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14. Juni 2017 14:48

Studierende der Holztechnik entwickeln Sandwichplatten mit innovativen Wabenstrukturen

Pyramiden-Kernstruktur von Raphael Mutschal (Foto: Raphael Mutschal)

Herstellung der Faltstuktur von Holztechnikstudent Felix Schmidt (Foto: Felix Schmidt)

Bau der Sternwabenstruktur von Holztechnikstudentin Natascha Kamphans (Foto: Natascha Kamphans)

Studierende der Holztechnik aus dem 6. Fachsemester gemeinsam mit der Wissenschaftlichen Mitarbeiterin M.Sc. Constanze Kiwitt (rechts) bei der Druckprüfung an der Universalprüfmaschine (Foto: Martin Stosch)

Die Tatsache, dass etwas gut funktioniert, ist kein Indiz dafür, dass es nicht noch besser geht! Auf der Grundlage dieser allgemeinen Erkenntnis haben die Studierenden im Fachmodul „Möbelleichtbau“ bei Prof. Dipl.-Ing. Martin Stosch vollkommen neuartige, besonders druckfeste Stützstrukturen für leichte Verbundplatten entwickelt. Dabei war eine Kernschicht aus Original-Kraftliner-Papier mit einem Gewicht von 120g/m² – wie es heute in Wabenplatten eingesetzt wird – in 30 mm Höhe und mit einer Fläche von rund 330 x 330 mm manuell anzufertigen sowie zwischen zwei 4 mm starke Pappelsperrhölzer zu kleben. Das Originalpapier wurde vom Niederländischen Wabenhersteller Axxion Industries Group B.V. in Zwolle, der Klebstoff vom Detmolder Leimhersteller Jowat SE – beide Unternehmen sind wie die Hochschule OWL Mitglied in der Interessengemeinschaft Leichtbau e.V. (kurz: igeL) – für die Studienaufgabe gerne und kostenlos zu Verfügung gestellt.

Die „Nagelprobe“ war dann die Prüfung der maximalen Druckfestigkeit (bzw. der Druckspannung bei 10 % Stauchung) nach der Europäischen Technischen Spezifikation DIN CEN/TS 16526, DIN SPEC 3190 für leichte Sandwichplatten im Möbelbau, die diesbezüglich auf die Europäische Norm EN 826 verweist, an der Universalprüfmaschine im Holzlabor der Hochschule (Laborgebäude des Fachbereichs Produktion und Wirtschaft). Unter versierter Anleitung der Wissenschaftlichen Mitarbeiterin M.Sc. Constanze Kiwitt wurden jeweils fünf Prüfmuster der Studierenden bis zu einer Verformung von 10 % der Prüfkörperdicke (= 3,8 mm) mit einer Geschwindigkeit von 3,8 mm/min belastet.

Dabei haben zahlreiche, innovative Kernstrukturen der Studierenden deutlich bessere Druckfestigkeitswerte als die nicht nur im Möbelbau, sondern ebenso im Fahrzeug- und Flugzeugbau eingesetzte Sechseck-Expansionswabe (engl. Honeycomb) erzielt. Im Vergleich zu einer etablierten Papier-Expansionswabe im Möbel- und Innenausbau wurden Druckfestigkeiten erreicht, die bis zu einem Fünftel dem heutigen Stand der Industrie-Technik überlegen sind. – Aber bei der modernen Leichtbaukonstruktion geht es weder ausschließlich um das Gewicht noch um die Festigkeit allein. Entscheidend ist der Koeffizient, der Verhältniswert aus Beidem. Und so waren alle Studierenden im Rahmen der Aufgabenstelleng aufgefordert, einen sogenannten „BIC-Wert“ in Anlehnung an die Forschungen des erst kürzlich verstorbenen Deutschen Leichtbaupioniers – des Architekten und Hochschullehrers Frei Otto (Universität Stuttgart, Institut für Leichtbau, Entwerfen und Konstruieren (ILEK)) – zu ermitteln. Entscheidend für die Leistungsfähigkeit der studentischen Kernstrukturen, also für den Leichtbaugrad der speziell für den industriellen Möbelbau entwickelten Sandwichplatten, ist das Verhältnis von Druckfestigkeit zur eingesetzten Materialmenge (gemessen über das Gewicht).

„Es ist die wirklich allesentscheidende, Zukunftsaufgabe unserer Generation – und das gilt gleichermaßen für die Holztechnik-Studierenden wie uns Hochschullehrer – Lösungen zu suchen und auch zu finden, um mit weniger Material- und weniger Energieeinsatz bessere, sprich funktionellere, besser gestaltete und deutlich stabilere, also langlebigere Möbel zu bauen“, so Professor Martin Stosch, Sprecher des Studiengangs Holztechnik im Fachbereich 7 der Hochschule OWL. Bereits seit 2009 werden die zukünftigen Fach- und Führungskräfte der Holzwirtschaft in dieser essentiellen Teildisziplin des Möbel- und Innenausbaus von Mobilien und Immobilien im grundständigen Fachmodul „Möbelleichtbau“ ausgebildet. Mit dem weltweit wahrscheinlich einmaligen Studienangebot, korrespondierenden Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten sowie der lebendigen Vernetzung mit den rund 80 Mitgliedunternehmen des igeL positioniert sich der Bachelor-Studiengang Holztechnik in der Leichtbaukonstruktion von Möbeln und Innenausbauten ganz weit vorne!