3. Kooperationsforum „Holz als neuer Werkstoff“ - Anwendungen aus Holzfasern

03. Dezember 2018
Quelle:
IHB MK
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Kooperationsforum Holz als neuer Werkstoff 2018Am 22. November 2018 fand im Regensburger Salzstadl zum dritten Mal das Kooperationsforum „Holz als neuer Werkstoff“ statt. Dieses Mal standen neue und auch bereits bekannte Anwendungen auf Basis von Holzfasern im Mittelpunkt. Co-Organisator Prof. Dr. Klaus Richter vom Institut für Holzforschung in München und der Sprecher des Clusters Forst und Holz in Bayern Xaver Haas führten in die Veranstaltung ein. Der Cluster war Hauptveranstalter, mit Unterstützung der TU München und bayern innovativ. Martin Neumeyer, Vorstandvorsitzender der Bayerischen Staatsforsten, betonte, dass die Holzversorgung für die Bioökonomie trotz der Herausforderungen durch den Klimawandel und den dadurch bedingten Waldumbau gesichert sei.

Der erste Vortragsblock „Holz und Automotive“ befasste sich mit der Anwendung von Produkten auf Holzfaserbasis im Automobilbereich. Prof. Dr. Luisa Medina von der Hochschule Karlsruhe beschäftigt sich mit dem Einsatz von naturfaserverstärkten Verbundwerkstoffen in Automobilen. Die Beimischung von Basaltfasern erhöht nach Medinas Ergebnissen die Biegefestigkeit und die Schlagzähigkeit von Naturfaserverbundwerkstoffen. Rainer Merkl vom Autozulieferer Novum Car und Dr. Ingo Kleba von Rühl Puromer stellten die selbstheilende Lackoberfläche „puro clear“ vor, mit der beispielsweise Holzzierteile in Autos versiegelt werden. Kratzer in der Hochglanzoberfläche verschwinden über Nacht oder mit Hilfe eines Föhns in wenigen Minuten. Dr. Ulrich Müller von der BOKU Wien will mit dem Projekt Wood C.A.R. (Computer Aided Research) Holz für die Automobilindustrie berechenbar machen. Müller führt seit mehreren Jahren Festigkeitstests für Laubhölzer durch, für die fast keine Daten vorliegen. Erstes fertiggestelltes Fahrzeug ist ein Schneemobil mit dem Namen Mattro. Bei ihm wurde der Stahlrahmen durch Holz ersetzt und so 140 kg Gewicht eingespart. Christoph Habermann vom WKI Institut für Holzforschung forscht an Lösungsansätzen für thermoverformbare Sandwichfurniere. Diese Kompositwerkstoffe sind aus zwei Decklagen Furnier, einem Kern aus Restholz oder Rinde sowie zwei Zwischenlagen aus Gewebe aufgebaut. Gebunden wird das Ganze mit Thermoplasten. Unter Druck und Hitze lassen sich diese „Organobleche“ in jede gewünschte Form pressen.

Schwerpunkt des zweiten Blocks „Holzbestandteile im Verbund“ waren neuartige Produkte und Herstellungsverfahren im Bereich Holzfasern. Den Anfang machte Marcus Wehner von der Firma Lightweight Solutions GmbH. Deren Leichtbau-Werkstoff „Lisocore“ besteht aus einer eierkartonähnlichen Mittelschicht und zwei Deckschichten, deren Innenbohrungen sich exakt den Erhebungen des „Eierkartons“ anpassen. Lisocore kann in seinen Hohlräumen Elektrokomponenten für Smart Furniture aufnehmen. Dr. Dirk Schawaller von der Firma Tecnaro stellte Einsatzmöglichkeiten von Biopolymer-Composites am Beispiel der Tecnaro-Werkstoffe Arboform, Arbofill und Arboblend vor. Die Werkstoffe bestehen aus Lignin, Naturfasern und natürlichen Additiven. Arboform und Arbofill werden für den Spritzguss verwendet. Mit Arboblend sind unterschiedlichste Anwendungen, von der biologisch abbaubaren Mulchfolie über Textilien bis zu hochkomplexen 3D-Druck-Teilen möglich. Simon Barth von der Technischen Hochschule Rosenheim forscht an Möglichkeiten zur Optimierung der Herstellung von Holzfaserdämmstoffen. Durch eine Erweiterung der Rohstoffbasis auf beispielsweise Buchenholz oder Eukalyptusrinde lassen sich Kosten sparen. Neue Rohstoffe erfordern aber modifizierte Herstellungsverfahren. So wird an einem neuen Design der Mahlplatten geforscht, das den thermischen und elektrischen Energieverbrauch minimiert. Durch stark verästelte Fasern wie die der Eukalyptusrinde lassen sich Bindemittel sparen. Der beste Dämmwert wurde bisher mit Buchenfasern erzielt. Dr. Christoph Wenderdel vom IHD in Dresden stellte seine Forschungen zu mehrschichtigen mitteldichten Faserplatten mit kartonähnlichen Eigenschaften vor. Wenderdel will die Eigenschaften von Karton auf im Trockenverfahren hergestelltes MDF übertragen. Dabei wird ein Airlaid-Vlies gebildet, wie es aus der Textilbranche bekannt ist. Dieses wird bei 160°C bindemittelfrei gepresst. In Reinform bricht das Material bei der Stanzung von Knickstellen. Sind die Decklagen aus klassischem Graukarton und nur der Kern aus MDF-Karton, hält die Knickstelle ähnlichen wie bei reinem Graukarton.

Im letzten Block „Holz neu gedacht“ ging es um neue Entwicklungen in der Bioökonomie. Dr. Michael Duetsch von UPM stellte die Bioökonomie-Aktivitäten bei UPM und insbesondere die derzeit in Entwicklung befindliche Bioraffinerie in Frankfurt/Höchst vor. In Höchst sollen aus Buchenholz 150.000 Tonnen chemische Grundstoffe pro Jahr hergestellt werden. Matthias Langhansl vom TUM Campus Straubing berichtete „Neues vom Lederstein“. Lederstein ist in Schwefelsäure oder Zinkchlorid angelöste und anschließend verpresste Zellulose. Er quillt extrem, in der Länge um 10% und in der Breite um 30%. Als Bi-Layer mit Holz oder Papier reagiert er auf Feuchteänderungen mit Auf- und Abrollen und ist damit als bewegliches Bauteil einsetzbar. Gleich zwei Vorträge beschäftigten sich mit dem Thema MFC – Mikrofibrillierte Zellulose. Stefan Truninger von Weidmann Fiber Technology, einem Startup innerhalb der Weidmann Group, berichtete über neue Anwendungen von MFC. Die Größe normaler Zellulosefasern bewegt sich im Millimeterbereich, die von MFC-Fasern im Mikrometerbereich. Dadurch hat das Material eine extrem vergrößerte Innenoberfläche. Truninger reichte eine wassergetränkte Kugel aus MFC herum. Sie bestand nur zur 10% aus Fasern, der Rest war Wasser. Denkbare Anwendungen sind in der Kosmetik die Bindung von Öl und Wasser zu Suspensionen oder als hydrophobierter MFC-Schwamm als Ölabsorber bei Schiffshavarien. Das Material nimmt das zehnfache seines Eigengewichts an Öl auf. Während MFC durch Mahlen unter hohem Druck und hoher Temperatur hergestellt wird, ist die Herstellung von Nano-Cellulose (NFC) nur auf chemischem Wege möglich, erklärte Dr. Thomas Geiger von der Eidgenössischen Materialprüfungsanstalt (Empa) in Dübendorf. Schäume aus NFC können als CO2-Fänger in Gewächshäusern das Pflanzenwachstum fördern. NFC-Filme sich durchsichtig und können als Verpackung dienen.

In seinem Schlusswort betonte Dr. Matthias Konrad von bayern innovativ, der Trend zur Bioökonomie sei bereits klar erkennbar. In seiner Rückschau auf den Tag, kam er zu dem Schluss, dass die Bioökonomie klassische Wertschöpfungsketten verändern wird. Notwendig für den Erfolg seien intelligente Materialkombinationen und eine Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Branchen durch Cross-Cluster-Projekte sowie die Sicherstellung der Holzversorgung.