Hochleistungs-Ultraschalltechnik zur Verklebung von Massivholzplatten

Übertragbarkeit auf vergleichbare Produkte wird geprüft – Forschungsprojekt des Instituts für Holztechnologie Dresden gGmbH

Das Institut für Holztechnologie Dresden gGmbH (ihd) untersucht derzeit, inwieweit durch die Anwendung von Hochleistungs-Ultraschall bei der Herstellung von einlagigen Massivholzplatten eine Verkürzung der Press- und Abbindezeit sowie eine Verbesserung der Verklebungsqualität erreicht werden kann. Die Forscher hoffen dabei auch, prinzipielle Erkenntnisse ihrer Grundlagenuntersuchungen auf vergleichbare Produkte übertragen zu können. Das Forschungsprojekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Förderschwerpunkts „Integrierter Umweltschutz im Bereich der Holzwirtschaft“ gefördert.

Die auftragsbezogene Fertigung konfektionierter Massivholzplatten bietet gerade für klein- und mittelständische Unternehmen gute marktwirtschaftliche Chancen. Sie fertigen Massivholzplatten für die Möbelproduktion und den Treppenbau. Hauptprobleme dieser Branche sind die Kurzfristigkeit der Aufträge sowie viele unterschiedliche Produktabmessungen und niedrige Stückzahlen. Die Anwendung der Hochleistungs-Ultraschalltechnik zur Verklebung von Massivholzplatten soll den Herstellern eine flexible, qualitätsgerechte, terminsichere Lieferung ihres Produktes, auch in kleinen bis mittleren Stückzahlen, ermöglichen.

Zunächst wurden grundlegende Untersuchungen zur Art des Schalleintrags sowie zur Bestimmung und Optimierung wesentlicher Einflussgrößen – wie Klebstoff, Generatorleistung, Ankopplungskraft der Sonotrode (Schwingungswerkzeug), Einwirkzeit, Holzart und Feuchte der zu verklebenden Holzkanteln – auf die Verklebungsqualität durchgeführt. Erste Ergebnisse zeigen, dass bei der Ultraschallverklebung 50 Milimeter dicker Massivholzkanteln mit PVAc-Dispersionsklebstoff bei einer Vorschubgeschwindigkeit von zehn Metern pro Minute im Vergleich zur Kaltverklebung höhere Festigkeiten erreichbar sind. Sie hängen wesentlich vom eingesetzten Klebstoff und von der auf ihn abgestimmten Energiezufuhr ab. Letztere kann über die Ultraschallleistung und die Einwirkzeit auf die Klebfuge geregelt werden. Außerdem spielt die Holzfeuchte eine entscheidende Rolle.

Das Verarbeitungsfenster, bei dem eine geschlossene Klebschicht erreicht wird, ist relativ gering, da das in der Klebfuge enthaltene Wasser nicht „kochen“ darf. Durch höhere Energiezufuhr schmilzt zwar die thermoplastische PVAc-Schicht möglicherweise wieder zu einer geschlossenen Klebschicht, jedoch besteht dabei auch die Gefahr des Wegschlagens des Klebstoffs in die Holzmatrix. Dennoch belegen die ersten Forschungsergebnisse inzwischen, dass die Ultraschallanwendung den Klebprozess deutlich verkürzen kann, allerdings sind noch weitere Versuche notwendig.

Daneben ist die Einbindung von Hochleistungs-Ultraschalltechnik bei der Herstellung von Fensterkanteln denkbar. Darüber hinaus erhofft man, insbesondere auch im Zusammenhang mit den im ihd bereits vorliegenden Ergebnissen zur Ultraschall-Kantenklebung und zum Ultraschall-Glätten von Holzwerkstoffoberflächen, weitere Anwendungsfelder für die Hochleistungs-Ultraschalltechnik ableiten zu können.

Im Rahmen des Förderschwerpunkts „Integrierter Umweltschutz im Bereich der Holzwirtschaft“ fördert das BMBF Forschungsarbeiten in den Bereichen Holzwerkstoffherstellung, Holzbau, Sägewerke, Holzvergütung und Klebetechnik. So sollen die umweltgerechten Anwendungsmöglichkeiten des nachwachsenden Rohstoffs Holz aufgezeigt und genutzt werden. Über dieses und weitere Projekte innerhalb des Förderschwerpunkts informiert die Website www.holz-und-umwelt.de, die im Rahmen des projektbegleitenden Wissens- und Technologietransfers durch die Deutsche Gesellschaft für Holzforschung erstellt und gepflegt wird. Dort sind auch die Adressen und Ansprechpartner der jeweiligen Zuwendungsempfänger beziehungsweise Projektbearbeiter zur Kontaktaufnahme sowie umfangreiche Links zu Forschungsinstituten und Unternehmen abrufbar.

Ansprechpartner für die Medien:
Deutsche Gesellschaft für Holzforschung e.V.
Helmut Stoll
Bayerstraße 57 – 59
80335 München
Tel.: 089/51 61 70 – 17
Fax: 089/53 16 57
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