Klimafreundlich und stabil: Textilverstärktes Holz

News / 20. August 2020

In einem gerade gestarteten Projekt entwickeln das Fraunhofer IKTS, die Professur Textile Technologien der TU Chemnitz sowie das Institut für Holztechnologie Dresden (IHD) Verfahren, um Holzwerkstoffe für hochbelastete Anwendungen, bspw. im Automobil- oder Sportbereich, zu optimieren und so einen Beitrag zur Reduktion von CO2 zu leisten.

Mittels Sensor (oben) und Reflektorfolie (graue Fläche) wird das Holzfurnier zerstörungsfrei untersucht. Die Ausbreitung der Ultraschallwellen innerhalb der Furnierblätter gibt Aufschluss über Schwachstellen im Werkstoff.
© Fraunhofer IKTS
Mittels Sensor (oben) und Reflektorfolie (graue Fläche) wird das Holzfurnier zerstörungsfrei untersucht. Die Ausbreitung der Ultraschallwellen innerhalb der Furnierblätter gibt Aufschluss über Schwachstellen im Werkstoff.

Holzbasierte Werkstoffe sind ihren nichtnachwachsenden Alternativen, wie Metallen oder Kunststoffen, überlegen. Als Konstruktionswerkstoffe für hochbelastete Strukturbauteile rücken sogenannte Furnierlagenverbunde, also übereinander geschichtete und miteinander verleimte Furnierblätter, zunehmend in den Fokus des Interesses.

Ein Einsatzhemmnis stellen derzeit noch die naturbedingten Schwankungen im Holz dar. Zufällige Verteilungen von Ästen, Faserwinkelabweichungen oder Festigkeitsschwankungen wirken sich auf das mechanische Verhalten des Werkstoffs aus. Deshalb können holzbasierte Werkstoffe bisher nicht effizient eingesetzt werden.

Im gemeinsamen Projekt »Entwicklung von Verfahren zum lastpfadgerechten Design textilverstärkter Furnierlagenverbundwerkstoffe« forschen die Projektpartner gemeinsam in den nächsten 30 Monaten an der Entwicklung von Verfahren zur materialoptimierten Auslegung von Furnierlagenverbunden. Dafür sollen Furniereigenschaften zunächst mit Ultraschall zerstörungsfrei charakterisiert werden. Zudem soll ein neuartiges Simulationsmodell das belastungsabhängige Deformationsverhalten vorhersagen, um anwendungsrelevante Schwachstellen zu identifizieren. Diese können anschließend durch das gezielte Einbringen textiler Verstärkungen, in Form von Flachs- oder Basaltfasern, kompensiert werden. So kann das tatsächliche Leistungsvermögen furnierbasierter Werkstoffe ressourceneffizient ausgeschöpft werden.

Das IGF-Vorhaben BR05381/19 der Forschungsvereinigung Trägerverein Institut für Holztechnologie Dresden e.V. (TIHD) wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.