Finlands tekniska forskningscenter VTT har i samarbete med Aalto-universitetet och finska industripartner utvecklat en ny teknik för att forma kartong i en unik kontinuerlig process för att skapa origami-inspirerade strukturer för fiberbaserade förpackningsmaterial. Origamivecken har kapacitet att ge helt nya egenskaper från kartong. Strukturernas låga vikt och hållbarhet ger ett utmärkt och visuellt tilltalande alternativ till skyddande förpackningsmaterial som plast och expanderad polystyren. Materialets estetik har också väckt intresse från designers.
Projekten FOLD och FOLD2 involverar 13 olika företag, organisationer och universitet i olika skeden och är nyckelstenar i en strävan att förnya och utöka hur kartong används som förpackningsmaterial. Det tvåfasiga projektet började med att designa en maskin för att vika origami-kartongen, med nästa fas av projektet att börja testa andra material. Resultatet har varit en stor framgång, vilket har lett till nya tillämpningar av kartong för att tillverka förpackningsmaterial som är flexibelt, hållbart, mångsidigt och hållbart.
– FOLDS teknologi är helt unik i världen. Origamivikning förvandlar kartong till ett flexibelt, skyddande och visuellt tilltalande material som inte liknar något som tidigare varit tillgängligt för produktion i hela branschen. Tekniken vi har utvecklat har också kapacitet att producera vikbara material från återvunna varor, konstaterar Jarmo Kouko, skapare av FOLD-projektet och forskningsteamledare på VTT.
Kouko hämtade ursprungligen inspiration till projektet när han deltog i en förpackningsindustrikonferens om olika vikningstekniker. Traditionellt är origami handgjord, med sina invecklade och komplexa veck som ofta tar flera timmar att konstruera för hand. Denna intensiva process skulle vanligtvis vara en begränsning för kommersiella förpackningar, men Kouko inspirerades av idén om mekanisk vikning som kunde förfina material till skyddande, lätta och visuellt slående former.
Lösningen replikerar mekaniskt handvikningsprocessen, vilket ger fördelen med konsekvent precision och kvalitet som skulle vara svår att uppnå för hand. Eftersom tekniken kan tillämpas på en rad kommersiellt tillgängliga kartongkvaliteter, kräver den inga förändringar i de material som används.
– Det japanska Miura origamimönstret vi har valt är relativt enkelt, vilket gör det potentiellt lämpligt för att vika många andra material. Vi har undersökt möjligheterna att utveckla tekniker och modeller där filt eller film gjord av PET, flitigt använd i plastförpackningar, skulle kunna formas i Miura-formen Vi har även utfört en del preliminära tester för andra material, som aluminiumfolie, fortsätter Kouko.
Branschsamarbete för snabbare kommersialisering
Åtta industriföretag var involverade i FOLD-projektet och deltog i både utvecklingen och finansieringen. Den nuvarande fasen, känd som FOLD2, började i mars 2024 med fortsatt stöd från ett konsortium av företag. Målet för framtiden är att utöka teknikens tillämpliga användning till andra material och hitta partners över hela Europa för pilotprojekt, såväl som globala partners för kommersialiseringsfasen efter FOLD2:s slutförande.
– Förpackningsindustrin är mycket intresserad av FOLD och nära samarbete med olika företag gör det möjligt för oss att snabbt gå från innovationsfasen till praktisk tillämpning. Vi skulle kunna se origamikartong på marknaden inom tre till fem år om projektet fortskrider som planerat, konstaterar Jari Räsänen, FoU-chef på Stora Enso, ett av företagen som är involverade i projektet.
Vackra material inspirerar designers
Förutom dess mångsidighet och miljövänliga egenskaper inspirerar FOLD-materialet även designers. Demopaket gjorda av origami-kartong har redan visats upp vid 2023 Design Weeks i Finland och Nederländerna, där materialet möttes med entusiasm.
Till exempel i applikationer för lyxartiklar, som i kosmetikaindustrin, är förpackningens estetik en viktig del av kundupplevelsen. FOLD erbjuder konsumenter en mer förstklassig unboxningsupplevelse som också är mer miljömedveten jämfört med traditionellt använda lösningar som bubbelplast och expanderad polystyren.
– Tack vare sitt intressanta visuella utseende och förnybara material fungerar origami bra i konsumentprodukter, säger Essi Arola från det nordiska hudvårds- och kosmetikaföretaget Lumene.
– Den här tekniken öppnar helt nya möjligheter för oss när vi utvecklar fiberbaserade förpackningar till exempelvis livsmedelsindustrin. Hos vår nya japanska ägare är origamiveck ett särskilt intressant ämne, säger Annika Sundell från förpackningsföretaget Walki Group.
Materialet skapar också ny forskning och praktiska lösningar inom flera discipliner.
– Detta projekt är ett bra exempel på kraften i multidisciplinärt samarbete. Att lösa vikningsrelaterade problem kräver inte bara en förståelse för matematikens ideala geometriska strukturer utan också kunskap om material och modellering genom design- och ingenjörsvetenskaper. Förutsättningslösa, handgjorda prototyper har lett till många nya forskningsfrågor vid sidan av praktiska tillämpningar.
