Taschenbuch der Holztechnik (eBook)

André Wagenführ, Frieder Scholz (Herausgeber)

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2018 | 3. Auflage
567 Seiten
Carl Hanser Fachbuchverlag
978-3-446-45441-5 (ISBN)

Infos

Holz ist ein außerordentlich vielseitiges Material. Es gehört nach wie vor zu den meistgebrauchten Werkstoffen, oft in Verbindung mit Metall, Kunststoff oder Glas. Seine Bearbeitung (Schnittholz, Furnier, Platten), Verarbeitung zu Fertigprodukten (Holztragwerke, Holzbauteile, Möbel, Holzwaren) und Nutzung vor allem in der chemischen Holzindustrie (Zellstoff, Papier, Faserplatten) haben zur Herausbildung einer auf Holz spezialisierten Gruppe von Wirtschafts- und Werkstoffingenieuren geführt. Die Arbeit in diesem Wirtschaftszweig setzt spezielles Wissen voraus, das in diesem Taschenbuch kompakt vermittelt wird und dient den Studierenden der Holztechnik als ideales Nachschlagewerk und ist somit ein einzigartiges Kompendium zur Holztechnik.

Prof. Dr.-Ing. André Wagenführ ist Inhaber der Professur für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik an der TU Dresden.

Inhalt

Inhaltsverzeichnis 8
1 Roh- und Werkstoff Holz 15
1.1 Einführung 15
1.2 Anatomie des Holzes 16
1.2.1 Holzstrukturuntersuchungen/Holzstrukturanalysen 16
1.2.1.1 Was ist Holz? 16
1.2.1.2 Holzanatomische Untersuchungsmethoden 17
1.2.1.3 Die wichtigsten Holzstrukturmerkmale 18
1.2.1.4 Strukturveränderungen 41
1.2.2 Holzarten 44
1.2.2.1 Benennungen 44
1.2.2.2 Bestimmungen 46
1.3 Chemie des Holzes 49
1.3.1 Holz als Mikro- und Nanoverbundpolymer 49
1.3.2 Cellulose 52
1.3.3 Hemicellulosen 56
1.3.4 Lignine 60
1.3.5 Extraktstoffe 66
1.4 Physik des Holzes 77
1.4.1 Übersicht zu den wesentlichen Holzeigenschaften und wichtigen Einflussfaktoren 77
1.4.1.1 Einteilung der Holzeigenschaften 77
1.4.1.2 Wesentliche Einflussfaktoren auf die Eigenschaften 78
1.4.2 Verhalten gegenüber Feuchte 79
1.4.2.1 Sorptionsverhalten und kapillare Wasseraufnahme 79
1.4.2.2 Quellen und Schwinden 84
1.4.3 Dichte 88
1.4.4 Thermische Eigenschaften 89
1.4.5 Elektrische Eigenschaften 91
1.4.6 Optische Eigenschaften 91
1.4.7 Akustische Eigenschaften 92
1.4.8 Alterung und Beständigkeit 94
1.4.9 Elastomechanische und rheologische Eigenschaften 95
1.4.9.1 Übersicht zu wichtigen Einflussgrößen 95
1.4.9.2 Elastizitätsgesetz und Spannungs-Dehnungs-Diagramm 96
1.4.9.3 Rheologische Eigenschaften 104
1.4.9.4 Festigkeitseigenschaften 108
Literaturverzeichnis 118
Weiterführende Literatur 121
Anlagen 121
2 Werkstoffe aus Holz 129
2.1 Übersicht zu den Holzwerkstoffen 129
2.1.1 Vollholz 130
2.1.2 Holzwerkstoffe 130
2.2 Struktureller Aufbau und wesentliche Einflussfaktoren auf die Eigenschaften ausgewählter Holzwerkstoffe 133
2.2.1 Allgemeine Gesetzmäßigkeiten der Werkstoffbildung 133
2.2.2 Klebstoffe 137
2.2.2.1 Physikalisch abbindende Klebstoffe 138
2.2.2.2 Chemisch reagierende Klebstoffe 139
2.2.3 Werkstoffe auf Vollholzbasis 142
2.2.4 Werkstoffe auf Furnierbasis 143
2.2.5 Werkstoffe auf Spanbasis 145
2.2.6 Werkstoffe auf Faserbasis 148
2.2.7 Verbundwerkstoffe 151
2.2.8 Engineered Wood Products 155
2.2.8.1 Furnierschichtholz (Laminated Veneer Lumber, LVL) 156
2.2.8.2 Furnierstreifenholz (Parallel Strand Lumber – PSL) 157
2.2.8.3 Spanstreifenholz (Laminated Strand Lumber – LSL) 157
2.2.8.4 Scrimber 157
2.2.8.5 Verbundsysteme 157
2.2.9 Wood Plastic Composites (WPC) 157
2.3 Eigenschaften von Holzwerkstoffen 159
2.3.1 Übersicht 159
2.3.2 Physikalische Eigenschaften 161
2.3.2.1 Verhalten gegenüber Feuchte 161
2.3.2.3 Sonstige Eigenschaften 171
2.3.3 Elastomechanische und rheologische Eigenschaften 178
2.3.3.1 Übersicht 178
2.3.3.2 Kenngrößen und deren Bestimmung 183
2.3.3.3 Rheologische Eigenschaften 187
2.3.3.4 Festigkeitseigenschaften 188
2.4 Technologie der Herstellung von Holzwerkstoffen 195
2.4.1 Allgemeine Entwicklungstendenzen 195
2.4.2 Werkstoffe auf Vollholzbasis 196
2.4.2.1 Brettschichtholz 196
2.4.2.2 Massivholzplatten 198
2.4.3 Werkstoffe auf Furnierbasis (Lagenhölzer) 201
2.4.3.1 Technologische Grundoperationen 201
2.4.3.2 Fertigungsablauf 205
2.4.4 Werkstoffe auf Spanbasis 208
2.4.4.1 Technologische Grundoperationen 208
2.4.4.2 Fertigungsablauf 227
2.4.4.3 Spezielle Holzspanwerkstoffe 228
2.4.5 Werkstoffe auf Faserbasis 233
2.4.5.1 Technologische Grundoperationen 233
2.4.5.2 Fertigungsablauf 245
2.4.5.3 Sonderverfahren 247
2.4.6 Verbundwerkstoffe 247
2.4.6.1 Technologische Grundoperationen 247
2.4.6.2 Fertigungsablauf 250
2.5 Anlagen zur Prozesssteuerung und -überwachung 250
2.6 Einsatzmöglichkeiten von Holzwerkstoffen 251
Quellen und weiterführende Literatur 258
3 Holzbearbeitung 262
3.1 Umformen 262
3.1.1 Holzbiegen 263
3.1.2 Tiefziehen von Holz und Holzwerkstoffen 264
3.2 Oberflächen bildende Bearbeitungsverfahren 265
3.2.1 Begriffe 265
3.2.2 Einführung und Grundlagen 268
3.2.2.1 Trennen ohne Schneidkeil 268
3.2.2.2 Trennen mit Schneidkeil 269
3.2.2.3 Kinematik und Geometrie des Spanens mit geometrisch bestimmten Schneiden 271
3.2.2.4 Zerspanungskräfte und Zerspanungsleistung 279
3.2.3 Baugruppen von Holzbearbeitungsmaschinen 284
3.2.3.1 Maschinengestelle 284
3.2.3.2 Antriebe 287
3.2.3.3 Führungen 293
3.2.3.4 Wellen und Lagerungen 296
3.2.3.5 Lagemessung, Regelung 297
3.2.3.6 Schneidwerkstoffe und Verschleiß 299
3.2.4 Sägen 301
3.2.4.1 Kreissägen 301
3.2.4.2 Zerspanen 310
3.2.4.3 Bandsägen 313
3.2.4.4 Kettensägen 315
3.2.4.5 Gattersägen 316
3.2.5 Fräsen und Hobeln 317
3.2.5.1 Planhobeln (Planfräsen) 317
3.2.5.2 Universal- und Profilhobeln (Profilfräsen) 321
3.2.5.3 Tischfräsen 323
3.2.5.4 CNC-Oberfräsen 325
3.2.5.5 Kantenbearbeitungen 331
3.2.5.6 Weitere Fräsverfahren 336
3.2.6 Bohren 336
3.2.6.1 Bohrwerkzeuge 336
3.2.6.2 Bohrmaschinen 337
3.2.7 Drehen und Drechseln 340
3.2.8 Schleifen 341
3.2.8.1 Grundlagen 342
3.2.8.2 Schleifmittel 344
3.2.8.3 Maschinenkonzepte 346
3.2.9 Spanloses Trennen 352
3.2.9.1 Spalten 353
3.2.9.2 Schälen und Messern 353
3.2.9.3 Stanzen – Schneiden 355
3.3 Oberflächenbeschichtung 355
3.3.1 Oberflächenbeschichtung mit flüssigen Materialien 355
3.3.1.1 Voraussetzungen für gute Oberflächenqualität 356
3.3.1.2 Lackrohstoffe 358
3.3.1.3 Lacksysteme 362
3.3.1.4 Applikationsverfahren 364
3.3.1.5 Lacktrocknen und Härten 380
3.3.2 Beschichtung mit festen und pulverförmigen Stoffen 393
3.3.2.1 Vorbehandlungsverfahren 393
3.3.2.2 Materialien 395
3.3.2.3 Applikationsverfahren 398
3.4 Prüfung von Holz und Holzwerkstoffen 411
3.4.1 Normung und Einzelzulassung 413
3.4.2 Güteüberwachung und Kennzeichnung 414
3.4.3 Prüfung von Vollholz 414
3.4.4 Sortierung von Holz nach Tragfähigkeit 416
3.4.5 Einfluss der Umgebungsbedingungen auf die Eigenschaften und die Prüfung 420
3.4.5.1 Bestimmung der Rohdichte 420
3.4.5.2 Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes 421
3.4.6 Ermittlung mechanischer Eigenschaften von Vollholz 421
3.4.6.1 Prüfung von Oberflächeneigenschaften 422
3.4.6.2 Prüfung rheologischer Eigenschaften 424
3.4.7 Prüfung von Holzwerkstoffen 425
3.4.7.1 Zerstörende Prüfungen 425
3.4.7.2 Produktionsüberwachung bei Holzwerkstoffen 427
Literaturverzeichnis 431
Weiterführende Literatur 432
Anhang 433
4 Holzvergütung 435
4.1 Holztrocknung 435
4.1.1 Gründe für die Holztrocknung 435
4.1.2 Wechselwirkung Umgebungsklima – Gleichgewichtsfeuchte 436
4.1.3 Trocknungsvorgang, Feuchtegradient und Trocknungsspannung 436
4.1.4 Der Trocknungsprozess – Systematik der Trocknungsverfahren 442
4.1.5 Grundzüge zur Regelung des Trocknungsprozesses 452
4.1.6 Trocknungsqualität 453
Quellen und weiterführende Literatur 458
Normen 458
4.2 Holzschutz 459
4.2.1 Einleitung 459
4.2.2 Dauerhafte Holzanwendung 461
4.2.3 Integrierter Holzschutz 463
4.2.4 Holzschutzverfahren 466
4.2.4.1 Nichtdruckverfahren 466
4.2.4.2 Druckverfahren 468
4.2.5 Tränkbarkeit von Holzarten 469
4.2.6 Holzzerstörung durch Pilze 472
4.2.6.1 Einteilung der Holzpilze 472
4.2.6.2 Feuchtebedarf 473
4.2.6.3 Fäuleformen 473
4.2.6.4 Hausfäulepilze 474
4.2.6.5 Holzverfärbende Organismen 475
4.2.7 Holzschädigende Insekten 477
4.2.8 Chemischer Holzschutz 478
4.3 Sonstige Vergütungsverfahren 487
4.3.1 Wirkungsprinzipien der Holzmodifizierung 487
4.3.2 Arten der Holzmodifizierung 491
4.3.2.1 Thermisch-physikalische Verfahren 491
4.3.2.2 Hydrophobierung mit Ölen und Wachsen 492
4.3.2.3 Chemische Modifizierung der Holzzellwand 493
4.3.2.4 In der Zellwand polymerisierbare Chemikalien 496
4.3.2.5 Behandlung mit Siliziumverbindungen 498
4.3.2.6 Holz-Kunststoff-Komposite 498
Quellen und weiterführende Literatur 499
Normen 501
5 Holzerzeugnisse 503
5.1 Möbel und Innenausbau 505
5.1.1 Möbel 505
5.1.1.1 Begriffe/Bezeichnungen 505
5.1.1.2 Bauteilzuordnungen 508
5.1.1.3 Systematisierung von Verbindungen 509
5.1.1.4 Konstruktionsdetails im Möbelbau 515
5.1.2 Innenausbau 526
5.1.2.1 Begriffe/Bezeichnungen 527
5.1.2.2 Allgemeines zu Schutzmaßnahmen im Innenausbau 529
5.1.2.3 Konstruktionen im Innenausbau 531
5.2 Bauelemente 535
5.2.1 Maß- und Modulordnung 536
5.2.2 Türen 538
5.2.2.1 Begriffe/Bezeichnungen 538
5.2.2.2 Konstruktionsdetails 540
5.2.3 Fenster 541
5.2.3.1 Begriffe/Bezeichnungen 541
5.2.3.2 Konstruktionsdetails 543
5.3 Sonstige Erzeugnisse aus Holz 545
Weiterführende Literatur 545
Sachwortverzeichnis 547
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Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 12.3.2018
• Verlagsort: München
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Technik
• Schlagworte: Holzbearbeitung • Holzerzeugnisse • Holztechnik • Holztrocknung • Holzvergütung • Holzwerkstoffe
• ISBN-10: 3-446-45441-1 / 3446454411
• ISBN-13: 978-3-446-45441-5 / 9783446454415