Massivholz & Holzverbundwerkstoffe
Forschungsinhalte
Der Bereich Massivholz und Holzverbundwerkstoffe beschäftigt sich mit der Neuentwicklung biobasierter Werkstoffe, unterschiedlichen holztechnologischen Prozessen sowie mit der Charakterisierung von Holz und Holzwerkstoffen und deren Anwendung in nachhaltigem Bauen und Möbeln. Die Widerstandsfähigkeit gegenüber negativen Auswirkungen von Feuchtigkeit und Nässe, die Feuerbeständigkeit und die Bedeutung von Emissionen aus Holzwerkstoffen werden eingehend untersucht und optimiert.
Da Klebstoffe eine wesentliche Rolle bei der Herstellung moderner Holzwerkstoffe spielen, sind ihre Synthese und Optimierung im Hinblick auf eine bessere Leistung und geringere Umweltauswirkungen weitere wichtige Forschungsschwerpunkte. Darüber hinaus werden die Wechselwirkungen zwischen Materialeigenschaften und technologischen Prozessen und Methoden untersucht, wobei Kreislaufführung und Digitalisierung eine wichtige Rolle spielen.
Unsere Forschungsthemen umfassen:
- Untersuchung und Optimierung von Zerteilungsvorgängen von Holzwerkstoffen und nachwachsenden Rohstoffen
- Trocknungstechnologie (Simulation und Optimieren der Industrietrocknung)
- Holz- und Fasermodifikation
- Oberflächenfunktionalisierung und Hydrophobierung
- Brandverhalten nachwachsender Rohstoffe
- Optimierte Herstellprozesse der Holzindustrie zur Verringerung der Produktvariabilität
- Entwicklung von neuen Bindemitteln
- Untersuchung von Bindemitteleigenschaften sowie Interaktionen zwischen Klebstoff und Holz
- Bindemittelverteilung an industriell gefertigten Holzwerkstoffen
- Analytik und Bewertung von VOC und Gerüchen aus Massivholz und Holzverbundwerkstoffen
- Entwicklung von Verfahren zur VOC- und Geruchsreduktion
- Funktionsorientierte Holzwerkstoffe mittels „Design Engineering“
Team Kreislaufgeführte Holzverarbeitungstechnologien
Im Team Kreislaufgeführte Holzverarbeitungstechnologien werden verschiedenste Technologien zur Zerteilung von Holz und verwandten Materialien beforscht. Unter dem Aspekt der Ressourceneffizienz sind vor allem Ausgangsmaterialien aus Abfallströmen und stofflich wenig genutzten Quellen von Interesse. Geschlossene Kreisläufe und ein adaptiertes Material- und Prozessverständnis führen zur Entwicklung von nachhaltigen Werkstoffen.
Team Funktionalisiertes Holz & biobasierte Materialien
Im Rahmen verschiedener Projekte beschäftigt sich das Team Funktionalisiertes Holz und biobasierte Materialien mit neuartigen Funktionalisierungsmethoden, die zu verbesserten Materialeigenschaften führen, insbesondere hinsichtlich Feuer- und Feuchtigkeitsbeständigkeit. Die Forschungsthemen reichen von hydrothermischen Behandlungen über verschiedene Funktionalisierungsmethoden bis hin zu porösen Strukturen und multifunktionalen Holzverbundwerkstoffen, wobei der Schwerpunkt auf möglichst bio-basierten Bauanwendungen liegt.
Team Neue Klebstofftechnologien
Die Verklebung ist die Basis aller Holzwerkstoffe, sie verleiht durch Adhäsion und Kohäsion allen Holzwerkstoffen mechanische Festigkeit. Das Team Neue Klebstofftechnologien untersucht Bindemitteleigenschaften und Bindemittelverteilung. Darüber hinaus werden neue Bindemittel, auch auf Basis von nachwachsenden Rohstoffen, und ideale Leimsysteme für neue Holzwerkstoffe entwickelt.
Team Digitale Technologien & nachhaltiges Bauen
Das Team Digitale Technologien & Nachhaltiges Bauen befasst sich mit aktuellen Forschungsfragen zu neuesten digitalen Technologien und Methoden für Holzbe- und Holzverarbeitungsprozessen sowie mit Fragestellungen zu innovativen biogenen Materialien für nachhaltiges Bauen. Hier kommen bspw. Sensoren, Assistenzsysteme, Robotik, Akustik, machine learning, computer vision oder KI zum Einsatz. Mit Hilfe dieser Methoden werden Forschungsfragen zu innovativer Sensorik im Holzbau, zur Rückverfolgbarkeit von Holz entlang der Wertschöpfungskette, zur Prozessüberwachung und -modellierung oder zur Simulation von Holz-hybrid Bauelementen mit dem Ziel verfolgt, die Kreislauffähigkeit von Holz und nachwachsenden Rohstoffen im Bauwesen zu verlängern.
Team Materialemissionen – Analytik & Kontrolle
Das Team Materialemissionen – Analytik & Kontrolle beschäftigt sich mit der Methodenentwicklung, Analytik und Bewertung von VOC und Formaldehyd aus Holzverbundwerkstoffen und Holzprodukten, sowie mit Technologien zur Verringerung von unerwünschten Emissionen und Gerüchen aus Holzrohmaterial für Holzwerkstoffe und Holzprodukte durch mikrobielle Modifikation. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt des Teams ist auch die Nutzung der Wachstumseigenschaften von filamentösen Pilzen, z.B. für die Herstellung von Mycomaterialien.
Ausstattung und Methoden
Im Bereich Massivholz und Holzverbundwerkstoffe können Entwicklungen und Untersuchungen vom Labor- bis hin zum Technikums-Maßstab mit eigenem Equipment realisiert werden. Darüber hinaus besteht durch die Kooperationen mit der BOKU Wien und der TU Wien Zugang zu modernster Infrastruktur in der Holz- und Naturfasercharakterisierung und -verarbeitung. In der Technikumshalle können neben diversen Versuchsaufbauten auf 450 m² auch Pilotanlagen betrieben werden.
PILOT- UND TECHNIKUMSANLAGEN
ANALYSE VON ZERTEILUNGSPROZESSEN
- 12“ Laborrefiner I Kochkessel
- Leistungsmessung I 4-Kanal
- Dreiachsige Schnittkraftmessung
- Hochgeschwindigkeitskamera
- Vollausgestattete Tischler- und Metallwerkstatt
HOLZTROCKNUNG UND HOLZMODIFIKATION
- Labortrockner I Frischluft – Abluft – Niedertemperatur – Dämpfen
- Hochtemperatur-Trockenkammer
- Vakuum-Trockenkammer
- Hochfrequenz-Vakuum-Trockenkammer
- Autoklav I Imprägnierung – hydrothermische Modifikation
- Chemische Modifizierung I Funktionalisierung
HOLZVERBUNDWERKSTOFFE
- Spänetrockner
- Vibrationssiebmaschinen
- Beleimmischer I Airlessbeleimsystem – druckluftbetriebene Sprüheinheit
- Laborheizpressen
- Multivariate statistische Modellierung von Prozessen
- Bildanalytische Charakterisierung der Partikelmorphologie
- Brandstand I Prüfung von Bodenbelägen
- Mini-SBI I downscaled single burning item test
PROTOTYPENBAU
- Vollausgestattete Tischlerwerkstatt I Kreissägen – Bandsäge – Tischfräse – Abricht- und Dickenhobelmaschine – Breitband- und Langbandschleifmaschine – CNC
- Metallwerkstatt I Drehbank – Fräse
- 3D Druck (kontinuierlicher Drucker, unabhängiger dual Extruder Drucker
PRÜFRÄUME / LABORS
PHYSIKALISCHE UND MECHANISCHE ANALYSEN
- Mechanische Analysen I Zug – Druck – Biegung – Schub – Brucharbeit, Schraubenauszug – Härte – ABES – Schlagpendel – Nanoindenter – DIC – 2D & 3D Deformationsmessung
- Klimakammern
- Wärmeleitfähigkeitsmessgeräte I λ-Meter – mini-λ-Meter – Wärme- und Feuchtedurchgangsbestimmung
- Bewitterungsstände I Schnellbewitterung – Freilandbewitterung
CHEMISCHES LABOR
- Bindemittelsynthese
- Thermische Analysen I DSC – DMA – TG – STA
- Spektroskopische Analysen I ATR/FTIR – NIR – UV/VIS – Raman
- Chromatographie I HPLC/DAD – RID – FLD – GC/FID – GC/MS SPME – TDA – Headspace
- Rheologie I Rheometer – Cold-Tack-Test
- Muffelofen
- Oberflächenanalyse I Kontaktwinkelmessgerät – Spektralphotometer – Chroma-Meter – Tastschnittmessgerät
- Extraktionen I Pressurized solvent extraction – Soxhlett – Autotitration
MIKROSKOPISCHE METHODEN
- Mikroskopische Analysen I AFM – UV/VIS – Fluoreszenzmikroskopie – Auflicht- und Durchlichtmikroskopie – Digitalmikroskopie – Bildanalytik
- Präparationstechniken I Schlitten- und Rotationsmikrotom – Ultracut – Färbetechniken
- Elektronenmikroskopie I ESEM – SEM – EDX
MIKROBIOLOGISCHES LABOR
- Dauerhaftigkeitsuntersuchungen I Holzschutzwirkung gegenüber Mikroorganismen
- Isolierung und Bestimmung von Mikroorganismen
- Kultivierung von Mikroorganismen I Großschüttler – instrumentierte Fermenter –Sterilwerkbank Klasse I
EMISSIONSMESSUNGEN
- Emissionsmessungen I Mikrokammern – 225 l Prüfkammern – 30 m³ Modellraum
- Humansensorische Analytik I Sniffing Panel – Geruchsstoffdarbietung – GC-O
DIGIWOODLAB
METHODEN
- Machine Learning | Deep Learning | Computer Vision | automatisierte Bildanalyse | Mustererkennung | Materialklassifizierung | Assistenzsysteme | Signalanalyse (FFT, etc.) | Prozessmodellierung (Big Data, Datenqualitätsanalyse, Datenfusionierung, multivariate statistische Modellierung, Qualitätsvorhersage) | statistisch-physikalische Modellierung | Finite Element Modellierung | statistische Versuchsplanung
HARDWARE
- 3 kollaborative Roboter (Cobots) inkl. diverser Endeffektoren (Greifer, Schleifer, Schrauber, Dosiereinheit, 3D Scanner, Kameras) | Roboter-Linearachse | NIR-Hyperspektralkamera inkl. Laborstation | Lasercutter | zwei 3D Scanner | Spatial Augmented Reality Assistance System | wearables (Augmented Reality Brille, Virtual Reality Brille, intelligenter Gehörschutz) | diverse Kameras (360°, robuste, hochauflösende, etc.) | Luftschallsensoren (robust und optisch bis 1 MHz) | Körperschallsensoren | zwei leistungsstarke Workstations | diverse Peripherie wie z.B. Mikrocontroller oder Raspberry Pis
SOFTWARE
- Abaqus | MATLAB (inkl. Compiler) | Python | R | SQL | Solid Works | Design Experts | RoboDK | Unity | Vuforia
Ansprechpartner
im Bereich Massivholz & Holzverbundwerkstoffe
DI Dr. Christian Hansmann
Bereichsleitung
Key Researcher
DI Dr. Erik van Herwijnen
Bereichsleitung Stellvertretung
Teamleitung Neue Klebstofftechnologien
DI Dr. Stefan Pinkl
Teamleitung
Kreislaufgeführte Holzverarbeitungstechnologien
Mag.a Dr.in Cornelia
Rieder-Gradinger
Teamleitung
Materialemissionen – Analytik & Kontrolle
DI Dr. Martin Riegler
Teamleitung
Digitale Technologien & Nachhaltiges Bauen
DI Dr. Axel Solt-Rindler
Teamleitung
Funktionalisiertes Holz und biobasierte Materialien
Kontakt und Anfahrtsplan
Adresse
Kompetenzzentrum Holz GmbH
Bereich Massivholz & Holzverbundwerkstoffe
c/o UFT Universitäts- und Forschungszentrum Tulln
Konrad-Lorenz-Straße 24
3430 Tulln/Donau
Der Bereich Massivholz und Holzverbundwerkstoffe (abgesehen von der Arbeitsgruppe Holzbiotechnologie, TU Wien) ist am Institut für Holztechnologie und Nachwachsende Rohstoffe, Department für Materialwissenschaften und Prozesstechnik, BOKU Wien am Standort Tulln.
Die BOKU ist am Campus Tulln im s.g. UFT (Universitäts- und Forschungszentrum Tulln), Konrad-Lorenz-Straße 24, A-3430 Tulln untergebracht. Die Räumlichkeiten von Wood K plus liegen im (südlichen) hinteren Gebäudeteil im 1. Stock. Über den Haupteingang durch die Aula bis zum hinteren Stiegenhaus, 1. Stock rechter Flügel, beginnend bei Büro Tür Nr. 1.3.119.
Mit dem Auto
Von der Westautobahn kommend (A1) bis St. Pölten – S33 Richtung Krems – bei Traismauer S33 folgend Richtung Tulln/Wien bis Tulln.
Von der Südautobahn kommend (A2) Richtung Zentrum – Südosttangente (A23) bis Knoten Kaisermühlen – Richtung Krems auf Donauufer Autobahn (A22) – bei Stockerau gerade weiter Richtung Krems auf S5 bis Tulln.
Mit öffentlichen Verkehrsmitteln
Bahn (Station Wien Franz Josefs Bahnhof, Wien Spittelau oder Wien Heiligenstadt jeweils Stationen der U-Bahn U4) bis Bahnhof Tulln. Über die Bahnhofstraße in die Jakob-Schefzik-Gasse bis direkt vor das UFT (ca. 7 min. Fußweg).
Vom Westbahnhof U-Bahn U6 Richtung Floridsdorf bis Station Spittelau (weiter siehe oben).
Vom Südbahnhof U-Bahn U1 Richtung Leopoldau bis Station Schwedenplatz, Umsteigen in U-Bahn U4 Richtung Heiligenstadt bis Stadion Spittelau (weiter siehe oben).
Über den Luftweg und öffentliche Verkehrsmittel
Flughafen Schwechat – City Airport Train (CAT) bis U-Bahnstation Wien Mitte (U3, U4), Umsteigen in die U-Bahn U4 (Richtung Heiligenstadt) bis zur Endstation Heiligenstadt (weiter siehe oben).
Anfahrtsskizze
