André Wagenführ, Frieder Scholz
Taschenbuch der Holztechnik
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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