Durch die Umwandlung von Holzinhaltsstoffen in leitfähige Materialien wurden Sensoren zur Messung von Feuchte, Temperatur oder Klebstoffaushärting realisiert.
Im Projekt gelang es, innovative Sensorsysteme direkt auf Holzoberflächen zu realisieren, die Feuchte, Temperatur oder das Aushärteverhalten von Klebstoffen zuverlässig erfassen. Diese nahtlos integrierten Sensoren schaffen einen deutlichen Mehrwert: Sie sind umweltfreundlicher als herkömmliche Lösungen, benötigen keine zusätzlichen Trägermaterialien und fügen sich ohne Sollbruchstelle in den Holzverbund ein.
Die Grundlage dafür bildet die laserinduzierte Graphitisierung (LIG), mit der die Holzoberfläche ohne zuvor aufgebrachte Beschichtungen direkt elektrisch leitfähig gemacht wird. Mit einem Simulationsmodell der Laserbehandlung und einer umfangreichen Studie zur Ermittlung der optimalen Laserparameter, wurden Einstellungen identifiziert, welche die direkte Umwandlung von Holz in elektrisch leitfähiges Graphit ermöglicht. Das Ergebnis sind robuste, präzise und skalierbare Sensorstrukturen.
Wirkungen und Effekte
Die entwickelten Sensoren ersetzen externe Messsysteme. Gleichzeitig reduziert das Verfahren Abfallstoffe und ermöglicht nachhaltige End-of-Life‑Strategien. Durch die neuartige Technologie wird Holz zu einem aktiven, datenfähigen Baustoff. Damit entstehen neue Möglichkeiten für intelligente Bauteile, adaptive Konstruktionen und nachhaltige Produktionsprozesse – ein entscheidender Schritt in Richtung digitalisierter und ressourcenschonender Holzverarbeitung und Holznutzung – va. für das Bauwesen.
Entwickelt wurde das Verfahren im Zuge des FFG Moduls i3Sense am Bereich Massivholz und Verbundwerkstoffe in Tulln mit einem herkömmlichen CO2 Laser. Die kommerziell verfügbare Technologie ist somit skalier fähig und kann auf großformatigen Bauteilen angewandt werden.
