Hybridbauteile mit Funktion aus Holz + Kunststoff

Seit zwei Jahrzehnten funktionalisiert IB Steiner Holz mittels Umspritzen von Kunststoffen. Bereits 2001 haben sie Forschungsarbeiten mit der HTBL Kapfenberg und der TU Graz durchgeführt, die die Vorteile beider Werkstoffklassen vereint haben. Die hoch entwickelten Herstelltechnologien und Entwicklungsmethoden aus der Kunststofftechnik werden für Hybridbauteile aus Holz angewandt.

Basis und Voraussetzungen sind geschaffen, um in Umsetzungsprojekten dieses Know-how für Mitgliedsfirmen des Holzcluster Steiermark verfügbar zu machen. Dieses Wissen ermöglicht sowohl die Fertigung geringer Stückzahl als auch eine Großserienfertigung.

Die Anwendungsbereiche sind vielfältig und umfassen unter anderem Handwerk, Möbelbau, Fahrzeugkomponenten und Bauteile für Geräte. Traditionelle Produktbereiche, in denen der wertvolle, von der Natur über Jahrtausende evolutionär optimierte Werkstoff Holz erfolgreich eingesetzt wurde, werden wieder belebt. Ein Redesign ergibt nicht nur smarte Lösungen, sondern Produkte mit technischen und wirtschaftlichen Vorteilen. Bekannte Erfolgsbeispiele am Markt sind der Holzschalungsträger H20 top von DOKA Amstetten und das TWiNTEE, welches von unserem Schwesterunternehmen, der HYBRID COMPOSITE PRODUCTS GmbH, produziert wird.

Es sind 50 Varianten der Spritzgießtechnologien für die Funktionalisierung von Holz nutzbar. Auch für komplexe Produktanforderungen ist eine wirtschaftliche Fertigung möglich, ohne Kompromisse bei den Eigenschaften der Bauteile eingehen zu müssen. Ein Beispiel für eine von IB STEINER entwickelte Herstelltechnologie ist die EXJECTION Technologie, die im Hybridspritzguss auch die Herstellung von sehr langen Bauteilen aus Holz ermöglicht. Grundsätzlich ist mit dieser Technologie auch eine endlose Fertigung von funktionalisierten Holzlatten machbar.

Die Funktionalisierung von Engineered Wood Components ermöglicht Produkteigenschaften, die sonst nur Kunststoffteilen vorbehalten sind. Dies können Eigenschaftsverbesserungen an der Oberfläche sein, krafteinleitende Strukturen oder die Integration von Montageelementen. Schnappverbindungen, Fügen durch Montagespritzguss und integrierte Dämpfungselemente können sehr vorteilhaft mit den sehr guten Leichtbaueigenschaften von Holz kombiniert werden. Dies wurde in Zusammenarbeit mit dem Holzcluster Steiermark im COMET Projekt WoodC.A.R. eindrucksvoll nachvollzogen. Die von den Forschungspartnern entwickelten Methoden der virtuellen Entwicklung, bis hin zur Simulation der Crashbelastung von Fahrzeugkomponenten, ermöglichen die systematische Entwicklung von Hybridprodukten aus Holz und Kunststoff für alle Anwendungsbereiche.

Durch Spritzgießen erzielt man auch eine Verdichtung des Holzes. Sandwichträger mit Holz in den Randschichten führen im Vergleich zu reinen Holzträgern zu einer Festigkeitssteigerung von 30 % bei Buche und von 45 % bei Fichte. Diese Leistungsdaten können noch weiter gesteigert werden, wie die Ergebnisse des ERA-NET ForestValue Forschungsprojektes Strong Composite gezeigt haben. Mit delignifizierten, verdichteten Holz erreicht man die Werkstoffeigenschaften von Aluminium sowohl betreffend die Festigkeit und den E-Modul, maßgebend für die Steifigkeit.

Entsprechend dem Zeitgeist mit der Verwendung von nachwachsenden Rohstoffen, ganz im Sinne des Green Deals der EU, wird es zu einer Renaissance der technischen Holzanwendungen kommen. Biopolymere tragen dazu bei, dass die Ökobilanz positive Ergebnisse liefert. Die Nutzung der Synergien von Kunststoffindustrie und Holzindustrie als Stärken unserer Länder im zentraleuropäischen Raum ermöglicht die Fertigung von Hybridbauteilen aus Holz und Kunststoff, die Wettbewerbsvorteile am Markt bringen. Es gilt diese Möglichkeiten gemeinsam aktiv zu nutzen.

Kontakt:
DI Gottfried Steiner
IB STEINER
8724 Spielberg, Österreich
Tel.: +43 676 84 72 77 612
E-Mail: g.steiner@ibsteiner.com
Websiten: www.ibsteiner.com