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Blog de LEAD Innovation

Lea nuestros últimos artículos sobre gestión de la innovación y la innovación en una amplia gama de industrias.

fecha: 05-dic-2019
Publicado por: Michael PUTZ

Ingeniería Origami en el avance

 

La Ingeniería Origami va mucho más allá del plegado artístico de una grúa o un velero. En las últimas décadas, los beneficios prácticos de las antiguas técnicas de plegado del Lejano Oriente han sido redescubiertos y puestos a disposición de muchas innovaciones técnicas. Las aplicaciones industriales de la tecnología de plegado pueden encontrarse ahora en los viajes espaciales, la industria de la construcción, la arquitectura, la tecnología de superficies, la medicina, la robótica y el embalaje.

¿Cuáles son las ventajas de la tecnología Origami?

La Ingeniería Origami se utiliza allí donde las estructuras necesitan ser reducidas y posteriormente ampliadas por razones espaciales o funcionales. Por ejemplo, un airbag, un techo convertible o una sonda espacial deben plegarse para ahorrar espacio antes de poder utilizarlos.

El pionero de Ingeniería Origami , Robert Lang, utilizó los principios del origami en el desarrollo de los airbags hace diez años. Desarrolló un algoritmo para las líneas de plegado óptimas del airbag. Este proceso requirió menos pruebas de colisión de airbags, ahorrando a los fabricantes mucho tiempo y dinero.

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El mismo principio se aplica a los dispositivos médicos y a los implantes que pueden plegarse a un tamaño mínimo y luego desplegarse al tamaño correcto. Lo contrario también es concebible, por ejemplo, en el caso de los tubos de pasta de dientes, que se pueden expresar por completo.

Oirgami Engineering 

Fuente: La diseñadora de origami Kristina Wißling, dobla en diferentes colores y tamaños para el siguiente paso de producción.

  

A menudo también se trata de proporcionar más estabilidad a través de técnicas de plegado adecuadas. Los materiales planos en los que se insertan las arrugas son más resistentes y también tienen propiedades de absorción de impactos. La resistencia a la compresión y la rigidez de los objetos también aumentan. Las soluciones para embalajes estables que se producen a partir de una sola pieza sin cortes pueden ser un campo de aplicación en este sentido.

Además, el origami puede ahorrar costes de material y tiempo. Esto permite que incluso los componentes más complejos se fabriquen a partir de una sola pieza sin necesidad de pegar, remachar o soldar, reduce los costes de almacenamiento y transporte gracias al ahorro de volumen y reduce el número de pasos de trabajo necesarios en la producción y la aplicación.

 

"El origami técnico es único, eficiente y ofrece una gama más amplia de aplicaciones que los procesos de fabricación convencionales. Kristina Wißling, Directora General de "Origami for Industry"

  

Origami en el embalaje

El inusual diseño del embalaje del balón Nike Sport Ball incluso le valió a Nike el estatus de finalista de los Premios Diamantes DuPont. La combinación creativa de diseño geodésico y elementos de origami se caracteriza sobre todo por el bajo consumo de material y la alta visibilidad del producto. Además, el envase tiene un balance de CO2 favorable. De este modo, el envase crea un gran atractivo para el producto y refuerza la marca. Obtenga más información sobre la tecnología de embalaje por Richard Fan, Diseñador Estructural Senior, OIA Global en este video:

  

Miura plegable para superficies curvas

Los investigadores de materiales de la Universidad de Harvard en Cambridge tienen objetivos ambiciosos. Quieren utilizar la tecnología del origami para crear cualquier forma con un pliegue adecuado, construir casas y desarrollar nanoestructuras. En un  estudio, los investigadores han podido demostrar que las superficies curvadas también pueden plegarse fácilmente con el llamado plegado Miura.

La ventaja decisiva del plegado del Miura es su inusualmente alta flexibilidad. Esta técnica de plegado también se puede utilizar para el plegado de superficies curvas, como un florero curvado, una esfera o un paraboloide hiperbólico. El software desarrollado calcula, por ejemplo, a partir del florero, la posición necesaria de los bordes plegables y entrega los datos a una máquina de producción. Entre las posibles aplicaciones se incluyen los viajes espaciales, la industria del embalaje y la cirugía mínimamente invasiva.

 

Tubo de origami con cremallera para materiales gruesos

Uno de los mayores desafíos en la ingeniería del origami es el plegado de materiales gruesos. Por lo general, solo se pueden doblar si se cortan y abisagradas. Con esta técnica, el plegado solo funciona en una dirección. Pero los investigadores han desarrollado el origami "Zippered Tube", que resuelve este problema y abre nuevas opciones estructurales. La técnica de plegado y algunos prototipos se explican aquí:

 

 

DNA Origami - Transportar robots desde el ADN

Los principios básicos del origami también han encontrado su camino en la nanotecnología y la biomedicina, aunque todavía predominantemente en la investigación básica. El término origami de ADN es el que se utiliza para describir los métodos de plegado del ADN con el fin de crear cualquier forma bidimensional y tridimensional en la nanoescala. En este sentido, los nanorrevisores de DNA orgami utilizan el ADN como material de construcción de objetos a escala nanométrica.

Los diferentes métodos y las posibilidades casi ilimitadas de formas y estructuras del ADN abren una amplia gama de aplicaciones en medicina, bioquímica, física y ciencias de los materiales. En el futuro, los enanos serán equipados con funciones útiles:

  • Las formas de ADN podrían incluir sustancias activas médicas y liberarlas específicamente en el cuerpo o las células (por ejemplo, las sustancias activas se liberan en presencia de determinadas secuencias de ADN u otras moléculas de señalización).
  • En el futuro, ciertas formas de ADN podrían utilizarse para capturar moléculas o incluso virus enteros en un organismo y mantenerlos bajo llave.
  • Teóricamente, los sensores también se pueden desarrollar a partir de las formas que se pueden producir con alta precisión.
  • Los moldes de ADN pueden servir como estructuras o moldes que pueden utilizarse para imprimir una forma deseada en otros materiales.
  • Además, las estructuras de origami podrían servir como marco para materiales conductores en microchips o semiconductores, haciéndolos aún más pequeños.
  • Las aplicaciones también se pueden concebir como un marco para las fibras de carbono, que podrían adoptar ciertas formas con extrema precisión.

En el futuro, estos nanobots o nanomáquinas artificiales pueden incluso exhibir un grado similar de eficacia y complejidad que las nanomáquinas naturales de nuestras células. Podemos esperar con impaciencia la evolución futura.

 

Conclusión: El futuro de la ingeniería de origami

La Ingeniería Origami es un campo relativamente nuevo cuyo potencial innovador es cada vez más reconocido por los fabricantes e ingenieros. La tecnología puede ser aplicada a muchas otras aplicaciones e industrias. Por lo tanto, es de esperar un rápido desarrollo de la Ingeniería Origami en los próximos años - en los campos de la tecnología de superficies, la medicina, la robótica, así como en el diseño de estructuras y materiales innovadores y plegables. Muchas tareas de investigación y desarrollo resultan mucho más fáciles si se utilizan las técnicas de origami como analogía para innovaciones orientadas al futuro en su propio campo.

"La ingeniería no se trata solo de cálculos, sino también de ingenio. "Y el origami disparó este ingenio."  Stavros Georgakopoulos, Profesor de Ingeniería Eléctrica e Informática, Florida International University.

Encuentros de Creatividad

Michael PUTZ

Born in the Salzkammergut. After working for Shell and Porsche, he concentrated on innovation management as a study assistant at the Innovation Department of the Vienna University of Economics and Business Administration. In 2003 he founded LEAD Innovation and manages the company as Managing Partner. Lectures at MIT, in front of companies like Google or NASA.

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