Mechanischer Aufschluss von Laubholz

In der Holzindustrie basiert ein Großteil der Verarbeitungsprozesse auf der mechanischen Zerteilung; Rundholzverarbeitung bis Oberflächenveredelung. Neben den Hauptprodukten müssen auch die anfallenden Späne gewisse Eigenschaften aufweisen um als Rohstoff für die Holzwerkstoffindustrie (Spanplatte, OSB, MDF,…) Verwendung finden zu können. Das Ziel der verstärkten kaskadischen Nutzung macht es zwingend notwendig, die großteils thermisch verwerteten Laubhölzer vor deren thermischer Verwertung einer stofflichen Nutzung zuzuführen. Aufgrund klimatischer Veränderungen aber auch aufgrund des bereits begonnen Umbaus des Waldes ist zusätzlich mit einem verstärkten Laubholzangebot zu rechnen. Sämtliche Prozesse sind aufgrund des bislang vorherrschenden Rohstoffangebotes jedoch auf die Nadelholzverarbeitung ausgelegt. Aufgrund der Komplexität des Werkstoffes beruht der bisherige Entwicklungsprozess vornehmlich auf Versuch und Irrtum. Es ist daher nur bedingt möglich sich auf vorhandenes Wissen zu berufen. Somit stehen Holzindustrie sowie holzverarbeitendes Gewerbe vor der großen Herausforderung, den sich ändernden Werkstoffeigenschaften (höhere Dichte, fehlende Geradschaftigkeit, kürzere Stammabschnitte, schwierige Verleimbarkeit, stärkeres Quell- und Schwindverhalten...) rechtzeitig entgegenzutreten um die Marktführerschaft auf diesem Gebiet weiter aufrecht zu erhalten und sowie ausbauen zu können. Dies gilt speziell für die Programmregionen, die, mit einer vergleichbaren Waldzusammensetzung, bedingt durch klimatische Veränderungen in naher Zukunft mit einem erhöhten Laubholzanteil zu rechnen haben. Um diese Herausforderungen lösen zu können muss mit dieser Forschungsarbeit eine Grundlage für die späteren Fragestellungen im Zerspanungsbereich von Laubholz geschaffen werden.
Der interdisziplinäre Ansatz von KPLUS (Material- und Prozesswissenschaften) und MENDELU (Simulationswissenschaft, Mechanik) liefert ein ganzheitliches Verständnis des Zerspanungsprozess und ermöglicht es diesen mittels physikalisch determinierter Modelle beschreibbar zu machen. Dies ermöglicht es den bisher iterativen Prozess der Technologieentwicklung auf eine wissensbasierte Ebene zu heben und ist die Grundlage für die Entwicklung eines praxistauglichen Modelles. Versuch und Irrtum sind somit kaum mehr erforderlich, neue Werkzeuggeometrien können mittels Finite Element Modellierung getestet und optimiert werden. Zusätzlich führt das gemeinsame Projekt zu einem Ausbau und damit zu einer Stärkung der beiden regionalen Forschungszentren im Bereich der Verarbeitung bzw. Zerspanung von Nachwachsenden Rohstoffen. Da Holz als natürlicher, faserverstärkter Verbundwerkstoff angesehen werden kann, dienen die gewonnenen Erkenntnisse in weiterer Folge auch als wertvolle Grundlage zur Beschreibung des Zerteilungsverhaltens von synthetisch hergestellten, sogenannten „High-End“ Werkstoffen wie etwa Carbon- oder Glasfaserverbundwerkstoffen.

• Entwicklung eines Messstandes zur Analyse von Zerteilungsprozessen und theoretische Beschreibung von Zerteilungsvorgängen von Laubholz
• Interdisziplinäre Zusammenarbeit zur Untersuchung des Zerteilungsverhaltens von Laubholz um den Entwicklungsprozess auf eine wissensbasierte Ebene anzuheben.