Die 3D-Druck-Technologie eröffnet ganz neue Wege in puncto Design und Ressourceneffizienz. Doch eignet sich die additive Fertigung auch für die Herstellung holzbasierter Möbel? Das wird derzeit im Projekt „addwood“ untersucht.
Bei der additiven Fertigung wird Material Schicht für Schicht aufgetragen und so ein dreidimensionaler Gegenstand erzeugt. Forscher von der TU Dresden und der Westsächsischen Hochschule Zwickau entwickeln im Projekt „addwood“ nun einen holzbasierten Werkstoff für den 3D-Druck.
Dabei verfolgen sie einen ressourceneffizienten Forschungsansatz und nutzen naturbelassene Späne aus der holzverarbeitenden Industrie. Ziel ist es, Möbelprototypen klimafreundlich zu erstellen und an die ökonomischen und technischen Anforderungen des Möbelmarktes anzupassen.
Vielversprechende Voruntersuchungen
Das Fertigungsverfahren „Liquid Deposition Modeling“ (LDM) wurde ursprünglich entwickelt, um dickflüssige Materialien wie Ton für den 3D-Druck einzusetzen. In den letzten Jahren gelangen große Fortschritte im Bereich der additiven Fertigungstechnologien. Allerdings wurden dabei nur wenige Versuche unternommen, natürliche Ausgangsmaterialien wie z.B. Holz für den 3D-Druck zu verwenden.
Voruntersuchungen der Projektpartner aus Dresden und Zwickau zeigen nun, dass das additive Verfahren auch auf Holzbasis eine vielversprechende Technologie sein kann. 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 zunächst hinsichtlich ihrer Partikelgröße und -form. Auch die Holzart, der Einsatz von Verstärkungsfasern und die Wahl des Bindemittels nehmen Einfluss auf Festigkeit und Schwindverhalten des 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.
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.
