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Holz als Werkstoff der Zukunft

Holz und Holzverbundwerkstoffe sind wichtige Bausteine der österreichischen Industrielandschaft, die derzeit vor allem in traditionellen Anwendungsbereichen eingesetzt werden. Die Anwendungen reichen vom Bauwesen über die Möbelherstellung bis hin zur Fahrzeugtechnik etc. Durch gezielte Materialhybridisierung und Funktionalisierung wird das Anwendungsspektrum immer breiter. Nachhaltig und elegant zugleich, hat die Mobilitäts- und Fahrzeugindustrie Holz längst für sich entdeckt, um aus dem Rohstoff direkt oder in Kombination mit anderen Materialien unter anderem luxuriöse Innenausstattungskomponenten herzustellen. Ob als optische Verblendung, Kleinmöbel oder Funktionsbauteil, als Massivwerkstoff, Furnier oder Hybridwerkstoff, Holz wird vielfältig be- und verarbeitet.

Ein wesentliches Bestreben dieses Projektes ist es, zu zeigen, dass Holz den Wandel zu einem hochfunktionalen und zugleich ästhetischen Werkstoff vollziehen kann, dem als Werkstoff der Zukunft aufgrund seiner Nachhaltigkeit eine besondere Bedeutung zukommen wird. In Zeiten des ökologischen Wandels muss im Sinne der Nachhaltigkeit der eine oder andere Rohstoff weichen, um neuen, modernen und umweltfreundlichen Materialien den Vortritt zu lassen - nicht aber Echtholz.

Kompetenzen bündeln

In diesem Projekt sollen Echtholzfurnieroberflächen, die Teil der Innenausstattung von Jet-Flugzeugen sind, mit nachhaltigen Technologien intelligent und funktional gestaltet werden. Wo bisher Schalterelemente und konventionelle elektronische Bauteile wie LED-Leuchten zu finden sind, sollen Holzbauteile die verwendeten Kunststoffe und Bauteile ersetzen. Dabei ist neben der Funktionalität auch darauf zu achten, dass durchgängige, glatte Holzoberflächen entwickelt werden, die die optische Eleganz des Interieurs aufwerten. Daher werden in diesem Projekt Echtholzsubstrate optimiert (z.B. Entwicklung von Furnieren mit angepasster Flammschutzbehandlung) und funktionalisiert, um die dahinterliegende Beleuchtung sichtbar zu machen (transparentes Holz), eine direkte Bedruckbarkeit mit transparenten Tinten zu ermöglichen und drahtlos gedruckte Sensorik integrieren zu können. Ziel dieser Forschungsaktivitäten ist es, eine breite Anwendung von Holz als nachhaltiges, smartes Material zu ermöglichen und gleichzeitig die optische Eleganz der Oberfläche bestmöglich zu erhalten. Um dieses Ziel zu erreichen, besteht das Konsortium aus drei Partnern, die die optimale Expertise für die jeweiligen Themen mitbringen.

Ein Forschungsschwerpunkt ist das Aufbringen von Beschichtungen zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und zur Funktionalisierung der Furniere mit ressourcenschonenden Technologien. Dieser Schritt wird von WoodKPlus durchgeführt.

Ein weiterer Forschungsschwerpunkt ist die additive Fertigung von Elektronik (Sensoren, Leiterbahnen, Antennen) auf den Furnieren als Ersatz für herkömmliche Schalter und elektronische Bauteile. Diese Aufgabe übernimmt die SAL-interne "ASET" Research Unit. Diese Sensorkomponenten werden im Sinne der Nachhaltigkeit batterielos betrieben und mittels Funktechnologie drahtlos ausgelesen und mit Energie versorgt. Zusätzlich werden Displays mittels Drucktechnologien direkt auf dem Holz hergestellt. Besonderer Wert wird auf die Minimierung des Materialeinsatzes und die Unsichtbarkeit der Elektronik für den Benutzer gelegt. Diesbezüglich wird der Einsatz von transparenten Materialien und miniaturisierten Strukturen auf Holz untersucht.

Am Ende des Projekts wird ein Demonstrator präsentiert - ein smartes Holzfurnier, das durch Oberflächenbehandlung optimiert und mit additiven Fertigungsmethoden funktionalisiert wurde. Dabei werden Sensor- und Displayelemente miteinander interagieren und diese drahtlose Interaktion anschließend demonstriert. Die eingesetzten Sensorik- und Drucktechnologien in Verbindung mit den Echtholzfurnieren werden eingehend charakterisiert und untersucht. Die Forschungsgruppe von F/LIST wird den Einfluss auf die Eigenschaften dieser Furniere nach der anschließenden Beschichtung messen. Darüber hinaus werden Demonstratoren hinsichtlich ihrer Eignung für den Einsatz in der Luftfahrt und ihrer (geringen) Entflammbarkeit untersucht.

Die im Projekt angestrebte smarte Funktionalisierung von Holzbauteilen für den Flugzeuginnenausbau wird die Einsatzmöglichkeiten dieses natürlichen Rohstoffes für viele Anwendungen in der digitalisierten Zukunft vervielfachen und damit auch einen erheblichen Mehrwert im Sinne der Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft schaffen.