Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Leichte Sandwichwerkstoffe werden \u00fcberwiegend aus Faser verst\u00e4rkten Kunststoffen bzw. Leichtmetallen hergestellt und finden sich in vielen Anwendungsbereichen. Durch die Rohstoffe und das Gemisch unterschiedlicher Werkstoffe in den Einzellagen sind konventionelle Sandwichmaterialien energieintensive und schwer zu entsorgende Materialien. In diesem Projekt sollte durch die Entwicklung, dem Bau und dem Betrieb einer Pilotanlage zur Herstellung von Pflanzenhalmkernstoffen die Grundlage f\u00fcr die Produk-tion eines umweltfreundlichen Ersatzproduktes auf Basis nachwachsender Rohstoffe gelegt werden, sowie die Produktion und Anwendung von LNS-Werkstoffen demonstriert werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn dem Vorhaben wurde die Produktionskette vom Pflanzenhalmanbau, der Herstellung des LNS-Kernmaterials, dem Verkleben von Kern- und Deckschichtmaterialien, sowie der Prototypenentwicklung von Bauteilen und Produkten im Rahmen einer industriell produzierenden Demonstrationsanlage erprobt und weiter optimiert. Die Anbaumethodik der Pflanzenhalme, insbesondere die Vermehrung von Triarrhena unter Kostenaspekten, wurde speziell auf den Einsatz in LNS-Kernstoffen ausgerichtet, um die hohen Qualit\u00e4tsanforderungen erf\u00fcllen zu k\u00f6nnen. Beim LNS-Werkstoff werden die Halme so zwischen den Deckschichten angeordnet, dass eine Wabenstruktur entsteht. Die nat\u00fcrlichen Leichtbaustrukturen der Halme d\u00fcrfen w\u00e4hrend der Verarbeitung in der gesamten Prozesskette nicht besch\u00e4digt werden. Dies wird insbesondere durch das Einbetten der Halme in eine Klebstoffschaummatrix auf Basis nachwachsender Rohstoffe gew\u00e4hrleistet. F\u00fcr diesen Produktionsschritt wurde eine Halmblockproduktionsanlage in Form eines Produktionskarussells entwickelt und gebaut. Die in dieser Anlage produzierten Halmbl\u00f6cke werden anschlie\u00dfend mit einer f\u00fcr diesen Zweck angepassten Plattenkapps\u00e4ge zu Kernstofflagen weiter-verarbeitet und schlie\u00dflich mit Sperrholzdeckschichten zu LNS-Plattenmaterialien verklebt. Durch die Entwicklung und den Bau von Produktprototypen wurden beispielhaft sinnvolle Einsatzm\u00f6glichkeiten von LNS-Werkstoffen demonstriert, mit dem Ziel, eine Markteinf\u00fchrung des Werkstoffes zu erleichtern.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
W\u00e4hrend der Projektlaufzeit wurden folgende Arbeiten durchgef\u00fchrt:
\n1.)\tAnbauversuche von Roggen, Triticale und Triarrhena (Miscanthus Sacchariflorus).
\n2.)\tErnte von Triarrhenahalmen und Test von Riederntemaschine. Die getestete Erntemaschine erwies sich zur Ernte von Triarrhena als unbrauchbar. Aus diesem Grund wurde eine Eigenkonstruktion konstruiert, gebaut und erfolgreich getestet. Jedoch fehlt diesem Prototyp noch eine geeignete Bindetechnik, um wirtschaftlich arbeiten zu k\u00f6nnen. Diese Weiterentwicklung soll in einem weiteren Projekt durchgef\u00fchrt werden.
\n3.)\tVermehrung von Triarrhena mittels in-vitro und \u00fcber Stengelnodien zum Anlegen einer 5 Ha Fl\u00e4che in Bredelem. Teile der 2003 mittels Stengelnodien angelegten Fl\u00e4chen sind ausgefallen, so dass die-se in 2004 erneut angelegt werden mussten.
\n4.)\tKonstruktion und Bau einer Halmbunds\u00e4ge zur Konditionierung von Triarrhenahalmen. Eine Produk-tion im industriellen Ma\u00dfstab ist hiermit m\u00f6glich. Die Verarbeitungskapazit\u00e4t betr\u00e4gt ca. 15 [m\u00b3\/Std.].
\n5.)\tKonstruktion und Bau eines Produktionskarussells zur Herstellung von Halmbl\u00f6cken.
\n6.)\tOptimierung des Produktionsprozesses von Halmbl\u00f6cken.
\n7.)\tKontinuierliche Produktion von Halmbl\u00f6cken. Die Verarbeitungskapazit\u00e4t betr\u00e4gt derzeit ca. 0,5 [m\u00b3\/Std.] und muss noch erh\u00f6ht werden.
\n8.)\tOptimierungen und Tests mit Pflanzen\u00f6lklebstoffen nach DIN EN 205 und DIN EN 204. Die Klebefestigkeit des optimierten, fl\u00fcssigen Pflanzen\u00f6lklebstoffes zum Verkleben von Kern- und Deckschichten ist sehr hoch (D3-Klebstoffklasse).
\n9.)\tPr\u00fcfungen von LNS-Werkstoffen nach DIN EN 310 und DIN 53291. Insbesondere der f\u00fcr den Leichtbau besonders wichtige Biege-E-Modul von LNS-Werkstoffen ist bezogen auf das Gewicht sehr hoch. Gleiches gilt f\u00fcr die Druckfestigkeit rechtwinklig zur Plattenoberfl\u00e4che. Pr\u00fcfung der W\u00e4rmeleit-f\u00e4higkeit nach DIN 52616. Die g\u00fcnstigen W\u00e4rmed\u00e4mmeigenschaften k\u00f6nnen bei einigen Bauteilen einen Zusatznutzen generieren.
\n10.)\tHerstellung von Musterplatten f\u00fcr die Projektpartner und verschiedene Produkthersteller. Es wurden M\u00f6belplatten unterschiedlicher Dimensionen nach den W\u00fcnschen der Weiterverarbeiter hergestellt und geliefert. Diese wurden auch auf Messen ausgestellt. Es ergaben sich Kontakte zur weiterverarbeitenden Industrie.
\n11.)\tEntwicklung, Bau und Tests verschiedener Produktprototypen. In Zusammenarbeit mit der Fachhochschule Hannover, Fachbereich Design und Medien wurde eine Diplomarbeit betreu, bei der es um den Einsatz von LNS-Werkstoffen im Wohnwagenbau ging. Eine weitere Studienarbeit hatte ein leichtes Tisch-Pult zum Thema. Dieses wurde als Prototyp hergestellt. Von den Projektteilnehmern wurden Tische, Messest\u00e4nde, Trennw\u00e4nde, Schr\u00e4nke, Fahrr\u00e4der uvm. aus LNS-Werkstoffen hergestellt und getestet. Besonders sinnvoll k\u00f6nnen LNS-Werkstoffe dort eingesetzt werden, wo dicke, leichte und formstabile Plattenmaterialien aus nachwachsenden Rohstoffen gefordert werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
LNS-Werkstoffe wurden auf folgenden Ausstellungen und Messen pr\u00e4sentiert:
\n\u00b7\tNachhaltigkeitsmesse 2003, Beverungen
\n\u00b7\tIGA 2003, Magdeburg
\n\u00b7\tZOW 2004, Bad Salzuflen
\n\u00b7\tOrgatek 2004, K\u00f6ln
\n\u00b7\tCongena 2004, M\u00fcnchen
\n\u00b7\tEurotier 2004, Hannover
\nZus\u00e4tzlich wurden LNS-Werkstoffe gezielt Produktherstellern im Bereich M\u00f6belbau, Messebau, Fahrzeugbau, sowie Herstellern von Trennw\u00e4nden und Doppelb\u00f6den vorgestellt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
LNS-Werkstoffe k\u00f6nnen mit den entwickelten Produktionsanlagen industriell hergestellt werden. Die Ei-genschaften der produzierten Werkstoffe entsprechen den Erwartungen. LNS-Materialien k\u00f6nnen f\u00fcr Produkte eingesetzt werden, bei denen auf Naturstoffen basierende Plattenmaterialien gr\u00f6\u00dferer Plattenst\u00e4rke und hoher Formstabilit\u00e4t bei gleichzeitig geringem Gewicht gefordert werden. Die industrielle Produktion konnte am Projektende noch nicht aufgenommen werden. Die gr\u00f6\u00dften Schwierigkeiten liegen in der Halmproduktion, insbesondere in einer kosteng\u00fcnstigen Vermehrungsmethode. F\u00fcr die Ernte von Tri-arrhenahalmen konnte wegen zu dicker und langer Halme keine bew\u00e4hrte Riederntetechnik eingesetzt werden So musste zus\u00e4tzlich ein Triarrhenahalmernter entwickelt werden. Dieses Funktionsmodell sollte in einem weiteren Projekt zu einer rationell arbeitenden Halmerntemaschine weiterentwickelt werden. Es ist geplant, die Triarrhenabest\u00e4nde in den folgenden Jahren auf 20 [ha] zu erweitern; erst dann kann in einer industriellen Gr\u00f6\u00dfenordnung eine sich lohnende Produktion von LNS-Werkstoffen beginnen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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