In diesem Video zeigen wir die Herstellung von verdichtetem, entwürdigtem Holz, das ein neues Leicht-, Hochleistungs- und biobasiertes Material darstellt. Die vorgestellte, geschlossene Formverdichtung und die besondere Vakuumverarbeitung verbindet Formgebung, Verdichtung und Trocknung in einem einfachen und skalierbaren Ansatz. Verdichtetes Zellulosematerial könnte eine attraktive Alternative zu anderen Werkfaser- oder Glasfaserverbundwerkstoffen sein und möglicherweise in der Automobilindustrie Anwendung finden.
Um zu beginnen, montieren Sie einen Edelstahl-Probenhalter in einer kristallisierenden Schale und legen Sie eine magnetische, rühren Bar unter dem Probenhalter. Stapeln Sie einen Punkt fünf Millimeter dicke, radial geschnittene Fichtenfurniere auf dem Halter und trennen Sie sie durch Metallgitter oder Metallgitterstreifen. Bereiten Sie eine Ein-zu-eins-Volumen-Mischung aus 30 Gewichtsprozent Wasserstoffperoxid und Eisessigsäure vor und gießen Sie das Gemisch in die kristallisierende Schale, bis die Veneers vollständig bedeckt sind.
Die Proben in der Lösung bei Raumtemperatur über Nacht unter Rühren bei 150 Umdrehungen pro Minute einweichen. Am Morgen, erhitzen Sie die Lösung auf 80 Grad Celsius auf der Rührplatte, und führen Sie die Reaktion für sechs Stunden für volle Entzündung. Passen Sie die Entzündungszeit in Abhängigkeit von der Probendicke an.
Nach der Deignifizierung die Entgiftungslösung in ein leeres Becherglas gießen und vor der Entsorgung abkühlen lassen. Spülen Sie die entwürdigenden Furniere mehrmals mit entionisiertem Wasser ab. Dann füllen Sie die kristallisierende Schale mit entionisiertem Wasser, um die Furniere ohne Rühren weiter zu waschen.
Ersetzen Sie das Wasser zweimal täglich, bis das Waschwasser einen pH-Wert über fünf erreicht. Verarbeiten Sie die nassen, entwürdigenden Furniere innerhalb von zwei bis drei Wochen, oder trocknen Sie alternativ die Bleche zwischen Metallgittern für die Lagerung. Verwenden Sie Formen aus einem offenen, porösen Material.
Zum Beispiel Keramikformen oder poröse, 3D-gedruckte Polymerformen, um Wasserabfuhr und ausreichende Trocknung zu ermöglichen. Für Krümmungsradien im Zentimeterbereich oder Ebenenstrukturen verwenden Sie Proben, die bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 95 Prozent bei 20 Grad Celsius konditioniert sind. Für kleinere Krümmungsradien das Furnier im wassergesättigten Zustand drapieren.
Trocknen Sie das drapierte Material in einer offenen Form bei 95 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit vor, oder trocknen Sie das Material in einem Ofen bei 65 Grad Celsius für fünf bis 30 Minuten vor, um das freie Wasser zu entfernen. Verdichten Sie das Furnier in der geschlossenen Form mit Schraubklemmen. Beschleunigen Sie den Trocknungsprozess, indem Sie die Form bei 65 Grad Celsius in einen Ofen stellen.
Nach dem vollständigen Trocknen das Verbundteil entformen und die Form für einen neuen Durchlauf wiederverwenden. Verwenden Sie eine poröse, offene Form oder eine nicht poröse Form mit einer porösen Schicht auf der Oberseite der Form oder auf dem entwürdigenden Holz, um das Trocknen zu ermöglichen. Tragen Sie eine Textilschicht auf, um die Form vor Verunreinigungen zu schützen.
Dann ein wassergesättigtes, entzündetes Furnier auf das Textil drapieren und mit einer zweiten Textilschicht und einem Strömungsgewebe bedecken. Legen Sie die Form auf eine Edelstahlplatte, tragen Sie Dichtband und Vakuumschläuche auf und wickeln Sie die Form mit einem Vakuumbeutel. Die poröse Schicht ermöglicht den Wasserfluss zu den Vakuumschläuchen.
Tragen Sie ein Vakuum zum Trocknen und gleichzeitigen Verdichten des Verbundwerkstoffs auf. Für eine beschleunigte Trocknung, legen Sie den Aufstellen in einen Ofen bei erhöhter Temperatur bei 65 Grad Celsius. Verwenden Sie Kaltfallen, um zu verhindern, dass Wasser in die Vakuumpumpe gelangt.
Schalten Sie das Vakuum ein und halten Sie die Ölpumpe in einem Druckbereich von zehn bis minus zwei Millibar. Nach dem Trocknen den trockenen Verbund entformen und die Form und das Vakuum für ein neues Verbundteil wiederverwenden. Wählen Sie den Faserausrichtungswinkel der Schichten wie bei der traditionellen Verbundwerkstoffherstellung und fertigen Sie dicke, mehrschichtige Verbundteile durch Lay-up-Techniken.
Erhöhen Sie die Verklebung zwischen entwürdigenden Holzschichten durch Aufbringen eines wasserbasierten Klebstoffs, z. B. 16 Punkt 5 Gewichtsprozent Stärkelösung zwischen den Schichten während des Drapierungsprozesses. Nach Verdichtung und Trocknung entformen Sie das Verbundteil und die Maschine von Hand oder mit Standard-Holzwerkzeugen. Zum Recyceln die entwürdigenden Holzverbundwerkstoffe in Wasser geben und das Material zerfallen lassen.
Dann formen Sie das Zellstoffmaterial neu, um ein neues Produkt zu erhalten. Die vollständige Entschärbung führte zu einem zerbrechlichen, formbaren Zellulosematerial, wenn es sich im nassen Zustand befindet. Geschlossene Schimmelverdichtung von wassergesättigtem, entwürdigendem Holz verursachte Faserabweichungen und Risse im Endmaterial durch freies Wasser im Gerüst.
Bei feuchtem, vorkonditioniertem, entwürdigendem Holz wurde eine vernünftige Form beibehalten, und seine Verdichtung führte nicht zu Faserausrichtungsverzerrungen und Defekten. Das Verfahren der offenen Form wurde zur Herstellung eines Helms verwendet, indem wassergesättigte, entwürdigte Holzfurniere in eine Gipsform gebracht wurden. Auf das Drapieren von zwei äußeren Schichten mit Sechskantflocken wurde die innere Vierschicht in einer Null über 90 drapiert.
Nach verdichtung und Trocknung des Teils durch Vakuum wurde das trockene Teil entformt und mit einem Fräser veredelt. Mögliche Probleme bei der Vakuumverarbeitung sind das Auftreten kleiner Risse, die durch Schrumpfung oder unvollständige Trocknung verursacht werden. Der Cellulose-Stärkeverbund ist alle biobasiert, was den Zerfall in Wasser ermöglicht.
Nach dem Zerfall wurde die faserige Gülle für die Herstellung neuer Faserprodukte verwendet. Der Abbau der entwürdigenden Holzfasern wurde erreicht, indem man sie in eine Petrischale legte, die mit Erde und Wasser gefüllt war. Nach einem Tag, acht Tagen und 26 Tagen wurden unterschiedliche biologische Abbaugrade angezeigt.
Der wichtigste Faktor für eine erfolgreiche verdichtete Holzverdichtung ist die Sicherstellung des angemessenen Feuchtigkeitszustandes des zelluloselichen Materials, das auf die angewandte Verdichtungstechnik zugeschnitten ist. Für komplexe Formen, Großserien, empfehlen wir den Einsatz unserer neu entwickelten Vakuumformtechnik, die eine gleichzeitige Verdichtung und Trocknung ermöglicht. Entwürdigtes Holz ist ein vielseitiges Material.
Neben der möglichen Anwendung als Hochleistungsmaterial bietet es darüber hinaus attraktive und vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten.
