JAHRGANG 48, AUSGABE 3/2007

Durch eine zunehmende Kapazitätsausweitung der holzverarbeitenden Industrie sowie durch enorme Zuwachsraten der Nutzung forstlicher Biomasse für energetische Zwecke, ist es in Mitteleuropa innerhalb weniger Jahre zu einer Ressourcenverknappung gekommen. In einer kontroversiellen Diskussion zu diesem Versorgungsengpass wird vor allem die Mobilisierung von Rohstoffpotenzialen sowie die Frage der energetischen Nutzung hervorgehoben. Der vorliegenden Beitrag formuliert zudem Thesen zur Ressourcenverknappung im Hinblick auf das Innovationpotenzial für ressourceneffizientere Technologien sowie eine ressourceneffiziente Produktgestaltung und eine kaskadische Nutzung des Ressourcenstromes mit der bevorzugten energetischen Nutzung am Ende des Lebenszyklus von Holzprodukten.

Obwohl die Holzart Brosimum guianense als Wirtschaftsbaumart nur in sehr begrenztem Umfang zur Verfügung steht, ist sie aufgrund ihres markanten und sehr dekorativen Kernholzes berühmt und international bekannt. In der holzanatomischen Merkmalsbeschreibung für Handelshölzer ist die umgangssprachlich als Schlangenholz bezeichnete Holzart ebenso aufgeführt, wie in den Verkaufslisten einiger bekannter Holzhandelsunternehmen. Das im Jahr 2003 in Guyana gestartete Projekt Pyraa Yae zielt darauf ab, die Lebensbedingungen in einem Dorf der Makushi-Indianer bei gleichzeitiger Bewahrung der indigenen Traditionen zu verbessern. Ein Projektschwerpunkt beschäftigt sich mit der Inventur der Schlangenholz-Bäume, um auf dieser Basis eine nachhaltige Nutzung des Holzes von Brosimum guianense zu etablieren. Außerdem sollen neue Verwendungsmöglichkeiten und Märkte für Schlangenholz erschlossen werden. Dazu wurde eine Reihe von holzkundlichen Untersuchungen durchgeführt.

Die thermomechanische Behandlung (TMP) von Holz bei der Herstellung von mitteldichten Faserplatten (MDF) führt, wie bekannt, zur Bildung von niedermolekularen Kohlenhydraten einschließlich monomeren Zuckern, die hauptsächlich den Hemicellulosen entstammen. Ergebnisse von orientierenden Voruntersuchungen lassen den Schluss zu, dass aus den monomeren Zuckern bereits bei 100 °C Furfural, Formaldehyd und Ameisensäure entstehen. Der Gehalt an Formaldehyd, Furfural und Ameisensäure nimmt mit Erhöhung der Temperatur von 100 °C auf 160 °C deutlich zu. Die Pentosen scheinen weitaus stärker Ameisensäure, Formaldehyd und Furfural zu bilden, als die Hexosen.

Die Bestimmung von Holzschutzmittelwirkstoffen in der Matrix Holz ist ein sehr komplexes Gebiet. Es erstreckt sich von der Feststellung einer Behandlung mit „alten“ Holzschutzmitteln vor mehreren Jahrzehnten über die Bestimmung von Holzschutzmittelwirkstoffen im Bauteil bis zum eindeutigen Nachweis einer bestimmungsgemäßen Behandlung mit Holzschutzmitteln sowie weiteren Aufgabengebieten. Für jede Aufgabenstellung ist eine gesonderte Probenahmestrategie erforderlich. Im Beitrag wurden aus Sicht der Autoren an realen Beispielen Möglichkeiten für Probenahmen aufgezeigt, die bei vertretbarem Aufwand zu verlässlichen Analysenergebnissen führen sollten. Die Ursachen für bestimmte Probleme liegen einmal im Naturprodukt Holz (Splint-Kern-Verteilung), seiner Vorgeschichte (Standort, Lagerbedingungen) und bei den technologischen Parametern während der Tränkung (Temperatur, Tränkzeit, Wirkstoffkonzentration), in Verbindung mit der eingesetzten Holzschutzmittelrezeptur. Mit einem kompetenten Untersuchungslabor an der Seite sind für einen Sachverständigen für Holzschutz die anstehenden Aufgaben heute und in Zukunft gut lösbar

An mehrschichtigen Massivholzplatten wurden vergleichende Messungen zur Bestimmung der elastischen Konstanten mittels Eigenfrequenz und statischer Biegeprüfung durchgeführt. Durch Bestimmung der Eigenfrequenz können Platten nach der Herstellung zerstörungsfrei geprüft werden. Damit bietet sich eine Möglichkeit der Qualitätskontrolle an. Die im statischen Biegeversuch bestimmten E-Moduln stimmen recht gut mit denen aus der Eigenfrequenz von Biegeschwingungen ermittelten überein. Aus den Torsionsschwingungen war es mit der verwendeten Methode schwierig einen richtungsabhängigen Schubmodul zu ermitteln. Es wurde eine Art „Mischmodul“ ermittelt, der erst durch eine Analyse der Spannungsverteilung in seine Komponenten aufgeteilt werden kann. Die statischen Biegeversuche liefern bei den Elastizitätsmoduln gut reproduzierbare Ergebnisse. Das in DIN EN 789 angegebene Verfahren zur Bestimmung des Biege-Elastizitätsmodul liefert auch für kleine Probekörper reproduzierbare Werte. Die Schubmoduln wurden ergänzend mittels Biegebelastung senkrecht zur Plattenebene bestimmt.

Mit der Veröffentlichungsfolge sollen neue Möglichkeiten für die Automatisierung und Sicherung von Wirtschaftlichkeit bei der Bearbeitung von Holzformteilen auf der Grundlage des „Hexapod einfacher Bauart“ aufgezeigt werden. Im Teil 1 [1] wurden das relevante Teilespektrum und der Hexapod charakterisiert. Teil 2 [2] stellte das „Parallelkinematische Bearbeitungszentrum für Holzformteile“ vor und demonstrierte am Beispiel der Bearbeitung einer Sitzschale die effiziente Verknüpfung von Teilehandling und spanender Bearbeitung. In diesem Beitrag soll das, gemeinsam mit der Professur Holz- und Faserwerkstofftechnik (Prof. Wagenführ) der TU Dresden realisierte, Applikations-Projekt zur Bearbeitung großer Holzformteile vorgestellt werden. Als konkretes Beispiel wurde die Fräsbearbeitung eines Knotenelementes als „Künstliche Astgabel“ gewählt, wobei die automatisierungstechnische Herausforderung in der Realisierung der Werkstückreferenzierung für die „Rundumbearbeitung“ des Werkstückes bestand, dessen zu bearbeitende Abmessungen größer als der Arbeitsraum der Maschine waren.

Zur Entwicklung eines Astronomiestativs in Holz/Carbon-Verbundbauweise mit der Firma Berlebach Stativtechnik aus Mulda (Erzgebirge) wurden an der Professur für Holz- und Faserwerkstofftechnik der TU Dresden grundlegende Untersuchungen zum Trag-, Verformungsund Schwingungsverhalten von Verbundwerkstoffen mit geringen Querschnitten auf der Basis von Vollholz mit faserverstärkten Kunststoffen (FVK) durchgeführt. Im Teil 1 dieser Veröffentlichung soll das Trag- und Verformungsverhalten von Holzkleinquerschnitten aufgezeigt werden, die mit kohlefaserverstärkten Kunststoffen (CFK) bewehrt wurden.

Die Formstabilität beschichteter Möbel- und Innenausbauelemente ist vornehmlich von den hygroskopischen Eigenschaften der Beschichtungsmaterialien sowie deren Spannungsverhalten bei den verschiedenen klimatischen Belastungen abhängig. Im Rahmen eines vom BMWA geförderten Projektes (Projektträger Euronorm) konnten vergleichsweise einfache Zusammenhänge abgeleitet werden, bei deren Berücksichtigung auch bei einer asymmetrischen Bearbeitung/Beschichtung von Möbelteilen eine weitgehende Formstabilität gewährleistet werden kann. Eine Berechnung der Formänderung asymmetrisch beschichteter Bauteile im Wechselklima ist aufgrund der erreichten Ergebnisse bei der Modellierung innerhalb des untersuchten Einflussgrößenbereiches grundsätzlich möglich. Mit Hilfe statistischer Analysen konnten signifikante Einflussgrößen herausgearbeitet werden. Die gefundenen Zusammenhänge können von Herstellern von Möbelfronten für die Bauteilkonstruktion genutzt werden.