Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Sandwichplatte aus Holz und Biokunststoff schont endliche Ressourcen

04.05.2015

Als Energieträger wie auch in der stofflichen Verwertung ist Holz ein gefragter Rohstoff. Einer der größten Nutzer ist die Holzwerkstoffindustrie. Hier werden vielfach Sandwichplatten eingesetzt. Die Verbundkonstruktionen enthalten im Kern meist Waben aus unterschiedlichen Materialien oder Holzspäne. Vermehrt wird hierfür jedoch auch Kunststoff eingesetzt – bis dato auf Erdölbasis.

Fraunhofer UMSICHT arbeitet zusammen mit dem Hamburger Thünen-Institut für Holzforschung an einer Bio-Sandwichplatte aus 100 Prozent nachwachsenden Rohstoffen.


Sandwichplatten werden häufig im Leichtbau eingesetzt. © Fraunhofer UMSICHT


Formteil aus Biokunststoff (links) und Referenz auf Erdölbasis. © Fraunhofer UMSICHT

Die Herstellung von Sandwichplatten, etwa für den Einsatz im Möbel- oder Gebäude-Innenausbau, erfolgt über ein kontinuierliches Verfahren. Zunächst werden mit einem Treibmittel beladene Kunststoffpartikel (EPS, expandierbares Polystyrol) lose zwischen zwei mit Klebstoff versehene Holzpartikelschichten gestreut.

Wärmezufuhr und Druckaufbau in einer Heißpresse komprimieren die Decklagen aus Holz, und der Klebstoff in den Decklagen härtet. Zeitgleich erweicht der Kunststoff zunehmend, sodass das Treibmittel aktiviert wird. Nach Öffnen der Presse expandieren die Kunststoffpartikel in der Mittellage. Das Ergebnis ist eine Sandwichplatte mit einem leichten Schaumkern zwischen den stabilen Decklagen.

Künftig ohne Erdöl?

Die Forschungsteams von Fraunhofer UMSICHT und dem Thünen-Institut für Holzforschung passen dieses Verfahren im Rahmen des vom Waldklimafonds geförderten Projekts »Werkstoff-und Verfahrensentwicklung zur Herstellung einer Holz-Biokunststoff-Sandwichplatte auf Basis nachwachsender Rohstoffe« an einen neuen Biokunstsoff an.

»Durch die Verwendung des neuen innovativen Leichtbauwerkstoffs auf Basis biologischer Rohstoffe könnte im Bereich der Sandwichplatten erdölbasiertes Polystyrol künftig vollständig substituiert werden«, erklärt Hendrik Roch aus der Abteilung Biobasierte Kunststoffe bei Fraunhofer UMSICHT.

Hier wurden auch die ersten Versuche zur Herstellung von schäumbarem Biokunststoffgranulat auf Cellulosebasis erfolgreich durchgeführt. Das Verfahren ähnelt dem beim EPS. Das Ausgangsmaterial (Compound) muss zunächst im Extruder mit einem gasförmigen Treibmittel vermischt werden. Die mit Treibmittel beladenen Granulate werden dann hinsichtlich ihrer Schäumbarkeit untersucht.

In einem Formteilautomat erwärmt Wasserdampf das Granulat, sodass sich das Gas ausdehnt. Es entsteht eine leichte, geschäumte und stabile Kernstruktur aus Biokunststoff, die sich in einer geschlossenen Aluminiumform zum Formteil verschweißt. Nach Abkühlung der Form kann das fertige Formteil entnommen werden.

Optimierung

Am Thünen-Institut für Holzforschung wurde parallel zu den Schäumversuchen bereits die Fertigung von Bio-Sandwichplatten erprobt. Für das Team um Projektleiter Dr. Jan Lüdtke vom Thünen-Institut und Hendrik Roch von Fraunhofer UMSICHT geht es als nächstes um die Verbesserung der neuen Produkte. Die Forschenden optimieren die Materialeigenschaften hinsichtlich ihrer Temperaturbeständigkeit, Festigkeit etc.

Die Inhalte des Projekts werden parallel durch eine kritische ökologische Betrachtung der Lebenszyklusanalyse bewertet und gegebenenfalls gesteuert.

Förderung

Waldklimafonds, auf der Grundlage eines Beschlusses des Deutschen Bundestages unter gemeinsamer Federführung des Bundeslandwirtschafts- (BMEL) und des Bundesumweltministeriums (BMUB), Projektträgerschaft durch die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) unter dem Förderkennzeichen 28WB304002.

Weitere Informationen:

http://www.umsicht.fraunhofer.de/de/presse-medien/2015/bio-sandwichplatte.html

Iris Kumpmann | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen
27.06.2017 | Fraunhofer IFAM

nachricht Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter
23.06.2017 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zu aktuellen Fragen der Stammzellforschung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Fraunhofer FKIE ist Gastgeber für internationale Experten Digitaler Mensch-Modelle

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mainzer Physiker gewinnen neue Erkenntnisse über Nanosysteme mit kugelförmigen Einschränkungen

27.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wave Trophy 2017: Doppelsieg für die beiden Teams von Phoenix Contact

27.06.2017 | Unternehmensmeldung

Warnsystem KATWARN startet international vernetzten Betrieb

27.06.2017 | Informationstechnologie