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Faltstrukturen aus der Natur: Modulare Faltmöbel und Verpackungsmaterialien

Marienkäfer mit entfalteten Flügeln - Quelle: Pixabay
Marienkäfer mit entfalteten Flügeln - Quelle: Pixabay

Faltstrukturen dienen dem Schutz, der Stabilität und der Platzersparnis. Im Grunde beruhen sämtliche Wachstumsprozesse auf dem Entfalten von Strukturen: Blüten entfalten ihre Blätter, Schmetterlinge entfalten ihre Flügel, wenn sie aus der Puppe schlüpfen und zum ersten Flug ansetzen, die menschliche Lunge entfaltet sich kurz vor der Geburt, selbst die Zellteilung verläuft unter der Entfaltung von Membranen.

Vorkommen und Eigenschaften von Faltstrukturen in der Natur
Faltstrukturen in der Natur helfen Platz sparen oder Platz schaffen. Eine weitere Eigenschaft ist ihre hohe Stabilität bei relativ geringem Gewicht. Palmblätter nutzen  zum Beispiel eine Kombination aus einer Rippenstruktur und einer Faltung.
Selbst in achtlos zusammengeknülltem Papier stecken charakteristische Faltmuster. In der Architektur setzt man beispielsweise Kreuzrippengewölbe zum Überspannen großer Räume ein. Hierbei lagern die Endpunkte der Rippenbögen auf den tragenden Pfeilern. Das Pfeilergerüst nimmt die Schubkräfte auf und erhält dadurch seine Stabilität. Auch in der Raumfahrt sind Faltstrukturen wichtig: Sonnensegel, Raumsonden und Erkundungsfahrzeuge entfalten sich erst zu einem bestimmten Zeitpunkt.

Miura-Ori-Falttechnik
In den 1970er Jahren entwickelte Koryo Miura eine nach ihm benannte Falttechnik. Sie wird unter anderem bei der Herstellung von Getränkedosen, Stadtplänen und Solarsegeln für Satelliten angewendet. Beim Stadtplan sorgen regelmäßige Knicke dafür, dass der gesamte Plan mit einer Bewegung auseinander gefaltet werden kann.

Der Käferflügelsessel
Drei Absolventen des Kollegs für Innenraumgestaltung und Möbeldesign haben anhand von konstruktionsbionischen Faltstrukturen einen Sessel entwickelt. Als Vorbild für die Falttechnik standen Käferflügel Pate. Diese sind trotz ihres filigranen Baumaterials äußerst stabil und lassen sich leicht ein- und ausfalten.
Der Faltstuhl besteht aus nur einer Platte und besitzt keine Verbindungsmittel wie Schrauben oder Dübel. Das Sitzmöbel kann in Serie produziert werden und spart bei der Lagerung und Lieferung viel Platz. Das Möbelstück weist eine Stärke von nur etwa 8 mm auf. Somit ist ein Stapel aus 250 Platten lediglich zwei Meter hoch. Als ideales Material, welches leicht ist, sich gut falten lässt und zudem das Gewicht eines Menschen aushält, erwies sich Dyneema – eine hochfeste Polyethylen-Faser.
Zunächst haben die drei Erfinder jedoch mit Papiermodellen experimentiert, um die richtige Falttechnik herauszufinden.
Faltbare Möbel eignen sich wegen der platzsparenden Lagerung zum Beispiel für Hotels, Gaststätten oder Schulen. Innovative und moderne junge Familien schätzen an Faltmöbeln neben der praktischen Handhabung, das außergewöhnliche Design.

Verpackungen mit Kniff
Faltstrukturen sind auch in der Verpackungsindustrie von großem Nutzen. Sie sind stabil bei geringem Gewicht und benötigen wenig Platz. Durch optimal gefaltete Materialien lassen sich Transport- und Lagerkosten senken und der geringere Materialeinsatz entlastet die Umwelt bei der Entsorgung der Verpackungsmaterialien. Neben den Faltstrukturen werden in der Verpackungsindustrie Wabenstrukturen verwendet, die ebenfalls materialsparend und gleichzeitig extrem stabil sind.

Quellen:

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