Ein Wissenschaftskonsortium aus Technischer Universität Dresden und Westsächsischer Hochschule Zwickau setzt naturbelassene Späne aus der holzverarbeitenden Industrie für einen neuen ressourceneffizienten Forschungsansatz ein. Entwickelt werden soll ein Werkstoff für den 3D-Druck. Die Projektpartner verfolgen das Ziel, Gestaltungsentwürfe für Möbelprototypen klimafreundlich zu erstellen und an die ökonomischen und technischen Anforderungen des Möbelmarktes anzupassen.
Das angewandte Fertigungsverfahren Liquid Deposition Modeling (LDM) wurde ursprünglich entwickelt, um dickflüssige Materialien wie Ton für den 3D-Druck einzusetzen. In den letzten Jahren gelangen Fortschritte im Bereich der additiven Fertigungstechnologien. Allerdings wurden nur wenige Versuche unternommen, natürliche Ausgangsmaterialien wie Holz für den 3D-Druck zu verwenden. Voruntersuchungen der Projektpartner zeigten, dass das additive Verfahren auch auf Holzbasis eine vielversprechende Technologie darstellt. Im Vergleich zu bisher angewandten Verfahren, etwa dem Fused Deposition Modeling (FDM), konnte der maximale Holzgehalt im Material von 40 Prozent auf fast 90 Prozent erhöht werden – ein großer Erfolg in puncto Nachhaltigkeit. Mit der Wahl des Bindemittels Methylcellulose auf Holzbasis schafften die Wissenschaftler schließlich eine zu 100 Prozent auf nachwachsenden Rohstoffen basierende 3D-Druck-Mischung.
Möbelhersteller produziert Prototypen
Um festzustellen, ob Holzspäne aus Sägewerken als Ausgangsmaterial geeignet sind, charakterisieren die Holzwissenschaftler die naturbelassenen Späne hinsichtlich ihrer Partikelgrößen und -formen. Auch die Holzart, der Einsatz von Verstärkungsfasern und die Wahl des Bindemittels nehmen Einfluss auf Festigkeit und Schwindverhalten des herzustellenden Materials und sind deshalb Teil des dreijährigen Untersuchungsprogramms. Darüber hinaus führen die Partner Untersuchungen zur Materialästhetik und der Nachbearbeitung des Werkstoffs durch. Der Möbelhersteller Freistil produziert anschließend Prototypen aus dem Produktsortiment des Praxispartners und bewertet deren Marktfähigkeit.
Hintergrund:
Holzspäne werden bisher vorrangig energetisch verwertet. Ihr Einsatz im 3D-Druck für die Möbel- und Möbelteilfertigung kann die Wertschöpfung in der Möbelbranche nachhaltig und umweltschonend steigern.
Die Nutzung neuer Potentiale von Holz in der Bioökonomie und eine ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft sind wichtige Schwerpunkte der Charta für Holz 2.0. Das Vorhaben leistet hierfür einen wichtigen Beitrag, weil es den Anteil stofflich genutzten Restholzes und das Potenzial von Holz für die Bioökonomie erhöht.
Die FNR ist seit 1993 als Projektträger des BMEL für das Förderprogramm „Nachwachsende Rohstoffe“ aktiv. Sie unterstützt außerdem Forschungsthemen in den Bereichen nachhaltige Forstwirtschaft und innovative Holzverwendung.
Zugehörige Dateien:
Verbundvorhaben: 3D-Druck von Möbeln aus Restholz. Nutzung spanförmiger Reststoffe aus der Holzindustrie für das Liquid Deposition Modeling
