下新居浜高専）、同年7月14日付で高知工業高等専門学校（所在地：高知県南国市、校長：江口忠臣、以下高知高専）と、ロボット製作における3Dプリンティング技術の応用に関する共同研究契約を締結し、大塚化学の資本業務提携先の株式会社グーテンベルク（本社：東京都、代表取締役：李丞株、以下グーテンベルク）とともに活動を続けてまいりました。
この度、その活動の節目となる「アイデア対決・全国高等専門学校ロボットコンテスト2025」の四国地区大会（2025年10月19日）、全国大会（2025年11月16日）を終え、成果の確認を行いました。今回は、高専3校が3DプリンタG-ZERO及びPOTICONフィラメントを使用する期間が、大会準備期間の中途からの短い期間となりました。そうした状況でも、各校は、それぞれ試行錯誤の上、思い思いの箇所に3DプリンタG-ZEROと、POTICONフィラメント NTL34M (半芳香族ポリアミドに20%のTISMO繊維を配合)を材料として使用した部品を作成し、大会に出場しました。
阿南高専の取り組み
G-ZEROでPOTICONフィラメントを用いて負荷がかかるギヤ、ブラケット等を作成し、壊れることなく競技を終えられました。ギヤは、アルミのギヤと噛み合わせますが、それも問題ありませんでした。摺動性も兼ね備えているのでスライドさせる部分にも役立ちました。金属部品をPOTICONに置き換えることで、大会の一週間前は33kgあったロボットが、制限重量の30kgに収まる29.7kgにすることができました。
阿南高専が作成したロボット内のギヤ
新居浜高専の取り組み
強度が求められる機械要素としてギヤやプーリーの製作に取り組みました。試作したギヤは、人が搭乗する条件での試験において破損が確認され、実使用環境における荷重条件の厳しさを改めて認識する結果となりました。一方、軽量化が求められるアーム部品については、POTICONを用いて製作することで、大幅な軽量化を実現しました。これにより、機構全体の重量低減と駆動系への負担軽減に寄与しています。
新居浜高専 G-ZEROで造形したPOCHICONギヤの取り出し
高知高専の取り組み
四国予選を突破し、全国大会に進出した同校は、モーターマウント、ハンドル、連結部品、センサ取付け部、ロック機構など、狭所対応や曲面形状に適した箇所で3Dプリントを活用しました。また、どこまで大きな造形物の作成が可能かの確認のためタイヤホイールを作成しました。
高知高専 ロボコン2025 全国大会の様子
今後の展開
各校から、より良い3Dプリンタを作るためのG-ZEROの使い勝手にかかる意見も得られました。また、グーテンベルク及び大塚化学から、今回の使用実績を踏まえた、G-ZERO及びPOTICONを使いこなすための情報提供をすることを提案しました。所々の部品に合わせた形状設計、造形方向や印刷パラメーター、物性を向上するためのプリント後の部材のアニール（熱処理によって内部の応力を除去し、組織を均一化・安定させる処理）などが情報提供の対象となります。
プリント部材として今回はPA（ポリアミド）樹脂をベースとしたPOTICONフィラメント NTL34Mのみを提供しましたが、今後は使用箇所、用途を踏まえて、スーパーエンプラ（高性能エンジニアリングプラスチック）であるPPS（ポリフェニレンサルファイド）やPEEK（ポリエーテルエーテルケトン）など他樹脂をベースとしたPOTICONフィラメントも提供することも考えております。
共同研究2年目となる2026年の大会においては、前回大会準備の経験を踏まえ、より適した箇所に適した形状と最適化された造形品を3Dプリンタ、フィラメントにより作成し、ロボットに組み込み、大会において好成績を収めることをいずれの高専も目指して頑張るとのことです。
本共同研究活動を通じて、大塚化学は、「KATACHI Business」という新たな挑戦を胸に、グーテンベルクとともに、製作過程に直面した課題、課題解決のために見出した手法、さらに大会競技の中で得られる新たな課題、実績を現製品の改良、新製品の開発のために活用し、切削と金型を中心とした従来製法に比して環境負荷が低い3Dプリンタによるものづくりの発展に貢献してまいります。
大塚化学は、これまで粉末状や液状等、部品になる前の「素材」を提供してきました。これからは、素材の力と自社のコア技術を活用し、これまでの事業範囲を超えて新たな挑戦を続けています。その一環として立ち上げられたのが「KATACHI Business」です。
単なる素材販売にとどまらず、素材を部品のような製品群としてKATACHIにすることで新たな価値を創造する。この新たな取り組みを「KATACHI Business」と呼んでいます。
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大塚化学株式会社 総務部
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