Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde
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Klebfugeninduzierter Schneidstoffverschleiß bei der spanenden Bearbeitung von geklebten Lagenwerkstoffen (AdhWear)


Ausgangssituation

Flächig verklebte Holzwerkstoffe lassen sich leicht mit allen konventionellen spanenden Werkzeugen bearbeiten. Allerdings führen die spezifischen Eigenschaften der eingesetzten Substrate (Holz, Beschichtungsstoff) sowie der Klebstoffsysteme zu ungleichmäßigem Verschleiß der Schneidstoffe. Dabei verursacht die Klebstofffuge schon nach kurzem Vorschubweg einen deutlich höheren, lokalen Verschleiß an den Werkzeugschneiden und sorgt somit für mehr Material- bzw. Fertigungskosten als die reine Massivholzbearbeitung (z.B. höhere Kosten bei der Oberflächenbearbeitung durch Ausbildung einer Wulst im Bereich der Klebefuge, siehe Abbildung 1). Verschiedene zusätzliche Arbeitsschritte sowie eine im Einzelfall optimierte Schneidstoffauswahl (in einem aufwändigen Ausschlussverfahren) werden aktuell zur Löung der Herausforderungen eingesetzt. Insbesondere bei variierenden Fugenpositionen und profilierten Fräsungen können diese nicht eingesetzt werden. Daher sind für die spanende Bearbeitung dieser Verbunde neue Konzepte zur Auswahl des optimalen Klebstoffs nötig. Nur wenn die Einflussparameter der Klebefuge (Klebstoffart, Füllstoffart und –gehalt, Breite, Alter) auf den Schneidenverschleiß sowie deren Wechselwirkungen richtig identifiziert und bewertet werden, ist es möglich, den Klebstoff für die jeweilige Anwendung zu optimieren.


SchneidenausbruchAbbildung 1: Streifenbildung durch partiellen Schneidenausbruch

Verschleiß Klebfuge Abbildung 2: Beispiel für den partiellen Ausbruch eines Schneidstoffes durch eine Klebefuge


Zielsetzung

Ziel des Forschungsprojektes ist es, klebstoffspezifische verschleißverursachende Faktoren bei der spanenden Bearbeitung hölzerner Lagenwerkstoffe zu identifizieren und zu charakterisieren. Aufbauend auf dieser Analyse der Wirkzusammenhänge von Füllstoffen und Schneidenverschleiß und einer darauf aufbauenden Änderung der notwendigen Füllstoffe soll eine Reduzierung des durch Klebstoff lokal erhöhten Schneidenverschleißes ermöglicht werden. Daraus soll die Entwicklung entsprechend angepasster Klebstoffsysteme abgeleitet bzw. Vorschläge für verschleißmindernde Zuschlagstoffe gegeben werden. Eine in diesem Rahmen abgeleitete Kennzahl für die klebstoffspezifische Verschleißwirkung soll auch für eine bessere Klebstoffauswahl des individuellen Prozesses dienen und Produktionskosten relevant reduzieren.

Eine Reduzierung des klebstoffinduzierten Schneidstoffverschleißes senkt die Kosten der Fertigung aller beteiligten Unternehmen (zum größten Teil KMU), da z.B. das Längs- und Formatfräsen (Vierkantprofile) als grundsätzlicher Bearbeitungsschritt vor der restlichen Fertigung durchgeführt wird. Nach Aussage der Industrie sind die Kosten daraus als sehr hoch zu bewerten. Erfahrungsgemäß können z.B. beim Bearbeiten/Fräsen unverklebter Materialien bis zum drei- bis fünffachen mehr Standweg erwartet werden als von Hölzern, die verklebt wurden.

Forschungsvereinigung:

Forschungskuratorium Maschinenbau e. V. (FKM)

Forschungsplattform Holzbearbeitungstechnologie e.V. (FPH)


Projektbegleitender Ausschuss (PbA):

Jowat SE

Türmerleim GmbH

AKE Knebel GmbH & Co. KG

Certizit S.A.

Leitz GmbH & Co. KG

Tigra GmbH

Leuco AG

Holzwerke Bullinger GmbH & Co. KG

Holz Schiller GmbH

Hans Timm Fensterbau GmbH & Co. KG

Süd-Fensterwerk GmbH & Co. KG



https://www.fph-net.de/img/other/bmwi-de.png


Förderrahmen:

Das IGF-Vorhaben wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Förderkennzeichen: 20247 BR

Projektzeitraum: 01.11.2018 - 30.04.2021



 

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Projektleiter


Prof.-Dr.-Ing. Ulrich Schwarz

+49-3334 657-374

Ulrich.Schwarz@hnee.de 


Ansprechpartner


Dipl.-Ing. (FH) Christian Müller

+49-3334 657-386

Christian.Müller@hnee.de