Bauen und WohnenFachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Projekte - Details

Verbundvorhaben: Konstruktiver Leichtbau von Hartholz-Verbundelementen zur industriellen Fertigung nachhaltiger Funktionsmöbel; Teilvorhaben 1: Musterbau - Akronym: CabinWoods-Musterbau

Anschrift
Franz Fertig, Sitz + Liegemöbel KG
Franz-Fertig-Str. 24
74722 Buchen (Odenwald)
Kontakt
Katja Schwander
Tel: +49 6281 401-171
E-Mail schreiben
FKZ
2220HV038A
Anfang
01.02.2020
Ende
31.01.2022
Ergebnisverwendung
Die theoretischen Ergebnisse der Simulation ließen sich nur sehr aufwändig in Vollholzstrukturen umsetzen. Eine Reduzierung der Vollholzquerschnitte erwies sich grundsätzlich als möglich, jedoch nur bei gleichzeitiger Verstärkung der Konstruktion. Dies wirkte sich jedoch sowohl auf die angestrebte Gewichtsreduzierung, als auch auf den Komfort der Sitzmöbel aus. Über die Reduzierung der Querschnitte hinaus wurden daher weitere Änderungen vorgenommen, z.B. der Austausch von flächigen Elementen durch Rahmenkonstruktionen, der Austausch von Buchenholz durch Fichtenholz und auch der Einsatz von Leichtbauplattenmaterial. Auch die weiteren Verarbeitungsschritte (z.B. die Unterfederung) mussten in die konstruktiven Überlegungen einbezogen werden, da das Gestell auch die hierdurch entstehenden Kräfte aufnehmen musste. Durch die Reduzierung der Querschnitte allein, war die ursprünglich angedachte Gewichtsreduzierung von ca. 40% nicht erreichbar. Durch die Kombination von Querschnittsreduzierung und dem Austausch von Materialien konnte eine Gewichtsersparnis zwischen 25-40% erzielt werden. Über konstruktive Aspekte hinaus beeinflusste auch der spätere Einsatzbereich die Möglichkeiten der Gewichtsreduzierungen. Hierzu zählten die Demontierbarkeit, der Einbau eines Stauraums und Brandschutzerfordernisse. Durch Anwendertests konnten die theoretische Überlegungen um weitere mögliche Nutzungsszenarien erweitert werden. Auch vor dem Hintergrund unterschiedlicher Bewertungskriterien je Einsatzbereich, ergaben die leichteren Konstruktionen für alle potenziellen Anwender Vorteile. Der praxisnahe Ansatz mit der Entwicklung mehrerer Konstruktionsalternativen pro Anforderungsprofil erwies sich als gute Lösung, die sich aus der Simulation ergebenden Fragestellungen zu bearbeiten. Ebenso führte die abteilungsübergreifende Bearbeitung des Projektes zu sehr guten Ergebnissen, da bereits in frühen Phasen auch Anforderungen einer später geplanten Serienfertigung miteinbezogen werden konnten.
Aufgabenbeschreibung
Zielsetzung des Vorhabens war es, Funktionsmöbel aus Hartholz-Verbundelementen einheimischer Produktion so leicht und sicher zu bauen, dass sie sich auf internationalen Premiummärkten wie der Kreuzfahrtbranche gegenüber bisher üblichen Metallkonstruktionen durchsetzen können. Ausgangspunkt des Vorhabens war ein bereits durchgeführtes Projekt, in dem es gelungen war, die bisher für diesen Einsatzbereich verwendeten Metallkonstruktionen durch Konstruktionen aus Massivholz zu ersetzen. Die auf dieser Basis entwickelte Konstruktion kam in den Jahren 2014, 2016 und 2018 auf drei Kreuzfahrtschiffen zum Einsatz. Da für die Reedereien die Themen Nachhaltigkeit und Ressourcenverbrauch immer stärker in den Fokus rückten, ergab sich von dieser Seite die Aufgabenstellung nach einer Gewichtsreduzierung aller eingesetzten Bauteile, inklusive der Möblierung. Neben dem Ziel der Energieeinsparung durch eine Reduzierung des Gesamtgewichts und Aspekten des Umweltschutzes spielte hierbei auch die Schiffsicherheit eine wesentliche Rolle. Zur Erreichung dieses Ziels sollte ein für die Möbelindustrie neues iteratives Verfahren zum Einsatz kommen. Aus den im Prototypenbau entwickelten Hartholz-Verbundelementen sollten unter Einsatz computergestützter Simulationen 3DModelle angelegt und mit Hilfe dieser Modelle die unter den Beanspruchungen Sitzen, Verwandeln und Schlafen auftretenden Lasten simuliert werden. Auf diese Weise sollten die maximal durch jedes Bauteil aufzunehmenden Lasten ermittelt und festgestellt werden, welche Querschnitte und Maße für die jeweilige Lastaufnahme ggf. überdimensioniert waren. Die durch die Simulationen ermittelten Optimierungspotenziale sollten dann in die Entwicklung neuer Prototypen einfließen, die im Anschluss Funktions- und Anwendertests unterzogen werden sollten. Ziel war die Reduzierung des Gesamtgewichts um ca. 40%. Eine Übertragung der Ergebnisse sollte auch auf weitere Anwendungsgebiete (Hotels, Pflege, Krankenhaus, Wohnmöbel) erfolgen.

neue Suche