#WeKnowWood: Fraunhofer WKI präsentiert eine Holzbrücke sowie ein Öko-Stand-Up-Paddleboard auf der LIGNA 2023

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Der Querschnitt des Paddleboards zeigt den Sandwich-Aufbau: Kern aus recyceltem Balsaholz mit einer Außenhülle aus naturfaserverstärktem Biokunststoff. | Quelle: Christoph Pöhler | Copyright: Fraunhofer WKI I Christoph Pöhler | Download

Mit den Exponaten zeigt das Fraunhofer WKI Möglichkeiten, petrochemische oder mineralische Komponenten, wie in herkömmlichen Paddleboards oder Brücken, durch nachwachsende und teilweise zusätzlich rezyklierte Rohstoffe zu ersetzen. Daraus ergeben sich hohe Einsparpotenziale hinsichtlich des Energiebedarfs sowie endlicher Ressourcen.

Nachhaltige Fußgänger- und Fahrradbrücke
Die Brücke besteht aus einem frei formbaren Lagenwerkstoff aus Laubholzfurnieren. Die für den Lagenwerkstoff verwendeten Hybridwerkstoffe werden aus einer Kombination von frisch geschälten, feuchten und damit noch flexiblen Laubholzfurnieren in Verbindung mit Natur- und insbesondere Basaltfasern hergestellt. In einem speziellen Vakuumtrocknungs- und Infusionsverfahren fertigen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler selbsttragende 3D-Freiformflächen an. Das Ergebnis ist eine sehr langlebige Brücke aus nachwachsenden Rohstoffen, die eine umweltfreundliche Alternative zum Betonbrückenbau darstellt.

Der Einsatzbereich der neuen Werkstoffe liegt unter anderem im leichten Holzbrückenbau. Dort können die Werkstoffe sowohl als statisch integrativer Bestandteil der Primärkonstruktion als auch für Sekundärbauteile eingesetzt werden – beispielsweise Belag- und Deckschichten oder Vorhangschalen.

Die Lagenwerkstoffbrücke zeigt Möglichkeiten, nachwachsende Rohstoffe wie Balsaholz, Laubholz oder Naturfasern in zukunftsorientierte und langlebige Anwendungen zu bringen. Durch den Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen lässt sich der CO2-Fußabdruck im Vergleich zu Betonbrücken deutlich reduzieren.

Öko-Stand-up-Paddleboard
Forschende des Fraunhofer WKI präsentieren außerdem ein Stand-up-Paddleboard aus einem Leichtbau-Sandwichelement mit nachwachsenden Rohstoffen. Für den Kern wird Balsaholz von ausgedienten Windenergie-Rotorblättern verwendet – eine nachhaltige Lösung für deren hochwertige Wiederverwertung. Balsaholz ist in großen Mengen in Rotorblättern von Windenergieanlagen verbaut und fällt am Ende des Lebenszyklus der Rotorblätter als Abfall an und wird dann verbrannt. Mit dem Einsatz im Öko-Stand-Up-Paddleboard wird dem Balsaholz eine längere Nutzungsphase gegeben.

Ergänzend dazu haben die Forschenden den Einsatz von naturfaserverstärkten Biokunststoffen, u.a. auf Basis von Itaconsäure, untersucht. Hierbei konzentrieren sie sich auf den Einsatz von Flachsfasern, da diese über vorteilhafte mechanische Eigenschaften verfügen und in Europa angebaut werden.
Die Entwicklung stellt eine ökologische Alternative für Wassersportgeräte dar, die bisher meist aus erdölbasierten Kunststoffen wie Epoxidharz, Polyesterharz, Polyurethan und expandiertes oder extrudiertes Polystyrol in Kombination mit Glas- und Carbonfasergeweben hergestellt werden.

Das Stand-up-Paddleboard erfüllt hohe Anforderungen hinsichtlich mechanischer Festigkeit in Kombination mit Feuchte-, Salzwasser- und UV-Beständigkeit. Künftig könnte der neue Bio-Verbundwerkstoff bei weiteren Wassersportgeräten, aber auch beim Bau von Gebäuden, Autos, Schiffen und Zügen zum Einsatz kommen.

Live erleben auf der LIGNA 2023
Das Fraunhofer WKI präsentiert seine Innovationen auf der LIGNA 2023 in Halle 26, Stand B 78. Mitaussteller ist der Internationale Verein für Technische Holzfragen e. V. (iVTH).
Die LIGNA ist die Weltleitmesse für Werkzeuge, Maschinen und Anlagen zur Holzbe- und -verarbeitung und findet vom 15. bis 19. Mai 2023 in Hannover statt.

Förderung
Das Projekt »Freifo« wurde vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) gefördert. Das Projekt ist in der Förderdatenbank der FNR gelistet (Förderkennzeichen 2220HV039A bis D).

Das Projekt »EcoSup« wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) über den Projektträger Jülich (PTJ) gefördert.

Zum Hintergrund
Nachhaltigkeit durch Nutzung nachwachsender Rohstoffe steht seit über 75 Jahren im Fokus des Fraunhofer WKI. Das Institut mit Standorten in Braunschweig, Hannover und Wolfsburg ist spezialisiert auf Verfahrenstechnik, Naturfaser-Verbundkunststoffe, Bindemittel und Beschichtungen, Holz- und Emissionsschutz, Qualitätssicherung von Holzprodukten, Werkstoff- und Produktprüfungen, Recyclingverfahren sowie den Einsatz von organischen Baustoffen und Holz im Bau. Nahezu alle Verfahren und Werkstoffe, die aus der Forschungstätigkeit hervorgehen, werden industriell genutzt.

Weitere Informationen:
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