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Wood K plus entwickelt Materialien für hochbelastbare Bauteile aus dem 3D-Drucker Neue Wege der Ligninnutzung erforscht – Erfolgreicher Abschluss des Projektes SmartLi Gestartet: Strategisches Grundlagenprojekt für Hochleistungsmaterialien aus nachwachsenden Rohstoffen Feierlicher Startschuss für SusBind Kompetenzzentrum Holz GmbH 219. Ausgabe 13.08.2018 1
Wood K plus entwickelt Materialien für hochbelastbare Bauteile aus dem 3D-Drucker Bericht: Andreas Haider, Jürgen Leßlhumer Im europäischen Forschungsprojekt „3D- Zur Umsetzung der Ziele werden zwei Ansätze CFRP“ (Additive Manufacturing of verfolgt. Einerseits sollen die Continuous Fibers Reinforced Polymer Endlosverstärkungsfaser (z.B. Carbon- und Cellulose-/Naturfasern) sowie die Kunststoff- Composite Materials for High Performance Filamente im Druckkopf des 3D-Drucker Structural Applications) erforscht Wood K zusammengeführt werden (Beispiel siehe plus gemeinsam mit Industriepartnern und Abbildung 1). Anderseits sollen Kunststoff- Universitäten neue, innovative Materialien Filamente, die bereits die und Technologien zur Herstellung von Endlosverstärkungsfasern enthalten, entwickelt Bauteilen für Strukturanwendungen. werden. Endlosfaser-verstärkte Composite-Bauteile für spezifische Industrien (Luft- und Raumfahrt, Automotive, Wind-Energie etc.) werden in aufwändigen und lohnintensiven Verarbeitungsverfahren hergestellt. Zu nennen wären Handlaminier-, Wickel- und Harzinjektionsverfahren (z.B. RTM – Resin Transfer Moulding). Die so hergestellten Bauteile basieren zumeist auf Harzen, welche einen Aushärteprozess benötigen. Abb. 1: 3D-gedruckte Strukturbauteile aus CFRP (Quelle: ANISOPRINT) Ziel des EU-Projektes „3D-CFRP“ ist es, die Produktionskette für Strukturbauteile aus CFRP Wood K plus (Projektleiter und wissen- durch den Einsatz der additiven schaftlicher Partner) entwickelt sowohl das Fertigungstechnologie Material Extrusion (FFF Prozess-Know-how für die Filament-Herstellung – Fused Filament Fabrication) zu vereinfachen (mit und ohne Verstärkungs-faser) als auch bzw. zu verkürzen. Dadurch würden beispiels- Rezepturen für eine verbesserte Haftung weise keine vorimprägnierten Halbzeuge (sog. zwischen Kunststoff-Filament und Endlosfaser. Prepregs) sowie komplexe und teure Die Verarbeitung im 3D-Druck bedingt auch die Werkzeuge und Harzinjektionssysteme mehr Bestimmung von Daten (Material und Prozess) benötigt. für die Simulation des Druckprozesses und gedruckter Bauteile. Dazu wird am Institut für Zu beachten sind dabei aber die aktuell Polymer Extrusion und Compounding der JKU existierenden Einschränkungen im Bereich von Linz (AUT) der 3D-Druckprozess modelliert 3D-gedruckten Kunststoff-Bauteilen. Diese sind sowie simuliert (auf Basis ermittelter verfügbare Materialien und Technologien sowie Materialkennwerte). Die Charakterisierung der Schichthaftung, Anisotropie und 3D-gedruckten Strukturbauteile wir am Institut Materialperformance. In der FFF-Technologie für Konstruktiven Leichtbau der JKU Linz (AUT) werden hauptsächlich unverstärkte Kunststoffe sowie an der Litauischen Technischen eingesetzt. Je nach Anwendung werden Universität Kaunas (LTU) durchgeführt. Die diskontinuierliche Füllstoffe wie Kurzfasern oder Firma PRIME aerostructures (AUT) wird ihr Partikel zur Verbesserung von Eigenschaften Know-how im Bereich der Simulation von eingesetzt. Diese sind jedoch um ein Vielfaches Strukturbauteilen und der 3D-Druck Simulation niedriger als die zu erwartenden Kennwerte von einbringen. HAGE (AUT) sowie Karfidov Lab CFRP-basierten Bauteilen. Kompetenzzentrum Holz GmbH 219. Ausgabe 13.08.2018 2
LLC (RUS) sind als Know-How-Träger für die Das dreijährige Projekt mit einem Projektbudget Entwicklung der Drucker zuständig. von etwa € 1,3 Mio. wird von der Komplettiert wird das Projektteam durch Österreichischen Forschungs- PRIREVO (AUT), einem jungem und förderungsgesellschaft FFG gefördert. dynamischen Unternehmen im Bereich 3D- Druck. Abb. 2: Kick-Off-Meeting in Moskau mit allen Projektpartnern (Quelle: IKL) Kompetenzzentrum Holz GmbH 219. Ausgabe 13.08.2018 3
Neue Wege der Ligninnutzung erforscht – Erfolgreicher Abschluss des Projektes SmartLi Bericht: Pia Solt, Erik van Herwijnen und Miriam Lettner Wien/Helsinki, Juni 2018. Im Rahmen des Klebstofftechnologien“ beschäftigt sich EU-Projektes SmartLi stand in den letzten erfolgreich mit der Entwicklung ligninbasierter drei Jahren ein Nebenstrom der Papier- und Phenolformaldehyd-Klebstoffe (PF) für den Einsatz in Holzwerkstoffe. Das Team MAIF Zellstoffindustrie im Fokus der Forschung: leitete das Arbeitspaket zur ökonomischen und Lignin. Wood K plus war in dem dreijährigen ökologischen Bewertungen der neu Forschungsprojekt mit zwei Teams vertreten. entwickelten Prozesse und Produkte Neben der erfolgreichen Entwicklung neuer Lignin-basierten Phenolformaldehyd- Der Weg: Neue Technologien und Produkte Klebstoffe durch das Team „Neue SmartLi fand seinen erfolgreichen Abschluss im Klebstofftechnologien“, wurde die gesamte Juli 2018. In der dreijährigen Projektlaufzeit konnte gezeigt werden, dass bis zu 70% Technologie- und Produktentwicklung mittels Phenol in PF Harzen durch Lignin substituiert ökologische und ökonomische Bewertungen werden kann, ohne dabei Festigkeitseinbußen durch das Team „Marktanalyse und zu erhalten. Hierbei wurden unterschiedliche Innovationsforschung“ (MAIF) begleitet. Ligninaufschlussverfahren getestet und an den Durch technologische Weiterentwicklung und finalen Klebstoffeigenschaften verglichen. prozessbegleitende Bewertungen konnte Im Zuge der prozessbegleitenden Bewertung Wood K plus einen wesentlichen Beitrag zur führte das Team MAIF ein Life Cycle Assessment (LCA) durch um die neuen zukünftigen Ligninnutzung leisten. Technologien und Produkte systematisch hinsichtlich ihrer Umwelteigenschaften Der Start: Stoffliche Nutzung von Lignin bewerten zu können. Um die Bewertung dieser Seit Jahren wird über die Nutzung von Lignin – Aspekte bereits während der R&D zu ein Nebenprodukt der Papier- und berücksichtigen, wurde ein, in die Entwicklung Zellstoffindustrie diskutiert. Die chemische integrierter und iterativer Ansatz entwickelt. Struktur von Lignin bietet dabei einen Dadurch konnte die Entwicklung von vielversprechenden Ersatzstoff für Labormaßstab bis hin zur Pilotphase verfolgt erdölbasierter Materialien und Produkte, und und bewertet werden. Wie sich beispielsweiße bietet dadurch eine Vielzahl an die neuen lignin-basierten PF Klebstoffe im Anwendungsmöglichkeiten. Bis heute konnte Vergleich zu herkömmlichen Phenolharzen das Potenzial von Lignin für Anwendungen schlagen wird aktuell innerhalb einer jenseits der Energiegewinnung noch nicht Projektpartnerübergreifenden Publikation vollständig genutzt werden. Um diesen Zustand behandelt (Abbildung 5 [a]). Neben der zu ändern, wurde 2015 das EU-Projekt ökologischen Bewertung wurde ebenfalls eine „SmartLi“ (Smart Technologies for the ökonomische Bewertung durchgeführt. Conversion of Industrial Lignin into Sustainable Während sich die Bewertung der neuen Materials) gestartet. 13 internationale Partner Technologien auf die potenziellen Kosten aus Forschung und Industrie arbeiteten drei konzentrierte, zielte die Bewertung der neuen Jahre an der Entwicklung von Produkte primär auf die Identifikation Aufbereitungstechnologien und potentieller Barrieren und Anreize der Anwendungsmöglichkeiten für technische Innovationsdiffusion ab. Hierzu wurden neue Lignine. Wood K plus war mit dem Bereich Methoden aus der traditionellen Marktforschung Massivholz & Holzverbundwerkstoffe in Tulln mit technologievorausschauenden Methoden sowie dem Team Marktanalyse & verknüpft, um spezifische Anreize und Innovationsforschung (MAIF) im Projekt gleich Barrieren für die Einführung der neuen zwei Mal vertreten. Das Team „Neue ligninbasierten Produkte auf den Markt Kompetenzzentrum Holz GmbH 219. Ausgabe 13.08.2018 4
aufzuzeigen. Darüber hinaus wurden Manuskripte sind eingereicht, an zwei wird verschiedene Stakeholdergruppen entlang der aktuell gearbeitet und eine weitere Publikation neuen Wertschöpfungskette in die techno- ist noch geplant. Wood K plus konnte des ökonomischen Bewertungen miteinbezogen. Weiteren die Ergebnisse des SmartLi Projekts Durch diesen Ansatz war es möglich bereits im Zuge von 17 Vorträgen einem breiten während der Entwicklungsphasen die Publikum aus der Wissenschaft und Industrie verschiedenen Perspektiven der Stakeholder vorstellen. Neben dem wissenschaftlichen zu erfassen und mögliche Erfolg, den dieses Projekt mit sich bringt, hat Informationsasymmetrien im Innovations- auch die enge, länderübergreifende prozess aufzuzeigen. Jene Asymmetrien Zusammenarbeit zwischen Industrie und zeigen mögliche Engstellen entlang der Forschung eine wirtschaftlich große Bedeutung Wertschöpfungskette für eine Markteinführung für Österreich. der neuen Produkte auf. Am Beispiel ligninbasierter PF Harze wurden spezifische Barrieren und Anreize aus Sicht der Forschung, Industrie und Holzwerkstoffplattenindustrie mittels erweiterten Importance-Performance Analyse identifiziert (Abbildung 5 [b]). Bilanz für Wood K plus SmartLi fand seinen erfolgreichen Abschluss im Juli 2018. Neben der Organisation des SmartLi Symposiums im November 2017 kann Wood K Abb. 3: Die Partner und Förderschiene von SmartLi plus auf eine erfolgreiche Bilanz zurückblicken. Im Zuge des SmartLi Projektes wurden unter anderem sieben Masterarbeiten verfasst. Die Ergebnisse konnten bereits in zwei Publikationen veröffentlich werden, drei Abb. 4: In Arbeitspaket 3 wurden von Wood K plus LPF Harzen produziert (links), getestet (mitte) und als Sperrholzklebstoff ausgeprüft (rechts) Abb. 5 [a] Szenarien für die Identifikation von Umwelt-Hotspots verschiedener ligninbasierter Phenolformaldehyd (LPF) Harze (Lettner M. & Solt P. et al. 2018 [b] Stakeholderperspektiven für die Identifikation von Einflussfaktoren der Innovationsdiffusion durch die Importance-Performance Analyse (Lettner M. & Hesser F. et al. 2018) Kompetenzzentrum Holz GmbH 219. Ausgabe 13.08.2018 5
Gestartet: Strategisches Grundlagenprojekt für Hochleistungsmaterialien aus nachwachsenden Rohstoffen Bericht: Christian Hansmann Das strategische Projekt „HiPerNawaros“ konventionellen Materialien heutiger wird die wissenschaftlichen Grundlagen für Verwendung eingesetzt zu werden. die Entwicklung von Hochleistungs- Der Schwerpunkt der Projektarbeiten soll dabei materialien, -werkstoffen und Additiven bei grundlegenden materialwissenschaftlichen basierend auf nachwachsenden Rohstoffen Fragestellungen liegen. Damit soll in den schaffen und dafür neuartige, noch nicht behandelten Themengebieten ein verbessertes umgesetzte Technologiepfade entwickeln. Verständnis sowie Ansätze für nachfolgende Innovationsprojekte geschaffen werden. Um die Im Fokus des Projekts steht die Entwicklung Komplexität der Fragestellungen abzudecken, von Hochleistungsmaterialien, -werkstoffen und arbeitet ein interdisziplinäres Team aus den Additiven basierend auf nachwachsenden Bereichen der Chemie, der Verfahrenstechnik Rohstoffen. Als Einsatzgebiete werden die und der Holztechnologie zusammen. Im thermische Isolierung und die Verklebung im Rahmen des Projekts werden so 3 Speziellen bzw. die Werkstoffindustrie im Dissertationen zu den genannten Fachgebieten Allgemeinen angesehen. Der Schwerpunkt liegt durchgeführt. damit bei materialwissenschaftlichen Fragestellungen und ist eindeutig von anderen Das Projekt mit dem Titel „HiPerNawaros - Themenschwerpunkten wie etwa Bioraffinerie, Hochleistungsmaterialien aus nachwachsenden konstruktiver Holzbau oder energetischer Rohstoffen“ wird seit 1. Jänner 2018 für Nutzung abgegrenzt, bietet aber insgesamt 4 Jahre vom Amt der Anknüpfungspunkte zu diesen Themen im niederösterreichischen Landesregierung Sinne einer kaskadischen Nutzung. gefördert. Das strategische Grundlagenprojekt wird durch Wood K plus ohne die Beteiligung Im Rahmen des Projekts sollen neuartige, noch von Firmenpartnern durchgeführt. Geleitet wird nicht umgesetzte Technologiepfade für die das Projekt von Dr. Christian Hansmann, stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe Bereichsleiter des Bereichs Massivholz und entwickelt werden. Mittels chemischer Holzverbundwerkstoffe am Standort Tulln und Modifikation und Konvertierung von Dr. Erik van Herwijnen, Bereichsleiterstellver- erneuerbaren Biopolymeren sollen treter. Die Betreuung der beispielsweise Super-Isolationsmaterialien Dissertationen erfolgt durch basierend auf lignozellulosischen Stoffen Prof. Wolfgang Gindl-Altmutter entwickelt werden. Während heute der und Prof. Johannes Konnerth Aufschluss noch eine Herausforderung (BOKU MAP) sowie Prof. darstellt, bieten diese Stoffe das Potenzial einer Thomas Rosenau (BOKU DCH). günstigen Rohstoffquelle und Umsetzung. Weitere konkrete Überlegungen bestehen bereits hinsichtlich der Anwendung von enzymatisch gebundenen Proteinen zur Entwicklung neuer biogener Klebstoffe für materialtechnologische Fragestellungen. Arbeiten zu biobasierten bzw. umweltneutralen Additiven, wie beispielsweise lignozellulosische Fasern oder Flammschutzmitteln ergänzen das geplante Forschungsprogramm und bieten im Die Doktorratsstudenten Elena Averina, Maria Sinne einer noch rascheren Umsetzung Busquets-Ferrer und Jan Janesch (v.l.n.r.). Das zusätzlich das Potenzial auch in internationale, interdisziplinäre Projektteam freut sich auf die Herausforderungen. Kompetenzzentrum Holz GmbH 219. Ausgabe 13.08.2018 6
Feierlicher Startschuss für SusBind Bericht: Erik van Herwijnen, Pia Solt Hochkarätige Gäste aus Forschung und CE Delft, CSIC-CIB, CSIC-IRNAS, TU Industrie gaben am Standort Tulln den Dresden) Bindemittelhersteller (Cargill, offiziellen Startschuss für die von der EU Egger) Plattenhersteller (Egger, Valbopan) Möbelhersteller (IKEA) Konsumenten mitgeförderten Innovationsprojekte (RTDS Group). Das Team „Advanced Bonding“ SUSBIND und SUSFERT. des Bereichs Massivholz und Holzverbund- werkstoffe in Tulln leitet ein Arbeitspaket für die 10 Millionen für die Niederösterreichische Entwicklung von alternativen, biobasierten Forschung Klebstoffen auf Basis von Kohlenhydraten. Mit den richtigen Partnern lassen sich auch Die Eröffnungsveranstaltung am 28. Mai am Grand Challenges, globale bzw. überregionale Standort Tulln umfasste auch zwei Herausforderungen, meistern. Die weltweit Podiumsdiskussionen, welche die Wichtigkeit schwindenden Ressourcen effizienter zu von Kooperation zwischen Industrie und nutzen, ist eine davon. Österreich ist in Sachen Forschung aufgriff. Wood K plus wurde hierbei nachhaltige Innovationen eine der führenden von Dr. Erik van Herwijnen vertreten. EU Nationen, wie Marta Campos Iturralde als Vertreterin der Förderagentur BBI und SusFert und ABC-T Projektkoordinator Dr. Stephen Webb (RTDS Group) bei ihren Ansprachen zur Während der Veranstaltung wurden auch zwei feierlichen Präsentation drei neuer Projekte weitere Forschungsprojekte vorgestellt, die am betonten. Gemeinsam umfassen diese Projekte Standort Tulln stattfinden werden. Das ein Niederösterreichisches Budget von ebenfalls BBI-JU geförderte Projekt SUSFERT, € 10 Millionen. beschäftigt sich mit der Entwicklung von Tulln wird immer mehr zum Zentrum der Düngemittel auf Basis von nützlichen niederösterreichischen Forschung, betonte Mikroorganismen und diversen Restströmen Landesrätin Dr.in Bohuslav. (Forschungspartner in Tulln: BOKU-IFA & AIT). Das Austrian Biorefinery Center Tulln (ABC-T) ist ein neu geschaffenes Zentrum der angewandten Grundlagenforschung der BOKU. Eine gelungene Veranstaltung Das Projekt „SusBind“ Die Veranstaltung wurde von Dr. Christian Die Holzwerkstoffindustrie verwendet Hansmann resümiert und feierlich geschlossen hauptsächlich Bindemittel auf Basis fossiler und fand ihren Ausklang unter dem Genuss von Rohstoffe. Künftige Marktanforderungen Egger Bier und Österreichischen Weinen. An können innerhalb der EU zu Anpassungen der den darauffolgenden Tagen fand das Kick-Off Zusammensetzung sowie der technologischen Meeting von SusBind statt. Umsetzung der verwendeten Klebstoffe führen. In diesem Rahmen wird das SUSBIND- Für SusBind wurden im Rahmen der Konsortium biobasierte Bindemittel für P2 Finanzhilfevereinbarung Nr. 792063 Spanplatten und mitteldichte Faserplatten Fördermittel aus dem Bio Based Industries entwickeln. Dabei sollen auch Nebenprodukte Joint Undertaking bereitgestellt. Diese erhalten aus bestehenden europäischen Bioraffinerien Unterstützung aus dem Horizon 2020 verwendet werden. Das Projekt deckt die Forschungs- und Innovationsprogrammen der gesamte Wertschöpfungskette vom Rohstoff Europäischen Union und dem Bio Based bis zur Pilotproduktion und Produktvalidierung Industries Konsortium. durch relevante Partner aus Forschung, Industrie und KMU ab: Rohstoffe (Cargill) R&D (Wood K plus, JenaBios, Fraunhofer IGB, Kompetenzzentrum Holz GmbH 219. Ausgabe 13.08.2018 7
Abb. 6: Überblick Publikum, © Sorin Brici für RTDS-Group Abb. 7: Projektteam SusBind, © Sorin Brici für RTDS-Group Kompetenzzentrum Holz GmbH 219. Ausgabe 13.08.2018 8
Neue Mitarbeiter/innen im Kompetenzzentrum Frau DI Marilene Fuhrmann, Marktanalyse und Innovationsforschung Mein Name ist Marilene Fuhrmann und ich studiere Stoffliche und energetische Nutzung nachwachsender Rohstoffe (NAWARO) an der Universität für Bodenkultur Wien. Seit 1.07.2018 bin ich als FEMtech- Praktikantin im Team Marktanalyse und Innovationsforschung (MAIF) tätig. Im Rahmen dieses Praktikums beschäftige ich mich mit meiner Masterarbeit, welche ich am Institut für Marketing und Innovation verfasse, betreut durch Peter Schwarzbauer und Franziska Hesser. Im Zuge meiner Arbeit setze ich mich mit den Marktchancen eines neuen Holzwerkstoffes auseinander, um im Bereich der Marktforschung zu dessen Weiterentwicklung beitragen zu können. Meine Arbeit im Umfeld des MAIF Teams schreiben zu dürfen, ist für mich eine einmalige und großartige Erfahrung, weshalb ich mich sehr auf diese spannende Zeit freue. Frau Viktoria Krause, BSc., Marktanalyse und Innovationsforschung Ich freue mich auf die 6-monatige Erfahrung als FEMtech-Praktikantin bei Wood K Plus. Mein Name ist Viktoria Krause und ich studiere Umwelt- und Bioressourcenmanagement an der Universtität für Bodenkultur in Wien. Im Rahmen meines Masterstudiums spezialisiere ich mich auf Abfallmanagement und absolviere die Ausbildung zur Abfallbeauftragten. Im Zuge des Praktikums im Bereich Marktanalyse und Innovationsforschung (MAIF) beschäftige ich mich mit meiner Masterarbeit, welche ich am Institut für Marketing und Innovation verfasse. Die Arbeit soll die Verwertungs- und Entsorgungsmöglichkeiten von Hanfwärmedämmstoffen aufzeigen und sowohl ökologisch, als auch ökonomisch mit konventionellen Dämmstoffen vergleichen. Ich blicke einer spannenden Zeit mit meinen BetreuerInnen Peter Schwarzbauer und Franziska Hesser, sowie dem gesamten MAIF-Team entgegen und bin dankbar für Chance, im Kompetenzzentrum Holz Einblicke und Erfahrungen in einem wissenschaftlichen Berufsfeld sammeln zu dürfen. Herr Dipl. –Des. Klaus Hanke, Bereich Holz- und Papieroberflächentechnologie Ich habe in Deutschland nach dem Abitur und Bundeswehr eine Lehre als Gießereimodellbauer absolviert und anschließend Industrie Design studiert, für verschiedene Designbüros, Messebaufirmen und anderen Unternehmen gestaltet, bevor ich 1997 nach Kärnten gezogen bin. "Arbeiten, wo andere Urlaub machen" dachte ich mir und habe nach 4 1/2 Jahren Design, Konstruktion & Projektmanagement für ein Villacher Unternehmen den Schritt in die Selbstständigkeit gewagt. Von der Idee zum Produkt samt Präsentation mit Kreativität und Elan erstreckt sich mein Aufgabengebiet für den Gewerbekunden mit dem Unternehmen id Hanke. Durch Kontakte, Meetings und verschiedenste Projekte habe ich die Möglichkeit genutzt, meine Erfahrungen im Bereich Industriedesign, Grafik und Praxis aus der Wirtschaft 2 Jahre als Vertragslehrer an der HTL Ferlach der jungen Generation mitzuteilen und zu vermitteln. Die daraus resultierende Wechselwirkungen zwischen Lernen und Lehren ergeben wiederum neue Perspektiven in Bildung, Forschung und Wissenstransfer. Durch die Kontakte zu den Schulen und zu vielen Unternehmen ergab sich die Zusammenarbeit für das Projekt NoWaste mit Wood K plus in St. Veit. Ich freue mich sehr, neue interessante Menschen mit Ideen und Projekten kennen zu lernen und mit diesen zu arbeiten. Auf gute Zusammenarbeit und ideenreiche Grüße Klaus. Kompetenzzentrum Holz GmbH 219. Ausgabe 13.08.2018 9
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