JAHRGANG 48, AUSGABE 4/2007

Althergebrachte Traditionen sowie später erfolgte Messungen haben bewiesen, dass Holz welches mit radialen Sägeschnitten gesägt wurde, geringere feuchtigkeitsbedingte Bewegungen an der Holzoberfläche, eine höhere Oberflächenhärte sowie eine höhere Formstabilität aufzeigt, als Holz, welches mit traditionellen Methoden wie Vorschneiden und Blockschneiden gesägt wurde. Diese Vorteile nehmen zu, wenn das juvenile Holz entfernt wird. Holz, bei dem die Breitseiten radial sind und bei dem das juvenile Holz entfernt wurde, hat so genannte stehende Jahresringe. Holz mit stehenden Jahresringen ist besonders wertvoll für die Herstellung von Tischlerarbeiten wie Möbel, Fußböden und Paneele. Bei diesen Produkten werden die besonderen Eigenschaften des Holzes am besten ausgenutzt.

Lignocellulose Faserstoffe enthalten Inhaltsstoffe, die den Hydratationsprozess von Zement negativ beeinflussen können. Um sie als Rohstoff für zementgebundene Faserplatten einsetzen zu können, müssen die negativen Wirkungen auf die Zementhydratation reduziert bzw. eliminiert werden. Dazu wurden Fasern aus verschiedenen Hölzern und Pflanzen biologisch mit Mikroorganismen (Milchsäurebakterien/Schimmelpilze) und Enzymen (Cellulasen und Xylanasen) modifiziert. Die Einflüsse der Modifikation auf den Gehalt an reduzierenden Zuckern des Faserstoffes, auf den Hydratationsprozess des Zements und auf die Eigenschaften der daraus hergestellten zementgebundenen Faserplatten wurden quantifiziert. Durch diese Modifikation der Faserstoffe konnten die Eigenschaften der aus diesen hergestellten Zementfaserplatten verbessert werden.

Da die Bindemittelkosten einen erheblichen Teil der Gesamtkosten von Holzwerkstoffen und insbesondere OSB ausmachen, wurden Untersuchungen durchgeführt, preisgünstigere Bindemittel in Form von Bindemittel-Kombinationen für deren Herstellung einzusetzen. Schwerpunkt war dabei der Einfluss dieser Bindemittel auf die Dickenquellung der Platten. Die labortechnischen Versuche haben gezeigt, dass es möglich ist, PMDI anteilig durch MUPF-Harz bei der Herstellung von Spanplatten aus Langspänen zu ersetzen. Mit zunehmender Substitution wurden die elasto-mechanischen Eigenschaften der Platten reduziert, ohne jedoch die entsprechenden Gütewerte der EN 300 für OSB/3 und OSB/4 zu unterschreiten. Im Gegensatz dazu wurden die Dickenquellungswerte positiv beeinflusst.

Zur Entwicklung eines Astronomiestativs in Holz/ Carbon - Verbundbauweise mit der Firma Berlebach Stativtechnik aus Mulda (Erzgebirge), wurden am Institut für Holz- und Papiertechnik der TU Dresden grundlegende Untersuchungen zum Trag-, Verformungs- und Schwingungsverhalten von Verbundwerkstoffen mit geringen Querschnitten auf der Basis von Vollholz mit faserverstärkten Kunststoffen (FVK) durchgeführt. Im Teil 1 dieser Veröffentlichung (holztechnologie Heft 3/2007) wurde das Trag- und Verformungsverhalten von Holzkleinquerschnitten aufgezeigt, die mit kohlefaserverstärkten Kunststoffen (CFK) bewehrt wurden. Der Teil 2 wird sich folgend der Verstärkung von Vollholz mit verschiedenen synthetischen Fasern respektive Klebstoffen widmen.

Mit dieser Veröffentlichungsfolge werden Möglichkeiten für die Automatisierung bei der Bearbeitung von Holzformteilen aufgezeigt, die auf Hexapoden „einfacher Bauart“ basieren. Teil 1 [1] charakterisierte das Teilespektrum und den Hexapod. Teil 2 [2] stellte das „Parallelkinematische Bearbeitungszentrum für Holzformteile“ mit der Bearbeitung einer Sitzschale vor. Teil 3 [3] zeigte die „Rundumbearbeitung“ eines Werkstückes, dessen Ausdehnung die längste Maschinenachse überschritt. Der abschließende Beitrag stellt ein gemeinsam mit der Professur Holz- und Faserwerkstofftechnik (Prof. Dr. A. Wagenführ) der TU Dresden realisiertes Applikationsprojekt zur Bearbeitung kompakter Freiformteile kleiner Abmessungen vor. Das Beispiel verlangt die Bohr- und Fräsbearbeitung von Holzkugeln. Neben bereits in [2] und [3] behandelten Lösungen zur Referenzierung und Programmierung, galt es, als weitere automatisierungstechnische Herausforderung, bei der Verknüpfung von Handling und Bearbeitung mit einfachen Mitteln ein Umspannen des Werkstückes für allseitig notwendigen Werkzeugangriff in den automatischen Ablauf zu integrieren.

In der Vergangenheit wurde bei der Bearbeitung von Holz immer das Werkstück mit großen Geschwindigkeiten bewegt. Bei CNC-Bearbeitungszentren hingegen sind diese befestigt und der Bearbeitungskopf realisiert weitestgehend die Haupt- und Nebenbewegung. Da die Produkte meistens rundum bearbeitet werden müssen, ist die Vakuumbefestigung die am besten geeignete Methode für das Halten des Werkstücks. Die CNC-Bearbeitungszentren arbeiten heute mit einer Genauigkeit zwischen 0,01 mm bis 0,001 mm aber nur solange das zu bearbeitende Werkstück unter Einfluss von Kräften nicht verschoben wird. Bedingt durch stetig wachsende Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeiten in der Holzindustrie steigen die dynamischen Kräfte in verschiedenen Richtungen während der Bearbeitung bedeutend an. Das verlangt nach Untersuchungen bezüglich der Stabilitätsgrenzen vakuumgespannter Werkstücke, um Verbesserungen zu erreichen. Im folgenden Artikel werden in zwei Teilen die Haft- und Gleitreibungskoeffizienten bei der Spannung von Werkstücken unterschiedlicher Holzwerkstoffe bzw. Holzarten mit Vakuum unter verschiedenen Verhältnissen untersucht.

Die mechanische Gebrauchstauglichkeit ist ein wesentliches Qualitätsmerkmal von Fenstern und Türen. Europäische Normen regeln in diesem Prüfbereich detailliert technische Anforderungen, Kennwerte und methodische Vorgehensweisen. Normative Vorgaben für eine adäquate technische Umsetzung gibt es hingegen nicht. Das führte dazu, dass die derzeitig betriebenen Gerätelösungen in methodisch wichtigen Details signifikante Unterschiede aufweisen und es in Folge dessen zu von einander abweichenden Prüfergebnissen kommt. Es wurde eine technische Basis für ein modulares Prüfsystem zum Nachweis mechanischer Gebrauchsmerkmale von Fenstern/Türen auf Grundlage der für diese Bauteile maßgebenden Produktnorm DIN EN 14 351-1 entwickelt und ein Funktionsmuster aufgebaut. Das Prüfsystem ist speziell für Dauerfunktionsprüfungen und für die Ermittlung von Bedienkräften sowie der mechanischen Festigkeit bestimmt. Das realisierte Prüfsystem ist bedienfreundlich, ermöglicht reproduzierbare Prüfungen und erfüllt die Kriterien der Konformitätsnachweisführung. Bedingt durch die modulare Konzeption und die Flexibilität des Prüfsystems sind bedarfsgerechte Lösungen für den Anwender realisierbar.

An unter Verwendung von 1K-PUR, PVAc und Harnstoffharz hergestellten Klebverbindungen nach DIN EN 205 aus wurde der Einfluss der Klebstoffart und der Fugendicke auf die Scherfestigkeit, die Bruchdehnung und die Brucharbeit geprüft. Zur Ermittlung der Dehnung der Leimfuge unter Belastung wurde zusätzlich neben dem Videoextensometer mit dem Messsystem VIC 2D zweidimensional die Verzerrung bestimmt. Dazu wurde der Belastungsvorgang mit einer hochauflösenden Videokamera gefilmt und danach die Bilder mittels des Messsystems VIC 2D (Video Image Correlation) über Kreuzkorrelation ausgewertet. Die Bruchdehnung war bei Harnstoffharz am geringsten. Bei 1K-PUR stieg die Bruchdehnung mit zunehmender Klebfugendicke, die Scherfestigkeit nahm bei Erhöhung der Klebfugendicke ab. Die Dehnung ist senkrecht zur Klebfuge in Fugenmitte am größten, parallel zur Klebfuge am Fugenende.