EcoPulp Finland hyödyntää digitaalista tuotesuunnittelua, CAD-mallinnusta ja simulointia muotopuristettujen kuitupakkausten kehittämisessä. Menetelmä tukee prototyyppien nopeampaa kehitystä ja materiaalitehokkaiden pakkausratkaisujen suunnittelua.

1. Yrityksen kuvaus

• EcoPulp Finland Oy on johtava ympäristöteknologian ja valmistuksen yritys, jonka kotipaikka on Kurikka.
• Yritys on erikoistunut kiertotalouteen suunnittelemalla ja tuottamalla ympäristöystävällisiä, 100-prosenttisesti kierrätettäviä muotopuristettuja kuitupakkausratkaisuja, räätälöityjä välikkeitä ja rakenteellisia alustoja.
• Nämä tuotteet valmistetaan kokonaan kierrätetystä puukuidusta ja kierrätyspaperista, ja ne toimivat kestävinä vaihtoehtoina paisutetulle polystyreenille (EPS/styroksi) ja muoveille elektroniikka-, teollisuus- ja lääkintäalalla.
• Tapaustutkimuksen dokumentaatiossa ei mainita yrityksen tarkkaa kokonaishenkilöstömäärää.

2. Mikä ongelma tekoälyn oli tarkoitus ratkaista?

• Kun maailman valmistavat toimialat kohtaavat kasvavaa sääntelypainetta ja kuluttajien vaatimuksia kertakäyttömuovien poistamisesta, yritykset siirtyvät nopeasti puukuitupakkauksiin.
• Muotopuristettua kuitumassaa on kuitenkin perinteisesti pidetty vähän teknologiaa vaativana materiaalina, jolla on vaihtelevat toleranssit, rakenteellisia rajoitteita ja monimutkaisesti käyttäytyvät muotit märkämuovausprosessissa.
• Voittaakseen laajamittaisia sopimuksia elektroniikkavalmistajien ja raskaan teollisuuden yritysten kanssa EcoPulpin oli nostettava suunnittelustandardejaan järjestelmällisesti.
• Teknisenä haasteena oli osoittaa, että kierrätyskuitumassa voi saavuttaa saman jäykän rakenteellisen lujuuden, tarkan iskunvaimennuksen ja täsmälliset fyysiset mittatoleranssit kuin synteettiset muovivaahdot, ja samalla pitää prototyyppien kehityskierrot erittäin kustannustehokkaina.

3. Miten ongelma ratkaistiin ja millä työkaluilla?

• EcoPulp teki yhteistyötä Goforen kanssa (yhteistyö toteutui Goforen tuotemuotoiluun ja tekniseen suunnitteluun erikoistuneen tytäryhtiön Huldin kautta) muuntaakseen raaka-ainekonseptinsa suuren tarkkuuden teollisiksi malleiksi.
• Yhteinen tiimi siirtyi muottien manuaalisesta käsityöstä eteenpäin integroimalla edistyneitä digitaalisia työkaluja T&K:n ydinprosessiin.
• Tiimi hyödynsi huippuluokan mekaniikan CAD-järjestelmiä (Computer-Aided Design) mallintaakseen monimutkaisia 3D-pakkausgeometrioita tarkoilla päästökulmilla ja sisäkkäin pinoutuvilla rakenteilla.
• Varmistaakseen tuotteen korkean turvallisuustason ennen teräsmuottien koneistusta insinöörit altistivat mallit edistyneille digitaalisille simulaatioille ja arvioivat rakenteellista kestävyyttä, kuormien jakautumista ja puristuskäyttäytymistä.
• He optimoivat myös fyysiset työkalut ja imumuotit varmistaakseen kuitukerroksen tasaisen paksuuden ja yhdenmukaiset kuivausjaksot massatuotantolinjoilla.

4. Mitä tuloksia saavutettiin?

• Insinööriyhteistyö nosti onnistuneesti muotopuristetut kuitupakkaukset erittäin kehittyneeksi, suuren tarkkuuden teolliseksi tuotekategoriaksi.
• EcoPulp pystyy nyt kehittämään nopeasti räätälöityjä, monimutkaisia rakenteellisia pakkausalustoja, jotka istuvat saumattomasti sekä herkkään elektroniikkaan että raskaisiin laitteisiin.
• Hyödyntämällä Huldin simulointiin perustuvaa suunnittelutapaa EcoPulp vähensi dramaattisesti fyysisten prototyyppien iterointikierroksia ja nopeutti näin markkinoilletuloaikaa uusien asiakkuuksien hankinnassa.
• Syntyneet pakkausratkaisut tarjoavat poikkeuksellisen iskunvaimennuksen ja kestävyyden, minkä ansiosta maailmanlaajuiset kuljetusasiakkaat voivat pienentää hiilijalanjälkeään, noudattaa tiukkaa kiertotaloussääntelyä ja korvata biohajoamattomat muovit kokonaan erittäin optimoiduilla, kustannuskilpailukykyisillä vihreillä vaihtoehdoilla.

5. Mitä ongelmia ilmeni?

• Keskeisin tekninen haaste johtui kierrätettyjen luonnonkuitujen fysikaalisesta luonteesta.
• Kuitumassa kutistuu, laskeutuu ja kuivuu epätasaisesti muotin geometrian mukaan.
• Suunnittelutiimin oli laskettava ja huomioitava nämä materiaalin kutistumakertoimet ja kosteuden haihtumiseen liittyvät muuttujat huolellisesti CAD-malleissa, jotta valmiit, massatuotetut kuivat alustat vastaisivat täsmälleen niitä rakenteellisia toleransseja, joita automatisoidut tehtaan robottipakkauslinjat vaativat.

6. Aika- ja rahainvestoinnit

• Tapaustutkimus ei paljasta yrityksen luottamuksellisia taloudellisia tunnuslukuja, sisäisiä laiteinvestointeja eikä erikoiskonsultoinnin sopimuspalkkioita.

7. Millaista osaamista tarvittiin ja mitä yhteistyökumppaneita käytettiin?

• Projekti vaati erikoisosaamista teollisesta tuotemuotoilusta, edistyneestä konesuunnittelusta, muottirakenteiden optimoinnista, kiertotalousmateriaalien käyttäytymisestä, 3D-CAD-mallinnuksesta ja valmistusprosessien simuloinnista.
• Päästrateginen teknologia-, tuotemuotoilu- ja konesuunnittelukumppani tämän kestävän tuotelinjan kehittämisessä oli Gofore (tytäryhtiönsä Huldin kautta).

8. Liiketoimintafunktion luokitus

• Projekti kuuluu tutkimukseen ja kehitykseen (T&K), tuotesuunnitteluun ja tekniseen dokumentointiin sekä valmistustekniikkaan.
• Se liittyy suoraan kestävien materiaalien innovointiin, kiertotalouden arkkitehtuuriin ja räätälöityjen teollisten pakkausten strategiaan.

9. Lähde

EcoPulp: Sustainable design for molded fiber packaging – Gofore