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Forschungsprojekt - Detailansicht

Bereich Ingenieurwissenschaften - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Naturstofftechnik - Professur für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik

Entwicklung der technischen Lösung und des Verfahrens für die Herstellung von hochbeanspruchten Werkstoffverbunden aus Holzkleinquerschnitten und Faser-Kunststoff-Verbunden (iWerkstoffverbund)
Kurzbeschreibung (Deutsch)
Hochbeanspruchte Kleinquerschnitte aus Holz wie sie bspw. bei Leitern, Werkzeugstielen und Stabwerken zum Einsatz kommen verlangen nach einem hohen Widerstand gegen statische und dynamische Belastung sowie einer hohen Sicherheit, mit der dieser Widerstandswert erreicht wird. Unkalkulierbares Materialversagen kann zu schwerwiegenden Verletzungen der Nutzer führen. Natives Holz ist ein anisotroper und inhomogener Naturwerkstoff, dessen Steifigkeits- und Festigkeitswerte, bedingt durch Rohdichteschwankungen oder Strukturstörungen, wie Astigkeit und Schrägfaserigkeit, großen Streuungen unterliegen. Zur Verbesserung mechanischer Eigenschaften bzw. deren Zuverlässigkeit sind gezielte Verstärkungsmaßnahmen mit hochsteifen und hochfesten Materialien wie Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) außerordentlich geeignet.
Im Rahmen des vorliegenden Forschungsprojektes wurde ein zuvor in einem Grundlagenforschungsprojekt (AIF-IGF, Nr. 16265 BR) entwickeltes Verfahren zur Verstärkung von Holzquerschnitten mittels Faser-Kunststoff-Verbünden in die Praxis überführt werden. Zur Herstellung des Holz-FKV-Verbundes, bei dem der größere Querschnittsanteil aus Holz besteht, kam ein einstufiges Vakuum-Infusionsverfahren zum Einsatz. Es wurde ein Verfahren unter Anwendung des VAP-Verfahrens (vacuum-assisted-process) und eines unter Verwendung von vorimprägnierten Rovings (TowPregs) entwickelt. Durch gezielte zug- und druckseitige Bewehrung unter Verwendung von Kohlenstoff- und Basaltfasern konnte damit das Trag- und Verformungsverhalten von Querschnitten aus Fichtenholz deutlich verbessert werden.
Bild zum Projekt
Bild zum Projekt
Mit Kohlenstofffasern verstärkter Kleinquerschnitt aus Fichte (links) und mikroskopische Aufnahme der Grenzschicht zwischen Holz und Faser-Kunststoff-Verbund (rechts)
Zeitraum
01.09.2014 - 31.12.2016
Art der Finanzierung
Drittmittel
Projektleiter
  • Herr Univ.-Prof. Dr.-Ing. André Wagenführ
Projektmitarbeiter
  • Herr Dipl.-Ing. Karl Bergner
  • Herr Dipl.-Ing. Tobias Dietrich
  • Herr Dr.-Ing. Mario Zauer
Finanzierungseinrichtungen
  • BMWi/AiF/ZIM
Kooperationspartnerschaft
keine
Website zum Projekt
Relevant für den Umweltschutz
Nein
Relevant für Multimedia
Nein
Relevant für den Technologietransfer
Ja
Schlagwörter
Holzkleinquerschnitte, Faser-Kunststoff-Verbund, Hohe Beanspruchung
Berichtsjahr
2016
Stand: 19.01.2017