Angewandte Forschungsprojekte (WTT)

Juni 2021: Ein Jahr "InnoBauHolz" ZIM-Netzwerk an der Studienakademie Dresden

Bereits ein Jahr besteht das ZIM-Kooperationsnetzwerk InnoBauHolz und initiiert gemeinsam mit verschiedenen nationalen und internationalen Partnern Projekte für innovative Technologien im konstruktiven Holzbau.

Ziel des Netzwerks ist es, kleine und mittelständische Unternehmen zu unterstützen, anwendungsnahe Innovationen zu entwickeln, diese in den Markt zu überführen und damit die Wettbewerbsfähigkeit zu steigern. Dabei bestimmen die Unternehmen, welche Innovationen sie erarbeiten und welche Projekte in Angriff genommen werden. InnoBauHolz unterstützt die Projektpartner in den Bereichen der Themenfindung, dem Aufstellen der Konsortien, der Auswahl der Förderinstrumente, der Beantragung von Fördermitteln, dem Kontaktaufbau zu Verbänden, staatlichen Stellen etc. und bei der Koordination inhaltlicher und zeitlicher Abläufe. Aufbauend auf den Ergebnissen der Innovationsprojekte werden kooperative Umsetzungsprojekte initiiert. Dies wird durch eine vielseitige Netzwerkpartnerstruktur erleichtert: Bei InnoBauHolz finden sich innovative Akteure aus verschiedenen Holzbauunternehmen, Zimmereien und Holzwerkstoffherstellern, daneben sind zuliefernde Firmen in das Netzwerk eingebunden, sowie weitere wichtige Partner aus der Bauprojektplanung, z. B. Architektur- und Ingenieurbüros und aus der Digitalisierung im Bauwesen. Flankierend hierzu werden je nach Projekt verschiedene wissenschaftliche Einrichtungen in die Forschungs- und Entwicklungsarbeit einbezogen.

InnoBauHolz legt den Fokus auf die Themen Digitalisierung im Holzbau, innovative Konstruktions- und Verbundbauweisen, Feuchte- und Brandschutz, wie auch Holzgebäudemonitoring und eine breite öffentliche Darstellung der ökologischen Vorteile des Holzbaus. So soll bei Entscheidungsträgern und Öffentlichkeit das Interesse für den modernen Holzbau geweckt und die Akzeptanz gestärkt werden. Innerhalb des ersten Jahres konnte InnoBauHolz bereits 3 Projekte mit einem Projektvolumen in Höhe von insgesamt 1,7 Mio € initiieren: ein Projekt befasst sich mit dem Holzfeuchtemonitoring im Holzbau, ein weiteres mit der Entwicklung eines Schwerlastträgers in Holz-Hybridbauweise und ein Projekt arbeitet an der Anwendung von Augmented-Reality-Brillen im Vorfertigungsprozess von Holztafelelementen. Sechs weitere Projekte sind bereits beantragt.

InnoBauHolz wird im Rahmen des Förderprogramms „Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand“ durch das BMWi gefördert.

Bei der forcierten Härtung von Lacken spielt die Verwendung von UV‐Strahlen in verschiedenen Industriezweigen eine wachsende Rolle. Dabei werden als Stand der Technik unterschiedliche Fotoinitiatoren eingesetzt, um die notwendige Polymerisationsreaktion starten zu können. Während des Härtungsprozesses kommt es in der Prozesszone zur Bildung von Ozon; es erfolgt keine vollständige Umsetzung der Fotoinitiatoren. Dadurch entstehen VOC‐Belastungen (volatile organic compounds, auf Deutsch „flüchtige organische Verbindungen“). Umweltfreundlichere UV‐Lampen auf Basis von LED‐Technologien (light‐emitting diode, Dt. „lichtemittierende Diode“) werden bisher i.d.R. nur für Zwischenhärtungen eingesetzt, da – bedingt durch die Absorptionsmechanismen – eine mechanisch beanspruchbare Oberfläche nur bedingt erreicht werden kann. Zum Ausschluss unerwünschter Nebenreaktionen ist eine Inertisierung des Prozessraums durch Stickstoff oder eine Abdeckung mittels spezieller Folien möglich.

Mit der geplanten Versuchsanlage soll u.a. eine Einsparung von Lacken durch eine Reduzierung bisher notwendiger Lackzwischenschichten erreicht werden. So ist bei der herkömmlichen Technologie häufig ein Auftrag von mehreren transparenten Lackschichten erforderlich. Zur Farbgebung werden darauf mehrere Schichten in Decklackqualität aufgetragen, die mit einer finalen Decklackierung (Klarlack) versiegelt werden. Ein Ziel besteht in der Reduzierung der Anzahl der Lackschichten und damit in der Einsatzmenge organischer Beschichtungsstoffe. Die damit verbundene Minimierung von Prozessschritten zieht darüber hinaus geringere Emissionen (VOC, Ozon) sowie eine Reduzierung von Lackierfehlern und folglich Ausschuss und Nacharbeit nach sich.

Mit der neuartigen Härtungsanlage wird weiterhin die Untersuchung innovativer Effekte bei der Einstellung der Eigenschaften des gehärteten Lackfilms möglich. So soll eine gezielte und reproduzierbare Einstellung von Glanzgraden (matt bis seidenmatt) und Haptik durch die Prozessführung erreicht werden. Bisher werden Glanzgrade in der Regel durch Zugabe von bestimmten rezeptierten Mengen an Mattierungsmitteln (Wachse, Kieselsäure) in das Lacksystem erreicht. Aus maschinentechnischen Gründen ist der Mattierungseffekt dadurch limitiert bzw. entstehen Fehler beim Lackauftrag. Durch die Integration von sog. EXCIMER‐Strahlern in die Härtungszonen soll der Zusatz (auch bei hohen Vorschubgeschwindigkeiten) ohne Zugabe von Additiven gewährleistet werden. Künftig werden unter Industriebedingungen für den Härtungsprozess konventionelle Lampen auf Basis von Quecksilber (sog. Quecksilber‐UV‐Lampen) durch energiesparende und umweltfreundliche Systeme ersetzt oder ergänzt. Hochenergetische Strahlungen können zudem die Verwendung der o.g. Fotoinitiatoren überflüssig machen bzw. diese reduzieren. Die Anlage erlaubt die Entwicklung neuer Technologien unter Nutzung hochenergetischer UVC‐Strahler, um die vorstehenden Ziele zu erreichen.

Die Anschaffung der Versuchsanlage wird durch Mittel der Europäischen Union (EFRE) ermöglicht.

Für weitere Informationen zum Labor "Oberflächentechnik":