Development of a laboratory scale origami-pattern folding device
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2023-05-15
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
ENG25 Master's Programme in Mechanical Engineering (MEC)
Language
en
Pages
64+7
Series
Abstract
In this study, process methods were researched and developed to be able to fold the paperboard Miura-ori origami pattern. The research was part of the Fold project, where the purpose was to study a new type of folding technology and folded structures. In the case of packaging, this kind of origami structure could be used to replace, for example, bubble and foam plastics that are more harmful to the environment. The research was done by looking at patents and previous studies on folding machines that have been used to make similar origami patterns. After that, the methods in question were applied and tested to the paperboard materials in use and their suitability was evaluated, after which the process methods were modified to be more suitable for the paperboard through iterative product development. The most important observations were that the paperboard strongly resists folding and at the same time is a material that tears easily. Because of this, the methods used in the patents were largely not suitable for folding paperboard in the same way as they are suitable for folding metal sheets or composites. However, folding the paperboard could be made easier by cutting the tops of the folds open and softening the paperboard by moistening it. In this case, the paperboard's folding resisting property disappeared, and the paperboard became easier to mould. As part of the thesis, a production tool was developed, which made it possible to relatively easily and quickly manufacture one specific Miura-ori structure from paperboard for, among other things, impact resistance tests. The device developed during the work can be further developed into an automatic mechanical machine.Tässä diplomityössä tutkittiin ja kehitettiin prosessimenetelmiä, joilla pystytään taittamaan kartongista Miura-ori origamikuviota. Tutkimus oli osa Fold-projektia, jossa tarkoitus oli tutkia uudentyyppistä taitteluteknologiaa ja taiteltuja rakenteita. Pakkausten tapauksessa tällaista origamirakennetta voitaisiin käyttää korvaamaan esimerkiksi ympäristölle haitallisempia kupla- ja vaahtomuoveja. Tutkimus tehtiin perehtymällä patentteihin ja aiemmin tehtyihin tutkimuksiin taitoskoneista, joilla on tehty samankaltaisia origamikuviota. Tämän jälkeen kyseisiä menetelmiä sovellettiin ja testattiin käytössä olleille kartonkimateriaaleille ja niiden soveltuvuutta arvioitiin, jonka jälkeen prosessimenetelmiä muokattiin kartongille sopivammaksi iteratiivisella tuotekehityksellä. Tärkeimmät havainnot olivat, että kartonki vastustaa voimakkaasti taittumista ja on samaan aikaan herkästi repeävä materiaali. Tämän takia patenteissa käytettävät menetelmät eivät suurelta osin soveltuneet kartongin taittamiseen yhtä lailla kuin ne soveltuvat metallienlevyjen tai komposiittien taittamiseen. Kartongin taittamista voitiin kuitenkin helpottaa leikkaamalla taitosten huiput auki ja pehmentämällä kartonkia kostuttamalla sitä. Tällöin kartongin taittumista vastustava ominaisuus hävisi ja kartongista tuli helpommin muovautuva. Osana opinnäytetyötä kehitettiin valmistustyökalu, jonka avulla kartongista pystyttiin valmistamaan suhteellisen helposti ja nopeasti yhtä tiettyä Miura-ori rakennetta muun muassa iskunkestävyystestejä varten. Työn aikana kehitetty laite voidaan jatkokehittää automaattiseksi mekaaniseksi koneeksi.Description
Supervisor
Kuosmanen, PetriThesis advisor
Kouko, JarmoKeywords
origami, Miura-ori, prorotype, folding, paperboard