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Holzlaminate sind Multitalente, doch so vielseitig sie sind, haben sie auch Schwachstellen. Materialspannungen, hohe Druckbelastung oder mangelhafte Verleimungen können dazu führen, dass sich Schichten abspalten oder -lösen. Die Schäden können zwar repariert werden, aber besser wäre es wenn die sogenannte Delamination erst gar nicht auftritt.
Die Idee, die das Team aus Graz entwickelt hat, klingt fast zu einfach um wahr zu sein: Die Holzfurniere werden zusätzlich mit Garn vernäht, um stabiler zu werden, wie die TU am Donnerstag mitteilte. "Wir wollen Holz dort stärken, wo es wirklich nötig ist", betonte Feist vom Institut für Fahrzeugsicherheit. Die Methode erinnert an Stahlbewehrungen im Betonbau: So wie Stahl die Zugkräfte im Beton aufnimmt, sollen die Nähte diese Aufgabe im Holz übernehmen und damit die Ablösung der Holzschichten verzögern.
Die Vernäh-Technik hat sich in ersten mechanischen Tests bereits bewährt: Demnach erhöhe das Verfahren die Belastbarkeit der Holzlaminate deutlich. Es habe sich gezeigt, dass genähte Furniere Belastungen senkrecht zur Oberfläche bis zum Vierfachen der üblichen Kraft standhalten und bis zum Bruch bis zu 14 Mal so viel Energie einwirken musste.
Doch das Vernähen von Holz ist keine so leichte Aufgabe. Die Forschenden mussten Nadeln finden, die die Holzfasern nicht durchtrennen, sondern sanft verdrängen. Eine dreieckige Nadelspitze stellte sich als beste Lösung heraus. Beim Garn erwies sich Nylon als das beste Material, da es flexibel und dennoch reißfest ist. Mit industriellen Maschinen können Furniere bis zu 20 Millimetern Dicke bearbeitet werden - und das mit einer Geschwindigkeit von bis zu 2,5 Metern pro Minute, wurde berichtet.
"Die Möglichkeiten, die unsere Technologie etwa für die Konstruktion von Sportgeräten oder Komponenten im Interieur von Fahrzeugen bietet, sind äußerst spannend", betonte Feist. Insbesondere bei kleinen Flächen könne die Technik ihre Stärke ausspielen. Bei Schubbelastungen, die ein relatives Gleiten der Einzellagen verursachen, gab es allerdings keine maßgeblichen Verbesserungen. Hier brächte eine schräge Vernähung sehr steifer Fäden Vorteile, dies würde aber den gesamten Produktionsprozess sehr aufwendig machen.
Partner im Forschungsprojekt waren der Nadelhersteller Groz-Beckert, Fill Maschinenbau, Weitzer Woodsolutions und das Innovationszentrum W.E.I.Z. Gefördert wurde das Projekt von der Forschungsförderungsgesellschaft FFG.
