Die Hochschule Schmalkalden ist besonders geeignet, sich mit der Forschung zum Werkstoff Holz zu befassen, da der Thüringer Wald und die regionale Industrie stark damit verbunden sind. Holz ist ein vielseitiger, nachwachsender Rohstoff, der kaum etwas an seiner Bedeutung eingebüßt hat. Besonders in der Holzverarbeitung gibt es viele ungelöste Fragen, etwa zur Formstabilität von Furnierholzprodukten bei unterschiedlichen klimatischen Bedingungen, wie sie im Forschungsprojekt „FurForS“ behandelt werden. Hierbei geht es um die Optimierung der Fertigung von furnierbasierten Produkten, die bislang oft auf Erfahrungswissen beruhen. Die Wissenschaft kann dazu beitragen, das Verhalten von Furnierlagenhölzern besser zu verstehen und die Produktion zu verbessern.
Das Kooperationsprojekt FurForS
Im Projekt FurForS kooperiert die Forschungsgruppe mit der TU Dresden: Am Dresdner Institut für Naturstofftechnik widmet sich die Forschungsgruppe Massivholz/Furnier um Prof. André Wagenführ Themen rund um den Werkstoff Holz in seiner natürlichen Form, aber auch Holzverbundwerkstoffen. In der Kooperation mit der Hochschule Schmalkalden konzentriert sich Dresden auf die kleinskalige Analytik der Furnierblätter, also den mikroskopischen Veränderungen der Strukturen, die sich zum Beispiel durch eine Behandlung in der Klimakammer ergeben.
An dem Schmalkader Team ist es indes, berechnungstechnische Ansätze zu entwickeln, Modellierungen vorzunehmen und Parameter und Faktoren zu taxieren, die einen signifikanten Einfluss auf die Strukturmechanik haben. Das Ziel ist hierbei die Entwicklung von Berechnungsmodellen, die sich auf die individuellen Eigenschaften von Furnierlagenhölzern anpassen lassen. Die Vermittlung zwischen einer Generalisierung und einer individuellen Anpassung verlangt einen hohen Rechenaufwand des Modells, der sich mit der Hinzunahme mehrerer Schichten potenziert. Bei diesem Ansatz verbindet sich die Strukturmechanik mit der Informatik, wobei der materialwissenschaftliche Fokus leitend bleibt.
Zusammengefasst haben sich die verschiedenen Projektpartner, neben der HSM und TUD auch die Kreutzfeldt GmbH & Co. KG und die GbR Lie-Design, in dem Ansinnen zusammengefunden, die Form- und Eigenspannungsänderungen von Lageholzprodukten mit modellgestützten Prognosen vorauszuberechnen. Die Modelle haben eine Gültigkeit ebenso für die Fertigung wie den späteren Einsatz, und können in beiden Hinsichten eine Optimierungsleistung erreichen, zum Beispiel was die Effizienz im Herstellungsprozess anbetrifft. Das gemeinsame Ziel der Projektpartner ist es, durch ein vertieftes Verständnis des Werkstoffs Holz seine Nutzung weiter zu optimieren und die Grenzen der Anwendung weiter auszuloten. Von der bisher genutzten Erfahrung soll es hin zu Berechungsmodellen gehen, die durch Simulationen und numerische Abbildungen das Verständnis des Materials vertiefen.
Verortung an der HSM
Professor Andreas Dietzel wurde im Herbst 2021 auf die Professur „Konstruktion, Fertigungsmesstechnik und CAD“ an der Fakultät Maschinenbau berufen und engagiert sich seitdem in der Forschungsgruppe Strukturmechanik. Für ihn ist dieser Bereich keineswegs Neuland, promovierte er doch an der Hochschule Schmalkalden und der Technischen Universität Ilmenau zum Thema „Modellgestützte Ermittlung und Bewertung der Formgebungsgrenzen von Rotbuchenfurnier“ bei Professorin Hendrike Raßbach.
Auch wenn gerade Hochschulen angewandter Forschung durch den bürokratischen Aufwand der Einwerbung von Drittelmittelprojekten vor nicht eben geringe Herausforderungen gestellt werden, konnte Professor Dietzel mit den beiden wissenschaftlichen Mitarbeitern Dr.-Ing. Dennie Supriatna und M.Eng. Daniela Pachatz ein motiviertes Team zusammenstellen, das sich nun in dem Projekt FurForS einbringt.
Der gesamte Artikel ist hier zu finden: https://hereingeforscht.de/