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Holzbe- und -verarbeitung

Basiert auf den Vorlesungsunterlagen von Holzbe- und -verarbeitung von Prof. Ingo Burgert und Dr. Mark Schubert

Basiert auf den Vorlesungsunterlagen von Holzbe- und -verarbeitung von Prof. Ingo Burgert und Dr. Mark Schubert

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Langue Deutsch
Catégorie Technique
Niveau Université
Crée / Actualisé 04.01.2022 / 04.01.2022
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Étudier

Wald als Kohlenstoffsenke

Der Wald nimmt in der Wachstumsphase CO2 auf und bindet es. Durch diese Messung des Zuwachses kann die jährliche CO2-Bindung berechnet werden.

Wald als Kohlenstoffspeicher

Urwälder, aber auch nachhaltig genutzte Wirtschaftswälder, befinden sich bezüglich des Kohlenstoff Austausches im Gleichgewicht und stellen somit Kohlenstoffspeicher dar. Die Speicherwirkung hängt von der Höhe des Vorrates und der Huusschicht ab (CO2 Bindung im Boden).

CO2 Speicherung in einem m3 Holz

  • Trockengewicht Holz: 500 kg/m3
  • Kohlenstoff: ~250 kg/m3
  • CO2 Äquivalent: ~900 kg/m3

Holz biologisches Material im Vergleich zu Holz als Werkstoff

Holz ist für die Funktionen des Baumes optimiert: mechanische Stabilität und Nährstoff/Wassertransport, kein Problem mit Dauerhaftigkeit, da lebender Baum nass ist.

-> leichtes, steifes und festes Material mit hoher Porosität

Holz als Werkstoff: exzellentes Material mit einigen nachteiligen Eigenschaften (Dauerhaftigkeit, Brennbarkeit, etc)

Holz im Vergleich zu anderen Werkstoffen

  • ausgeklügelte hierarchiesche Strukture
  • lebender Baum in der Lage, auf Umwelteinflüsse zu reagieren
  • Holz ist nicht inert (UV-Stabilität, Dimensionsstabilität, Dauerhaftigkeit, Brennbarkeit) -> muss im Gebrauch geschützt werden gegen äussere Einflüsse
  • Variabilität der Eigenschaften, unter anderem Faserrichtung 
  • Gründe um auf andere Materialen zu setzen (Industrialisierung, Normen für Materialen)
  • Aber: Holz hat sehr geringen Energieverbrauch zur Herstellung
     

Verwendung von Laubholz

  • Wachsender Anteil durch Umbau der Wälder 
  • Geringer Stammholzanteil (Laubholz verzweigt sich viel früher)
  • höhere Dichte des Holzes
  • weniger gefragt in Massenprodukten als Nadelholz (höhere Kosten, höhere Dichte)
  • Kosten für Brettschichtholz deutlich höher als bei Nadelholz (Verschnitt, Pressdrücke, etc.)
  • Verwendung Schweiz: ca 2/3 werden direkt als Energieholz verwendet

Maschinen in der Holzindustrie

 

  • Maschinen der spanenden Bearbeitung
    • Sägemaschinen
    • Fräsmaschinen
    • Bohrmaschinen
    • Schleifmaschinen
  • Maschinen der spanlosen Bearbeitung
    • Maschinen zum Zerteilen
      • Schneidemaschinen
    • Maschinen zum Verbinden
      • Furnierzusammensetzmaschinen
      • Pressen
    • Maschinen zum Beschichten
      • Klebstoff bzw Lackauftragsmaschinen

Auftrennverfahren von Holz und Holzwerkstoffen

  • Sägen -> Stäbe, Bretter
  • Schälen -> Furniere
  • Zerspanen -> Holzwolle, Späne (das, was weg soll von Stamm, zerspanen)
  • Zerfasern -> Fasern

 

Holzausnutzung im Sägewerk

Sägeholz (100%)

  • Schnittholz (71%)
  • Nebenprodukte
    • Sägespäne (12%)
    • Übermass (4%)
    • Verarbeitungfähige Holzreste (13%)
    • Verlust von sehr hochwertigem Holz
  • man braucht eine gut angepasste Produktionskette

Arbeitsabläufe in einem Sägewerk

Rundholzplatte (Entrindung, Vermessung, etc) zu Sägehalle (Einschnitt zu verschiedenen Modellen) zu Schnittholzlager (Sortierung, Trocknung, Lagerung) zu Verkauf

Starkholzproduktion

Ernte meist manuell, Durchmesser gross

Schwachholzproduktion

  • automatisiterte Ernte für schwach und mittelstarkes Holz
  • automatisierte Ernte (Fällen, Entasten, Ablängen) angewiesen auf gleiche Durchmesser
  • bei einem naturnäheren Wald eher manuell

Rundholzplatz

  • Holzlagerung auf Poltern (Abladepolter, Sortierpolter)
  • Holzstämme auf gleiche Länge abgelängt
  • Bewässerung um Pilzbefall zu verhindern (Holzfeuchte > 20 %, wie im lebenden Baum)
  • Prozesse vor Sägehalle:
    • Versortierung in Sortieranlagen
    • Entrinden durch Entrindungsmaschine
    • Wurzellaufreduzierung

Hauptmaschinengruppen (Sägehalle)

  • Gattersäge: Stammdurchmesser bis ~100 cm, geringer Vorschub
  • Blockbandsäge: Stammdurchmesser bis ~300 cm, hoher Vorschub
  • Profilzerspaner: Stammdurchmesser ~12-45 cm, hoher Vorschub (momentan gängigste Maschine)
  • Kreissägen: Stammdurchmesser bis ~50 cm, hoher Vorschub

Haupteinschnittarten

  • Kantholzschnitte
    • 1-stielig, 2-stielig, 3-stielig, 4-stielig, 6-stielig
  • Brett- und Dielenschnitte
    • Rundschnitt
    • Modelschnitt
  • Rift- und Spiegelschnitte
    • Halbriftschnitte
    • Edelriftschnitte
    • Spiegelschnitte
  • Schwellenschnitte
    • Baggerschwelle
    • Eisenbahnschwellen
  • Sonderschnitte
    • Fladerschnitt
    • Lattenschnitt

Gattersägen

  • Stammdurchmesser bis ~100 cm
  • geringer Vorschub
  • Einschnitt mit feststehenden Abständen der Sägeblätter
  • Schnitt bei Abwärtsbewegung
    • Überhang des Sägeblattes
    • mehrere Blätter, schneiden bei Abwärtsbewegung
    • Breitenverstellung bei Gatterschnitt möglich
  • Vorsortierung nach Durchmesser notwendig
  • Vorschubgeschwindigkeit ca. 15-25 m/min

Blockbandsäge

  • Stammdurchmesser bis ~300 cm
  • hoher Vorschub bis ca 140 m/min 
  • Individueller Einschnitt
  • Anwendung für Starkholz und Laubholz
  • es können mehrere Sägen hintereinander angeordnet werden
  • ein Schnitt auf ein Mal

Dünnschnitbandsägen (Trennbandsägen)

  • Vorteil: man kann ein dünneres Sägeblatt benutzen
  • trotzdem noch viel Verluste (auch bei sehr schmalen Bändern)
  • Für Schnittdicken ab ca 3mm (Parkettlamellen, starke Furniere)

Profilzerspaner

  • Stammdurchmesser ~12-45 cm
  • hoher Vorschub: ca 150 m/min und mehr
  • wegspanen was nicht gebraucht wird (aber dadurch nicht so effizient, da auch Material, das sonst noch gebraucht werden könnte, weggespant wird
  • weniger qualitativ hohes Holz
  • braucht Wertschöpfungskette nachher
  • möglich mit nachgeschalteten Kreissägen für Endproduktherstellung

Kreissägen

  • Stammdurchmesser bis ~50 cm
  • hoher Vorschub: ca 120 m/min
  • Technik erlaubt
    • flexible Verstellung der Schnittbreite
    • durch starren Aufbau mit Gitteranalogie -> präziser Schnitt

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