Wooden 3D Tubing

Die Art und Weise wie wir uns in urbanen Strukturen fortbewegen, steht vor einem tiefgreifenden Wandel. Mobilität soll smarter und vor allem ökologischer werden. Von der zunehmenden Nutzung von Elektrofahrzeugen verspricht man sich, die Schadstoffbelastung in den Ballungsräumen zu reduzieren. Unter Verwendung von Materialien auf Basis nachwachsender Rohstoffe soll darüber hinaus die CO₂-Bilanz für die Produktion von Fahrzeugen und Karosserien erheblich gesenkt werden. An der TU Dresden wurde unter dem Namen 3D Wooden Tubing ein Verfahren entwickelt, mit dem Hightech-Hölzer für die Automobilindustrie einsetzbar werden, die eine höhere mechanische Stabilität aufweisen als Aluminium und so leicht sind wie Karbon. Unter dem Markennamen “Lignoa” soll der Werkstoff ab Sommer 2018 kommerzialisiert.

Ökologischer, komfortabler und 50 Prozent belastbarer als Aluminium

Um die hohen Anforderungen an den Holzwerkstoff zu erfüllen, haben die beiden Jungunternehmer Yves Mattern und Philipp Strobel Technologien aus anderen Leichtbaudisziplinen übertragen. Zur Herstellung von Röhren und dreidimensional gebogenen Bauteilen aus Holz werden dünne Furnierstreifen über ein Formteil gelegt, gebogen und miteinander verklebt. Unter Ausnutzung der natürlichen Orientierung der Holzfasern in Längsrichtung entsteht ein Bauteil mit einer besonderen Zug- und Bruchfestigkeit in die Wachstumsrichtung der Faser. In einem zweiten Prozessschritt wird dieses Bauteil quer zur Faserrichtung in Streifen geschnitten. Die bereits gekrümmten Stücke werden in eine neue Musterform geschichtet und erneut miteinander verklebt. Auf diese Weise realisieren Mattern und Strobel geformte Holzbauteile, die in Längs- wie Querrichtung ungewöhnlich hohe Kräfte aushalten.

Anschließend werden die Formteile in der Mitte durchschnitten und auf der Innenseite ausgefräst, um das gewünschte Verhältnis zwischen Gewicht, Steife und Festigkeit zu erreichen. Eine ähnliche Vorgehensweise ist von der Herstellung von Karbonstrukturen in der Luftfahrt bereits bekannt. Im Holzbereich zählt die Vorgehensweise als neue Fertigungstechnologie und wird von den Dresdner Ingenieuren “Wooden 3D Tubing” (W3T) genannt. “Unser Verfahren ermöglicht ganz besondere Designs”, erläutert 27-Jährige Philipp Strobel. “Wir können zum Beispiel in einem hölzernen Fahrradrahmen gleich die Aussparungen für integrierte LEDs, für Schlösser und Gelenke mit einfräsen. Da klaut keiner mehr die Fahrrad-Leuchte.”

Einige erste Kooperationspartner haben die beiden Unternehmer bereits gefunden. So wird im Auftrag eines Produzenten für Kinderwagen aus Österreich an einer Lösung mit einem Holzrahmen gearbeitet. Für einen renommierten Hersteller von Stativen entwickelt das Team ein leichtgewichtiges Kamera-Dreibein mit Holzröhren.

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