Holz-Sitzmöbel, die sich nach dem Auspacken über Nacht von selbst in Form bringen - das Projekt HygroShape macht‘s möglich.

Das Materialverhalten eines HygroShape-Teils bringt Kurven und schlanke Flächen hervor, standardmäßige Winkelverbindungen oder mechanische Beschläge entfallen. Foto: Universität Stuttgart / ICD, Robert Faulkner

Forschende des Instituts für Computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung der deutschen Universität Stutttgart machen sich mit HygroShape eine intrinsische Eigenschaft von Holz zu Nutze: Die Zellwände dehnen sich in nassem Zustand aus und ziehen sich beim Trocknen zusammen, wobei die Steifigkeit genau mit der Änderung des Feuchtigkeitsgehalts korreliert. Trocknet Holz unkontrolliert, kommt es aufgrund dieses hygroskopischen Schwindens zu unerwünschten Verformungen, das Material verzieht sich. Versteht man die Kräfte jedoch, lassen sie sich für gezielte Formänderungen nutzen, die ausschließlich durch das Material getrieben sind – und das in aller Stille, ohne menschliches Zutun, Werkzeug oder Montageanleitung, informiert die Universität Stuttgart. Einmal geformt, verriegeln sich die Teile mechanisch und schaffen so Stabilität.

Das biologische Prinzip für die passive Selbstformung haben sich die Forschenden unter anderem bei den Zapfen von Nadelbäumen abgeschaut, so die Universität Stuttgart. Auf der Basis dieser spezifischen Syntax werden flache, mehrschichtige Holzbauteile hergestellt, die eine ausgefeilte innere Zusammensetzung sowie einen definierten Feuchtigkeitsgehalt aufweisen. Mithilfe eines computergestützten Designtools werden die Bretter in maßgeschneiderten Anordnungen arrangiert, die die anschließende Formung steuern und koordinieren. Durch diese physische Kodierung wird jedes Stück in flachem Zustand so programmiert, dass eine definierte gekrümmte Geometrie entsteht, wenn die Feuchtigkeit reduziert wird. Schließlich werden die Teile versiegelt zum Endverbraucher transportiert und dort einer Umgebung ausgesetzt, die deutlich trockener ist als die Produktionsumgebung, was die Formungssequenz aktiviert.

Noch handle es sich bei den mit der HygroShape-Technologie gefertigten Möbeln um Einzelstücke, heißt es weiter. Mit dem Spin-off Unternehmen hylo-tech soll die Markttauglichkeit der Technologie anhand einer limitierten Serie nun getetstet werden. (cst)

Universität Stuttgart

Institut für Computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung

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