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Wilhelm-Klauditz-Preis für Holzforschung und Umweltschutz geht an die Leibniz Universität Hannover

Wilhelm-Klauditz-Preis für Holzforschung und Umweltschutz geht an die Leibniz Universität Hannover

Prof. Dr. Rainer Marutzky. Dipl.-Ing. Kai Greten, Dr.-Ing. Torben Marhenke und Prof. Dr.-Ing. Bohumil Kasal

Dr.-Ing. Torben Marhenke entwickelt hochinnovatives Verfahren zur Detektion von Materialschwachstellen in Holzwerkstoffen

Fehlstellen und Lufteinschlüsse in Holzwerkstoffen sicher und zuverlässig detektieren - das ist das Ziel der Forschung von Dr.-Ing. Torben Marhenke am Institut für Dynamik und Schwingungen (IDS) der Fakultät für Maschinenbau. Für seine hochinnovativen Lösungen, die einen deutlichen Fortschritt gegenüber dem derzeitig angewendeten Stand der Technik darstellen, hat er jetzt den Wilhelm-Klauditz-Preis für Holzforschung und Umweltschutz erhalten. Mit dem Preis würdigt der Internationale Verein für Technische Holzfragen e.V. herausragende wissenschaftliche oder anwendungsorientierte Arbeiten auf dem Gebiet der Holzforschung und des Umweltschutzes.

Holzwerkstoffe, die aus Alt- und Recyclinghölzern hergestellt werden, leisten einen bedeutenden Beitrag zur Nachhaltigkeit. Die Weiterentwicklung dieser Werkstoffklasse und die zuverlässige und reproduzierbare Produktion der daraus gefertigten Bauelemente ist deshalb besonders wichtig bei der Erschließung neuer Anwendungen. Diese gehen weit über die Möbelindustrie hinaus, etwa in den Bereich der Architektur. Aber auch im Verkehrswesen (Schiff- und Luftfahrt sowie Automobilbau) sind Holzwerkstoffe aufgrund ihres hohen Nachhaltigkeits- und Recyclingwertes interessant. Sie verbinden eine geringe Dichte mit guten Festigkeitseigenschaften.

Dennoch weisen Holzwerkstoffe auch Nachteile auf. Da sie aus einzelnen Holzstrukturelementen zusammengesetzt sind, können sich Luftscheinschlüsse beziehungsweise Blasen sowie fehlerhafte Klebeverbindungen im Material bilden. Diese Materialschwachstellen können katastrophale Folgen haben, wie der Einsturz einer Eishalle in Bad Reichenhall im Jahr 2006 oder das Versagen der Dachkonstruktion eines Supermarktes in Berlin im Jahr 2009. Ursache des Einsturzes waren unter anderem fehlerhafte Leimverbindungen in den Holzwerkstoffen. Ziel der Dissertation von Torben Marhenke ist, Fehlstellen und Lufteinschlüsse im Material sicher und zuverlässig zu detektieren - in einer viel präziseren Größenordnung, als dieses derzeit möglich ist.

Ultraschall-Prüfverfahren, mit denen Holzwerkstoffe durchschallt werden, sind Stand der Technik, können Fehlstellen aber erst ab einer Größe von einem Durchmesser von 25 Millimeter detektieren, und es ist schwer, den genauen Ort der Fehlstelle zu lokalisieren. Für viele Anwendungen ist dieses ausreichend. Bei einer Anwendung als Konstruktionswerkstoff im Automobilbau, der Bauindustrie oder der Luftfahrt stellen jedoch schon die kleinsten Delaminationen Ursprungsstellen für größere Schädigungen dar.

Die Idee von Dr.-Ing. Torben Marhenke zur Verbesserung der Detektionsempfindlichkeit und Auflösung besteht darin, die heutige Ultraschall-Prüftechnik in ihrem prinzipiellen Aufbau beizubehalten, das von der durchschallten Platte abgestrahlte Ultraschallfeld jedoch durch ein Mikrofon-Array und einen neuen, speziell entwickelten Auswertealgorithmus wesentlich besser auszuwerten als dies bei der klassischen Methode der Fall ist. Bei den experimentellen Untersuchungen zeigte sich, das damit auch sehr kleine Delaminationen mit Durchmessern im Bereich von fünf Millimetern und teilweise kleiner erkannt werden können. Dieses hochinnovative, preisgekrönte Lösung fand bereits großes Interesse in der Fachwelt.