Holz mit Nadel und Faden

Technik, 13.04.26
Claudia Stieglecker
Neben der Anwendung im Fahrzeugbau und in der Sport- und Freizeitindustrie ist auch die Nutzung im Bereich des Möbelbaus und Bauwesens möglich – wie zum Beispiel zur Herstellung faltbarer Brückenelemente oder zusammenlegbarer Bänke. Foto: W.E.I.Z.
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Gezielte Nähte aus Nylon können die Schwächen von Holzlaminaten ausgleichen und eröffnen neue Möglichkeiten im Fahrzeug-, Sportgeräte- und Holzbau.

Holzlaminate kommen vielfältig zum Einsatz, so bei der Ski- und Snowboard-Herstellung oder bei Bauteilen für den Fahrzeuginnenraum. Die Gewichtsvorteile für den Leichtbau bringen aber auch Nachteile mit sich: Quer zur Faser sind sie deutlich weniger belastbar und bei Krafteinwirkungen senkrecht zur Oberfläche – der Schälbelastung – kommt es leicht zur Ablösung einzelner Holzschichten, die so genannte Delamination. Ein Team am Institut für Fahrzeugsicherheit der TU Graz hat gemeinsam mit dem Innovationszentrum W.E.I.Z. und Partnern aus der Wirtschaft mit dem Vernähen von Holzfurnieren eine Methode entwickelt, die insbesondere der Delamination entgegenwirkt.

KRITISCHE KRÄFTE

Das Prinzip orientiere sich laut TU Graz an Stahlbewehrungen, die aus dem Bauingenieurwesen bekannt sind. So wie die Bewehrungen im Beton Zugkräfte aufnehmen, könnten die Nähte im Holz kritische Kräfte abtragen, was sich besonders bei Schälbelastungen positiv auswirke und die Ablösung der Holzschichten wesentlich hinauszögere. Bei Tests hielten die genähten Furniere bei Schälbelastungen der vierfachen Krafteinwirkung stand und die absorbierte Bruchenergie war vierzehn Mal größer als bei unvernähten Furnier-Laminaten.

WECHSELWIRKUNGEN

Die Forschenden untersuchten systematisch die Wechselwirkung zwischen Holz, Garn, Nadelgeometrie und der Konditionierung der Werkstoffe. So mussten sie Nadeln finden, die die Holzfasern eher verdrängen statt sie durchzutrennen, wobei sich eine dreieckige Nadelspitze als beste Lösung herausstellte. Beim Garn fiel die Wahl letztendlich auf Nylon, da es bei ausreichend hoher Steifigkeit und Festigkeit große Verformungen aufnehmen kann, ohne zu reißen. Genäht wird mit gängigen, industriellen Nähmaschinen, die vernähten Laminate können bis zu 20 mm dick sein, wobei Verbindungen mit anderen Werkstoffen ebenfalls möglich sind.

STABILITÄT UND BEWEGLICHKEIT

Die Technologie eröffne damit auch neue Möglichkeiten in der baulichen Gestaltung. So lassen sich durch das gezielte Aufnähen von Geweben flexible Holzverbindungen realisieren, die als Falz oder Gelenk dienen. Gemeinsam mit der Universität Innsbruck seien solche Konzepte bereits in Demonstratoren umgesetzt worden, etwa in einer faltbaren und damit transportablen Brücke oder einer faltbaren Sitzbank, die Stabilität und Beweglichkeit kombiniert, heißt es.

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