Das Technische Forschungszentrum Finnlands (VTT) hat in Zusammenarbeit mit der Aalto-Universität und finnischen Industriepartnern eine neue Technologie zur Formung von Karton entwickelt, um von Rolle zu Rolle Origami inspirierte Strukturen für Verpackungsmaterialien auf Faserbasis herzustellen.
Durch die Origami-Faltungen können völlig neue Eigenschaften von Karton erzielt werden. Das geringe Gewicht und die Langlebigkeit der Strukturen bieten eine optisch ansprechende Alternative zu schützenden Verpackungsmaterialien wie Kunststoff und expandiertem Polystyrol. Die Ästhetik des Materials hat bereits das Interesse von Designern geweckt.
(Bild: VTT)
Die Projekte FOLD und FOLD2, an denen 13 verschiedene Unternehmen, Organisationen und Universitäten in unterschiedlichen Phasen beteiligt sind, bilden den Grundstein für die Erneuerung und Erweiterung der Verwendung von Karton als Verpackungsmaterial. Das zweistufige Projekt begann mit der Entwicklung einer Maschine zum Falten von Origami-Karton, und in der nächsten Phase des Projekts sollen andere Materialien getestet werden. Das Ergebnis war ein durchschlagender Erfolg, der zu neuen Anwendungen von Karton zur Herstellung von flexiblem, haltbarem, vielseitigem und nachhaltigem Verpackungsmaterial geführt hat.
„Die Technologie von FOLD ist weltweit völlig einzigartig. Die Origami-Faltung verwandelt Karton in ein flexibles, schützendes und optisch ansprechendes Material, wie es bisher für die industrielle Produktion nicht verfügbar war. Die von uns entwickelte Technologie ist auch in der Lage, faltbare Materialien aus recycelten Waren herzustellen.“
Jarmo Kouko, Schöpfer des FOLD-Projekts und Leiter des Forschungsteams bei VTT.
Die ursprüngliche Inspiration für das Projekt erhielt Kouko, als er an einer Konferenz der Verpackungsindustrie über verschiedene Falttechniken teilnahm. Traditionell wird Origami in Handarbeit hergestellt, wobei die komplizierten und komplexen Faltungen oft mehrere Stunden in Anspruch nehmen. Dieser intensive Prozess wäre normalerweise eine Einschränkung für kommerzielle Verpackungen, aber Kouko war von der Idee des maschinellen Faltens inspiriert, das Materialien in schützende, leichte und visuell beeindruckende Formen verwandeln könnte.
(Bild: VTT)
Die Lösung ahmt den Prozess des Handfaltens mechanisch nach und bietet den Vorteil einer gleichbleibenden Präzision und Qualität, die von Hand nur schwer zu erreichen wäre. Da die Technologie auf eine Reihe handelsüblicher Kartonsorten angewendet werden kann, sind keine Änderungen an den verwendeten Materialien erforderlich. „Das japanische Miura-Origami-Muster, das wir gewählt haben, ist relativ einfach, so dass es sich potenziell für das Falten vieler anderer Materialien eignet. Wir haben die Möglichkeiten untersucht, Techniken und Modelle zu entwickeln, bei denen Filz oder Folien aus PET, die häufig für Kunststoffverpackungen verwendet werden, in die Miura-Form gebracht werden können. Wir haben auch einige Vorversuche für andere Materialien, wie z. B. Aluminiumfolie, durchgeführt“, so Kouko weiter.
Zusammenarbeit mit der Industrie für eine schnellere Markteinführung
Acht Industrieunternehmen waren an dem FOLD-Projekt beteiligt und haben sich sowohl an der Entwicklung als auch an der Finanzierung beteiligt. Die aktuelle Phase, bekannt als FOLD2, begann im März 2024 mit fortgesetzter Unterstützung durch ein Konsortium von Unternehmen. Das Ziel für die Zukunft ist es, die Anwendung der Technologie auf andere Materialien auszuweiten und Partner in ganz Europa für Pilotprojekte sowie globale Partner für die Kommerzialisierungsphase nach Abschluss von FOLD2 zu finden.
„Die Verpackungsindustrie ist sehr an FOLD interessiert, und die enge Zusammenarbeit mit verschiedenen Unternehmen ermöglicht es uns, schnell von der Innovationsphase zur praktischen Anwendung überzugehen. Wenn das Projekt wie geplant voranschreitet, könnte Origami-Karton innerhalb von drei bis fünf Jahren auf dem Markt sein.“
Jari Räsänen, F&E-Manager bei Stora Enso, einem der am Projekt beteiligten Unternehmen
Schönes Material inspiriert Designer
Neben seiner Vielseitigkeit und seinen umweltfreundlichen Eigenschaften inspiriert das FOLD-Material auch Designer. Demo-Verpackungen aus dem Origami-Karton wurden bereits bei den 2023 Design Weeks in Finnland und den Niederlanden vorgestellt, wo das Material auf Begeisterung stieß. Zum Beispiel bei Anwendungen für Luxusartikel, wie in der Kosmetikindustrie, ist die Ästhetik der Verpackung ein wichtiger Teil des Kundenerlebnisses. FOLD bietet den Verbrauchern ein hochwertiges Unboxing-Erlebnis, das im Vergleich zu traditionell verwendeten Lösungen wie Luftpolsterfolie und expandiertem Polystyrol auch umweltbewusster ist.
„Das Falten von Karton eröffnet uns völlig neue Möglichkeiten bei der Entwicklung von faserbasierten Verpackungen, zum Beispiel für die Lebensmittelindustrie. Mit unserem neuen japanischen Eigentümer sind Origami-Faltungen ein besonders interessantes Thema.“
Annika Sundell, Walki Group
(Bild: VTT)
„Dieses Projekt ist ein gutes Beispiel für die Kraft der multidisziplinären Zusammenarbeit. Die Lösung von Problemen im Zusammenhang mit dem Falten erfordert nicht nur ein Verständnis der idealen geometrischen Strukturen der Mathematik, sondern auch Kenntnisse über Materialien und Modellierung durch Design und Ingenieurwissenschaften. Das unvoreingenommene handgefertigte Prototyping hat neben praktischen Anwendungen auch zahlreiche neue Forschungsfragen hervorgebracht. Neben Verpackungslösungen eignen sich die Projektergebnisse beispielsweise auch für abrasive Produkte und Innenraumstrukturen“, resümiert Kirsi Peltonen, Mathematikdozentin an der Aalto-Universität mit Spezialisierung auf Origami.
Am FOLD-Projekt waren neben dem VTT und der Aalto-Universität auch Anpap, Business Finland, Elomatic, Lumene, Metsä Board, Mirka, Orfer, Soften und Stora Enso beteiligt. An dem FOLD2-Projekt sind VTT, Aalto-Universität, Anpap, Business Finland, Marja-Suomen Taimituotanto, Mirka, Soften, Stora Enso und Walki beteiligt.
Quelle: VTT
