Nachhaltige Funktionsmöbel – leicht und dennoch stabil

29. Oktober 2020

Leichtbaulösungen sind in der Holz- und Möbelindustrie insbesondere als Leichtbauplatten bereits weit verbreitet.

Im Funktionsmöbelbau können diese Materialien jedoch nur sehr eingeschränkt eingesetzt werden, da die hohen Belastungen und die gestiegenen Kundenanforderungen eher die Verwendung von Bauteilen aus Massivholz bedingen. Einer der führenden Hersteller hochwertiger wandelbarer Polstermöbel setzt dabei insbesondere auf einheimische Harthölzer wie Buche.

In einem kürzlich begonnenen Forschungsprojekt unterstützt das IHD diesen Hersteller bei der Entwicklung von Massivholz-Leichtbaulösungen für Funktionsmöbel. Im Rahmen des funktionalen Leichtbaus soll dabei konzeptionell ein für die Möbelindustrie neuer Weg beschritten werden. Die Möbel werden dazu als 3D-Modell in einer Softwareumgebung angelegt, die die Simulation der hauptsächlichen Nutzungen wie Sitzen, Umklappen, Schlafen auf Basis der Finite-Elemente-Methode (FEM) ermöglicht. Auf diese Weise können die jeweils maximal aufzunehmenden Lasten insgesamt sowie einzeln für jedes Bauteil der Unterkonstruktionen bestimmt werden. Besondere Aufmerksamkeit wird dabei auf die Definition der Übergänge zwischen den einzelnen Bauteilen gelegt, um die Eigenschaften der vorhandenen Verbindungsmittel möglichst realitätsnah abbilden zu können. Die Bauteile werden so schrittweise optimiert, Querschnitte und Massen werden dort reduziert, wo sie bislang eher überdimensioniert waren. In Bezug auf die derart optimierte Formgebung einzelner Bauteile wird natürlich Wert darauf gelegt, die Bauteilfertigung im Sinne der Wirtschaftlichkeit weiterhin zu gewährleisten. Die aus diesen Kriterien folgenden Bauteilauslegungen können im Modell erneut getestet und weiter optimiert werden. Mit den in der Simulation gefundenen und optimierten Bauteilauslegungen werden im weiteren Projektverlauf Prototypen gebaut und anschließend in Funktions- und Anwendertests auf Herz und Nieren geprüft. Erste Untersuchungen erlauben bereits jetzt die Einschätzung, dass mit diesem Forschungsansatz das Gesamtgewicht der neu konstruierten Möbel um ca. 40 % reduziert werden kann.

Ansprechpartner im IHD:

Ronny Lang,
+49 351 4662 365
ronny.lang@ihd-dresden