VOTO

Ab­bil­dung 1: VO­TO Ma­te­rial - Wei­den­ge­we­be­ver­stärk­ter Kunst­stoff / Wood-Tex­ti­le-Com­po­si­te (WTC)

Im Rah­men des Pro­jekts VO­TO "Wei­den­ge­we­be­ver­stärk­ter Kunst­stoff mit va­ria­b­ler Ge­we­be­dich­te im tex­ti­len Holz­bau" wur­den Fas­sa­den­mo­du­le aus Ge­we­ben aus Wei­den­holz­fä­den und Po­ly­pro­py­len ent­wi­ckelt, wel­che ih­re An­wen­dung im tex­ti­len Holz­bau fin­den sol­len (Ab­bil­dung 1). Hier­zu wur­den zu­nächst die Ge­rä­te der la­bor­maß­s­täb­li­chen Her­stel­lung von End­los­fä­den aus Wei­den­schie­nen und ein La­bor­web­stuhl (Ab­bil­dung 2, links) für die Her­stel­lung von Ge­we­ben dar­aus wei­ter­ent­wi­ckelt. Da­mit wur­den Pro­be­kör­per­va­ri­an­ten für Stu­di­en für die Ent­wurfs­ar­beit für zwei ge­plan­te De­mon­s­t­ra­tor­fas­sa­den auf dem Cam­pus und die um­fang­rei­che werk­stoff­tech­ni­sche Ma­te­rial­cha­rak­te­ri­sie­rung her­ge­s­tellt. Zeit­g­leich wur­den viel­fäl­ti­ge Un­ter­su­chun­gen zur Pro­zes­s­opti­mie­rung durch­ge­führt, aus de­nen sich er­folg­reich die opti­mier­ten Pro­zess­be­din­gun­gen für die Her­stel­lung der Fas­sa­den­mo­du­le im Heiß­kom­pak­tier­pro­zess ab­lei­ten lie­ßen. Be­rück­sich­tigt wur­den da­bei ins­be­son­de­re die Pa­ra­me­ter Druck, Zeit und Tem­pe­ra­tur, um ei­ne ge­ringst­mög­li­che Schä­d­i­gung der Wei­den­ge­we­be im Pro­zess zu rea­li­sie­ren. Der Nach­weis er­folg­te mit­tels Mi­kros­ko­pie und CT-Auf­nah­men, so­wie ei­ner che­mi­schen Ana­ly­se des Hol­zes. In Ab­bil­dung 2 (rechts) ist der opti­mier­te Stan­dard­auf­bau der wei­den­ge­we­be­ver­stärk­ten Kunst­stof­fe (engl. Wood-Tex­ti­le-Com­po­si­tes, kurz WTC) zu se­hen.

Ab­bil­dung 2: links: Her­stel­lung von Wei­den­holz­ge­we­ben am an­ge­pass­ten La­bor­schaft­web­stuhl; rechts: der fer­ti­ge wei­den­ge­we­be­ver­stärk­te Kunst­stoff (WTC)

Des Wei­te­ren wur­de der ent­stan­de­ne Ver­bund­werk­stoff hin­sicht­lich sei­ner qua­si-sta­ti­schen, zy­k­lisch-dy­na­mi­schen und dy­na­misch-schla­g­ar­ti­gen Ei­gen­schaf­ten un­ter­sucht. Im De­tail wur­den Zug-, Druck- und 3-Punkt-Bie­ge­ver­su­che durch­ge­führt so­wie die Ei­gen­schaf­ten im Durch­stoß-, Im­pact- und Schlag­bie­ge­ver­such be­stimmt. Die Zug­ver­su­che wur­den au­ßer­dem durch di­gi­ta­le Bild­kor­re­la­ti­on un­ter­stützt und durch Er­mü­dungs­ver­su­che er­gänzt. Zu­sätz­lich wur­den vor dem Hin­ter­grund ei­ner not­wen­di­gen Be­fes­ti­gung Loch­lei­bungs­ver­su­che durch­ge­führt. Auf­grund des ge­plan­ten Ein­sat­zes im Au­ßen­be­reich wur­de zu­sätz­lich ei­ne künst­li­che Be­wit­te­rung des Ma­te­rials durch­ge­führt und de­ren Einflus­ses auf die me­cha­ni­schen Ei­gen­schaf­ten ana­ly­siert. Ba­sie­rend auf den im Rah­men der Be­wit­te­rung er­ziel­ten Er­geb­nis­se wur­de ei­ne Ad­di­ti­vie­rung der PP-Ma­trix mit UV-Sta­bi­li­sa­to­ren und Flamm­schutz­mit­teln durch­ge­führt und de­ren Be­einflus­sung der me­cha­ni­schen Kenn­wer­te über­prüft. Zu­sätz­lich er­folg­te die Ana­ly­se der Brenn­bar­keit des Ma­te­rials. Ein Aus­zug der durch­ge­führ­ten Prü­fun­gen ist in Ab­bil­dung 3 dar­ge­s­tellt.

Ab­bil­dung 3: Prü­fung von WTC

Es konn­te ge­zeigt wer­den, dass die ent­wi­ckel­ten Ver­bun­de gu­te me­cha­ni­sche Ei­gen­schaf­ten auf­wei­sen, wel­che mit de­nen klas­si­scher na­tur­fa­ser­ver­stärk­ter Ther­mo­plas­te ver­g­leich­bar sind.

Die Wit­te­rungs­sta­bi­li­tät konn­te durch den Ein­satz von UV-Sta­bi­li­sa­to­ren ver­bes­sert wer­den, die Ab­brand­ge­schwin­dig­keit wur­de durch den Ein­satz des Flamm­schutz­mit­tels ver­rin­gert. Die Er­geb­nis­se flos­sen in ei­nen um­fang­rei­chen Ent­wurf­s­pro­zess für die De­mon­s­t­ra­tor­fas­sa­den ein, so­dass am En­de des Vor­ha­bens ei­ne opa­ke und ei­ne trans­lu­zen­te Fas­sa­den­ge­stal­tung ent­wi­ckelt und um­ge­setzt wur­den (Ab­bil­dung 4).

Ab­bil­dung 4: Opa­kes und trans­lu­zen­tes Fas­sa­den­mo­dul (oben), Fas­sa­den­ent­wurf (un­ten links), Holz­ge­we­be (un­ten mit­tig) Press­werk­zeug (un­ten rechts)

Paral­lel zum Pro­jekt wur­de ein Las­ten­heft er­s­tellt, wel­ches als Vor­la­ge für ei­ne zu­künf­ti­ge in­du­s­tri­el­le Um­set­zung die­nen kann und im An­hang zum Schluss­be­richt zu fin­den ist.

Dank­sa­gung: Das IGF-Vor­ha­ben 21712 N der For­schungs­ve­r­ei­ni­gung Werk­stof­fe aus nach­hal­ti­gen Roh­stof­fen e. V. (WNR) und des For­schungs­ku­ra­to­ri­ums Tex­til e. V. (FKT) wur­de über die AiF im Rah­men des Pro­gramms zur För­de­rung der In­du­s­tri­el­len Ge­mein­schafts­for­schung (IGF) vom Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Wirt­schaft und Kli­ma­schutz (BMWK) auf­grund ei­nes Be­schlus­ses des Deut­schen Bun­des­ta­ges ge­för­dert. Wir be­dan­ken uns für die ge­währ­te Un­ter­stüt­zung. Un­ser Dank gilt au­ßer­dem den Mit­g­lie­dern des Pro­jekt­be­g­lei­ten­den Aus­schus­ses für die Un­ter­stüt­zung der Ar­bei­ten.