Hohlprofile aus Holz stehen zunehmend im Fokus von Forschung und Industrie. Zahlreiche Projekte widmen sich der Frage, wie sich der nachwachsende Rohstoff so verarbeiten lässt, dass daraus tragfähige, leichte und CO₂-speichernde Bauteile entstehen – für die Nutzung im Bauwesen, Maschinenbau, in der Fahrzeugtechnik oder im Designbereich. Dabei kommen verschiedene Materialien wie Vollholz, Furnierlagen oder Endlosfäden aus Weidenholz zum Einsatz. Die Resultate zeigen: Holz kann mit hoher Festigkeit, geringem Gewicht und technischer Gestaltungsfreiheit überzeugen – auch im industriellen Maßstab.
Besonders im Hinblick auf Umwelt- und Klimaziele bietet Holz als Werkstoff erhebliche Vorteile. Es stammt aus heimischer oder agroforstwirtschaftlicher Bewirtschaftung, benötigt wenig Energie bei der Ernte und Verarbeitung und speichert über die gesamte Lebensdauer Kohlenstoff. Zudem ist es am Ende seiner Nutzungszeit energetisch verwertbar. In vielen Anwendungsfeldern kann Holz als Ersatz für Kunststoff, Stahl oder andere Metalle dienen und so zur Reduktion des ökologischen Fußabdrucks beitragen. Die Entwicklung hölzerner Hohlprofile ermöglicht damit eine ressourcenschonende Alternative zu herkömmlichen Materialien.
Hohlprofile aus Holz für den industriellen Leichtbau
Röhrenförmige Bauteile sind in der Technik weit verbreitet. Sie bieten bei geringem Materialeinsatz eine hohe strukturelle Stabilität und eignen sich für vielfältige Anwendungen – von tragenden Elementen im Hochbau bis hin zu Funktionselementen in Maschinen und Fahrzeugen. Holzbasierte Hohlprofile sind in diesem Bereich bislang eine Ausnahme. Durch gezielte Forschungsprojekte rücken sie nun stärker in den Fokus und werden technologisch weiterentwickelt.
Im Projekt Lignobraid der Technischen Universität Dresden wurden Hohlprofile aus geflochtenen Furnierbändern entwickelt. Die eingesetzten Buchen- und Birkenfurniere werden im Formwerkzeug mit einem biobasierten Epoxidharz imprägniert. Das Verfahren zeichnet sich durch einen hohen Automatisierungsgrad aus, was es für industrielle Anwendungen attraktiv macht. Die mechanischen Eigenschaften der gefertigten Profile sind mit glasfaserverstärkten Kunststoffen vergleichbar. Zudem lassen sich runde und eckige Querschnitte flexibel realisieren.
Einen alternativen Ansatz verfolgt das Projekt SALIX AFS der Universität Kassel. In Zusammenarbeit mit der Heinrich Kuper GmbH und der Hochschule Hof wird an der Entwicklung textiler Strukturen aus Endlos-Weidenholzfäden gearbeitet. Die Herausforderung liegt dabei in der Synchronisierung der Maschinentechnik mit den spezifischen Eigenschaften des Weidenholzes. Die so entstehenden Gewebe und Geflechte mit bis zu 40 Zentimetern Durchmesser sollen automatisiert gefertigt werden und besitzen großes Potenzial für Leichtbauanwendungen sowie gestalterische Zwecke in der Innenarchitektur.
Neue Verfahren für Hohlprofile aus Vollholz
Einen Schritt weiter in der Materialverarbeitung geht das Projekt Querbiegen, das am Institut für Stahl- und Holzbau der TU Dresden in Kooperation mit GHEbavaria durchgeführt wurde. Hierbei entstehen Hohlprofile aus gebogenem Vollholz, das quer zur Faser verformt wird – ein bislang unüblicher Ansatz im Bauwesen. Die Technologie erlaubt die Nutzung unterschiedlichster heimischer Holzarten und eröffnet durch Kombination mit Faserverbundwerkstoffen neue Konstruktionsmöglichkeiten. Anwendung finden die Profile im Bau, Maschinen- und Möbelbau.
Das Projekt Woodtrusion unter Leitung der Niemeier Fahrzeugwerke GmbH verfolgt einen kontinuierlichen Fertigungsansatz. Über ein Strangpressverfahren werden dünne Fichtenstangen unter Einwirkung von Druck, Feuchtigkeit und Wärme zu formstabilen Rohrprofilen verdichtet. Die Profile werden mit Glas-, Carbon- oder Aramidfasern umwunden, um Rückstellkräfte zu neutralisieren. Belastungstests am Institut für Stahl- und Holzbau der TU Dresden belegen: Eine glasfaserbewehrte Formholzstütze mit 2 cm Wandstärke kann bis zu 1200 kN tragen – ein Wert, der mit klassischen Stahlkonstruktionen konkurriert. Ihr geringes Gewicht und die dämpfenden Eigenschaften machen die Bauteile besonders für schwingungsanfällige Konstruktionen interessant.
Hohlprofile aus Holz in Reibungsanwendungen
Ein spezielles Anwendungsfeld bedient das Projekt Back-to-nature der Hochschule Braunschweig/Wolfenbüttel. Ziel war es, Holz für hochbeanspruchte, tribologische Bauteile wie Gleitlagerbuchsen fit zu machen. Die Buchsen wurden aus verdichtetem, wärmebehandeltem und mit Wachs imprägniertem Vollholz gefertigt. In Tests wiesen sie eine bessere Verschleiß- und Reibungsleistung auf als das üblicherweise eingesetzte ultrahochmolekulare Polyethylen (UHMWPE). Dabei entstehen keine schwer abbaubaren Partikel oder gesundheitsschädlichen Emissionen – ein klarer Vorteil bei Herstellung und Anwendung.
Die vorgestellten Projekte verdeutlichen, wie vielseitig Holz als Material für Hohlprofile einsetzbar ist. Ob geflochten, gebogen, gepresst oder gewebt – die Bandbreite der Techniken eröffnet zahlreiche neue Anwendungsfelder. Alle Vorhaben wurden vom Bundesministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe gefördert.
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