Laufende Projekte
Verbundvorhaben: Entwicklung selbstformender, geschwungener Holzmöbel; Teilvorhaben 2: Materialcharakterisierung und Langzeitverhalten der selbstformenden Elemente - Akronym: SefoMoe
Projektleiter: Prof. Dr. Markus Rüggeberg
Laufzeit: 01.07.2023 - 30.06.2026
Projektträger: FNR
Sitzmöbel bestehen vielfach aus gekrümmten Komponenten. Bei Sitzmöbeln aus Holz werden die Krümmungen durch externe Kräfte mittels individuell geformter Presswerkzeugen realisiert. Das Projekt hat zum Ziel, gekrümmte Holzkomponenten für Sitzmöbel in einem neuartigen Selbstformungsprozess zu realisieren. Der Prozess beruht auf der anisotropen Struktur des Holzes, die sich in dem anisotropen Schwindverhalten niederschlägt. Bei einem Bilayer mit kreuzweiser Anordnung der zwei verleimten Schichten führt dies im Trocknungsprozess zu einer Krümmung, die "in das Material" programmiert und vorhergesagt werden kann. Es sollen Sperrmechanismen entwickelt werden, die bei vorgegebener Krümmung einrasten und die durch Inhomogenität in der Holzanatomie ausgelöste Krümmungsvariabilität stark eingrenzen und dadurch Präzision und Formstabilität gewährleisten. Die gekrümmte Form wird ohne externe Kräfte und Presswerkzeuge realisiert. Dies ermöglicht eine flexible Produktion mit unterschiedlichen Krümmungen und Geometrien für kleine und mittlere Unternehmen. Durch die Verlagerung des Trocknungsprozesses unmittelbar vor die Nutzung des Möbels können diese im noch flachen Zustand transportiert werden, was zu einer signifikanten Reduktion des Transportvolumens führt. Zusammen mit einem digitalen Design und einer neuen Formensprache ist es übergeordnetes Ziel des Projekts, mithilfe der Selbstformungstechnologie eine ökonomische, kundenzentrierte Individualisierung im Möbelbau zu ermöglichen, einer der Kernpunkte von "Industrie 4.0".
Verbundvorhaben: Additive Fertigung in der Spielwaren- und Möbelindustrie. Teilprojekt A: Technologieweiterentwicklung mit Anwendungspartnern: Materialentwicklung und Upscaling - Akronym: AFIN
Projektleiter: Prof. Dr. Markus Rüggeberg
Laufzeit: 01.12.24 - 31.05.26
Projektträger: PT-J (BMBF)
Das Projekt AFIN zielt darauf ab, die Technologie der additiven Fertigung mit holzbasierten Werkstoffen in die Praxis zu überführen. Im Rahmen der Transferstrategie sollen Unternehmern in Sachsen, aber auch darüber hinaus, die Möglichkeiten der neuen Technologie aufgezeigt werden. Interessenten sind zu identifizieren, der 3D-Druck ist in Workshops zu demonstrieren, neue Anwendungsmöglichkeiten sind zu erschließen und gemeinsam mit den Praxispartnern sind Material und Technologie weiterzuentwickeln. Das Gesamtziel besteht in der Schaffung eines regionalen 3D-Druck-Innovationsökosystems, das die Grundlagen für mehr Nachhaltigkeit in der Holzverarbeitung schafft.
Das Teilprojekt A umfasst mehrere Ziele:
- Die Aufmerksamkeit potentieller Anwender der Technologie ist durch Publikationen in fachnahen Printmedien zu wecken.
- Forschungsergebnisse sind in Workshops zu vermitteln.
- Neue Anwendungsgebiete sind zu erschließen.
- Das Feedback, das die Workshop-Teilnehmer geben, ist zielgerichtet auszuwerten.
- Die Technologie (Material und Verfahren) ist auf Grundlage des Anwender-Feedbacks weiterzuentwickeln.
- Die Technologie ist auf die Bedürfnisse der Anwender hin anzupassen.
Einen Eindruck in die innovative Forschung von Dr. Michael Rosenthal gibt das folgende Video mit dem Titel "Revolutionizing 3D-Printing of Wood with Liquid Deposition Modelling":
3D-Druck mit holzbasierten Werkstoffen. Entwicklung einer ressourceneffizienten, additiven Fertigungstechnologie zur Herstellung langlebiger Konsumgüter
Projektleiter: Prof. Dr. Markus Rüggeberg
Laufzeit: 01.10.2023 - 30.09.2025
Projektträger: DBU
Ein vielversprechendes additives Fertigungsverfahren zur Verarbeitung holzbasierter Werkstoffe stellt das Liquid Deposition Modeling (LDM) dar. Der pastöse Werkstoff wird aus Bindemitteln, Wasser und mehl- bis spanförmigen Holzresten hergestellt. Dabei kann etwa in Tischlereien anfallendes Spanmaterial verwendet werden, das bisher vorrangig energetisch genutzt wird. Die innovative Technologie ist auf mehrere umweltrelevante Ziele gerichtet: sie dient der Kaskadennutzung bzw. dem Upcycling von Reststoffen, folgt dem Ansatz der Kreislaufwirtschaft in der Holzverwendung und trägt zur Bindung von Kohlenstoff in langlebigen Gütern bei.
Verfahrensbedingt wird das Material im feuchten Zustand verarbeitet, wodurch bisher lediglich Druckhöhen von bis zu 20 cm möglich sind (höhere Objekte kollabieren unter ihrer eigenen Last). Der gegenwärtige Entwicklungsstand ist bereits für verschiedene Einsatzzwecke ausreichend. Im Rahmen des Projekts soll in Kooperation mit einem Musikinstrumentenbauer der Prototyp einer Gitarrenzarge gefertigt werden.
Darüber hinaus ist eine Weiterentwicklung der Technologie zur Herstellung größerer Objekte geplant. Das betrifft zum einen das Material. Es sollen verschiedene Möglichkeiten zur Beschleunigung der Materialverfestigung gesichtet, in wissenschaftlichen Untersuchungen getestet und angepasste Mischungen entwickelt werden. Zum anderen bietet ein nachträgliches Fügen von Segmenten die Möglichkeit zur Herstellung größerer Objekte. Es soll ein intelligentes Verbindungssystem für 3D-gedruckte Elemente entwickelt werden.