Werkstoffe im Zeitalter der Bioökonomie Verbund aus Holz und Kunststoff

Werkstoffe auf der Basis von Holz und weiteren biologischen Rohstoffen bilden einen Schlüssel für nachhaltiges Wirtschaften. Doch werden biobasierte Werkstoffe in der Praxis bereits eingesetzt? Mit dem Potenzial der neuen Materialien und der konkreten Nutzbarmachung für die Wirtschaft befasst sich das Cross-Cluster-Projekt HoKuRo, Holz-Kunststoff-Roadmap, der beiden bayerischen Cluster „Neue Werkstoffe“ und „Forst und Holz“. Eine Technologie-Roadmap wurde in enger Zusammenarbeit mit Experten erstellt. Dieses Projekt ist zudem ein Beispiel für neue kollaborative Ansätze im Innovationsmanagement, wie sie aktuell von der Bayern Innovativ GmbH entwickelt werden.

Über 40 Baumarten liefern in Bayern den Rohstoff Holz. Neben der Nutzung als Energielieferant besitzt
Holz eine lange Tradition in der Verwendung als Werkstoff und ist in Bayern der wichtigste nachwachsende
Rohstoff für eine stoffliche Nutzung. Durch seine Zusammensetzung besitzt der Werkstoff
Holz ein großes Potenzial für viele Anwendungen, beispielsweise im Holz-, Möbel- oder Fahrzeugbau.
Ein großes Zukunftsthema sind innovative Verbund-und Hybridlösungen. Holz und holzbasierte
Rohstoffe spielen als Grundlage für neue Werkstoffe im Leichtbau oder im Verbund mit Kunststoffen eine
immer wichtigere Rolle. Wood Plastic Composites (WPC) sind derzeit die wirtschaftlich bedeutendsten holzbasierten Verbundwerkstoffe, typischerweise bestehen diese aus einer Kunststoffmatrix mit einer Zugabe von 50 bis 90 Prozent Holzfasern oder -mehl.

Das Potenzial der WPC schätzen Fachleute technisch hoch ein, allerdings wird es heute bei weitem noch nicht ausgeschöpft. Im Cross-Cluster-Projekt Ho-KuRo zeigte sich, dass weniger technische Eigenschaftengegen eine Nutzung von WPCs sprechen,sondern die Gründe vielmehr im rechtlichen, gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Bereich liegen. Die fehlende Akzeptanz im Markt, die höheren Kosten im Vergleich zu verfügbaren konventionellen Kunststoffen oder die zulassungsrechtlichen Fragenbeispielsweise für Fassadenteile, tragende Bauteile oder hinsichtlich Flammschutz stellen große Hürden dar. Aber gerade innovative Verbund-/Hybridlösungen sind ein großes Zukunftsthema. Holzfasern und holzbasierte Verbundwerkstoffe können hier eine wichtige Rolle, als neue, „alte” Werkstofflösungen im Leichtbau oder im Verbund mit Kunststoffen spielen.

Um neue Anwendungsbereiche für beispielsweise tragende Bauteile zu realisieren oder auch die
mechanischen Eigenschaften zu verändern und neue Geometrien von Bauteilen zu produzieren,
sind neue Technologien zum Holzaufschluss und zur Herstellung neuartiger Holzfasern bzw. definierte
Holzfasern notwendig. Allerdings sind nicht nur neue Verfahren für den Holzaufschluss zu entwickeln. Zunächst müssen die gewünschten Eigenschaften von Holzfasern wie beispielsweise Festigkeit, Elastizität oder Aspektverhältnisse von Holzfasern definiert werden. Diese Referenzwerte bilden die Grundlage, um eine leistungsfähige Holzfaser zu entwickeln und in Zukunft holzfaserverstärkte Kunststoffe auch als tragende Bauteile oder in Leichtbauanwendungen einzusetzen. Für das vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie geförderte Projekt bündelten zwei der bayerischen Technologie-Cluster ihre Kompetenzen mit den Zielen, eine Technologie-Roadmap zu entwickeln, Unternehmen durch gezielte Kooperationen innovationsfähiger zu machen und um neue Forschungs- und Entwicklungsprojekte anzustoßen.

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