Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Fraunhofer WKI ermittelten mechanische Kennwerte für strukturgebende Komponenten im Fahrzeugbau anhand verschiedener Bauteile, sowie deren Produktionskosten und Gewichtseinsparungen gegenüber konventionellen Materialien. »Die Herausforderung für den Einsatz von Holzwerkstoffen liegt unter anderem in den komplexen 3D-Geometrien und den mechanischen Eigenschaften der Bauteile. Außerdem ergeben sich Anforderungen aus der Passgenauigkeit und durch die hygroskopischen und thermischen Eigenschaften«, erläutert Projektleiter Dr. Dirk Berthold die Aufgabenstellung.

Nachhaltige Lösungen mit einem nachwachsenden Rohstoff

Am Stand des Fraunhofer WKI auf der LIGNA werden beispielhafte Lösungen vorgestellt, wie ein Sitz, der an einem Strukturbauteil aus einem Metall-Holz-Schichtverbund befestigt ist. Dieses Strukturbauteil aus holzbasierten Multimaterialsystemen erfüllt die technisch-strukturellen und crashrelevanten Anforderungen in der Anwendung im Fahrzeug.

Außerdem wird eine Sitzschale gezeigt, die aus einem mehrlagigen Furnier-Schichtverbund besteht. Hier wurden standardmäßig verwendete Materialien durch nachwachsende Rohstoffe ersetzt. Der Vorteil der Formteile liegt zum Beispiel in der Gewichtseinsparung. Gleichzeitig weisen die Formteile eine hohe Steifigkeit auf und führen insgesamt zu niedrigeren Produktionskosten.

»Die Verwendung regional gut verfügbarer nachwachsender Rohstoffe wie Holz steigert die Ressourceneffizienz und die Nachhaltigkeit«, fasst Projektleiter Berthold zusammen. Die ausgestellten Exponate sind unter anderem für die Fahrzeugindustrie (z. B. Automobil, Bahn, Schifffahrt) interessant.

Begleitendes Forschungsprojekt zu Laubholzstäuben

Die Exponate enthalten Laubholz, vor allem Buche. Das übergreifende Ziel ist, fossile Rohstoffe durch nachwachsende Rohstoffe zu ersetzen. Da immer mehr Laubholz auf dem Holzmarkt sein wird, ist die Verwendung in der industriellen Verarbeitung naheliegend. In einem begleitenden Forschungsprojekt haben die Forschenden des Fraunhofer WKI zusammen mit Partnern die Frage verfolgt, inwieweit Laubholzstäube eine karzinogene Wirkung haben und welche Maßnahmen gegebenenfalls zu treffen sind. Gefördert wurde das Projekt vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft über seinen Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR).

Neue Technologien im Fachbereich

Der Fachbereich Holzwerkstoff- und Naturfaser-Technologien des Fraunhofer WKI befasst sich mit der gesamten Prozesskette der Formteilherstellung. Anwendung finden sowohl klassische als auch neu im Fachbereich eingesetzte Anlagen wie Vakuum- und Hochfrequenzpressen. Im Technikum des Fachbereichs ist es möglich, den vollständigen Herstellungsprozess, vom Schälen des Furniers bis zum Pressen des dreidimensionalen Hybridbauteils, darzustellen.

Zum Hintergrund: Fraunhofer WKI

Nachhaltigkeit durch Nutzung nachwachsender Rohstoffe steht seit über 70 Jahren im Fokus des Fraunhofer WKI. Das Institut mit Standorten in Braunschweig, Hannover und Wolfsburg ist spezialisiert auf Verfahrenstechnik, Naturfaser-Verbundkunststoffe, Holz- und Emissionsschutz, Qualitätssicherung von Holzprodukten, Werkstoff- und Produktprüfungen, Recyclingverfahren sowie den Einsatz von organischen Baustoffen und Holz im Bau. Nahezu alle Verfahren und Werkstoffe, die aus der Forschungstätigkeit hervorgehen, werden industriell genutzt.