Prüfmaschine für Holzforschung und -technik: NMBU nutzt Z1200ES von ZwickRoell
Case Study
- Kunde: Norwegian University of Life Sciences (NMBU)
- Ort: Ås, Norwegen
- Branche: Holz
- Thema: NMBU: Prüfung von Holz und Bauelementen mit Z1200 für Forschung und Lehre in der Holzforschung und -technik.
Mai 2024
Die Forscher an der NMBU untersuchen, wie Klima und Forstwirtschaft verschiedene Holzeigenschaften beeinflussen und wie diese Eigenschaften mit der Leistung verschiedener Holzprodukte zusammenhängen. Ziel der Forschung ist es, die Produktion von hochwertigem Holz zu steigern und besonders nachhaltige Konstruktionen durch eine Verringerung des Kohlenstoff-Fußabdrucks zu optimieren und umzusetzen.
Norwegian University of Life Sciences (NMBU)
Die Norwegische Universität für Biowissenschaften (NMBU): Pionierarbeit in Biowissenschaften und Nachhaltigkeit.
Die Norwegische Universität für Biowissenschaften (NMBU) ist eine renommierte Bildungseinrichtung in Ås, Norwegen. Die 1859 gegründete Universität blickt auf eine lange Geschichte der Förderung von Bildung, Forschung und Innovation in den Biowissenschaften zurück. Die NMBU ist international anerkannt für ihre Programme und Forschungsbereiche in den Bereichen Agrarwissenschaften, Forstwirtschaft, Veterinärmedizin, Umweltwissenschaften, Landschaftsarchitektur und verwandten Disziplinen. Die Universität bietet eine breite Palette von Bachelor-, Master- und Promotionsstudiengängen an, die Studierende aus der ganzen Welt anziehen.
Die Forschung an der NMBU konzentriert sich auf die Bewältigung globaler Herausforderungen in den Bereichen Ernährungssicherheit, Nachhaltigkeit, Umweltschutz und Gesundheit. Durch Partnerschaften mit Regierungen, der Industrie und anderen akademischen Einrichtungen trägt die Universität aktiv zur Entwicklung von Strategien und Lösungen bei, die sich positiv auf die Gesellschaft und die Umwelt auswirken. Die NMBU pflegt ein offenes und integratives Lernumfeld, das Kreativität, kritisches Denken und interdisziplinäre Zusammenarbeit fördert. Mit modernen Einrichtungen, hochqualifizierten Lehrkräften und einer lebendigen Campus-Gemeinschaft bietet die Norwegische Universität für Biowissenschaften eine inspirierende Plattform für Studierende und Forscher, die sich mit den Herausforderungen und Möglichkeiten der Biowissenschaften befassen möchten.
Die ZwickRoell Top Kompetenzen
- Hervorragende Qualität und Zuverlässigkeit der Prüfmaschinen für Holz.
- Kompetente Beratung, schneller und zuverlässiger ZwickRoell Service.
- Große Probenanzahl prüfbar mit sehr hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse.
- Prüfsoftware testXpert erleichtert das Anpassen von Prüfaufbauten und ermöglicht die einfache und sichere Maschinenbedienung.
- Externe Geräte, wie hochpräzise Messtaster und digitale Bildkorrelationssysteme sind anschließbar, um Verformungen unterschiedlicher Proben und Verbindungen zu messen.
- Oberer Antrieb und unterer Sockel erleichtern die Handhabung großer Prüfkörper.
Die Aufgabe
Untersuchung der Holzeigenschaften und Strukturelemente von Holz
Laut UNEP 2022* sind rund 42 Prozent der vom Menschen verursachten Treibhausgasemissionen dem Bausektor zuzuschreiben. Diese Emissionen umfassen sowohl Materialien als auch Prozesse im Zusammenhang mit dem Bau und Abriss.
Als natürlicher, nachwachsender Rohstoff kann Holz Baustoffe mit höheren Kohlenstoffemissionen ersetzen und so einen entscheidenden Beitrag zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen im Bausektor leisten. Es gibt einen Trend zur Verwendung von Holz in einer breiteren Palette von Anwendungen, und für viele dieser Anwendungen ist die mechanische Leistung wichtig.
Die Forschung an der NMBU deckt die gesamte Wertschöpfungskette des Holzes ab, von der Forst- und Holzwirtschaft bis hin zur Verwendung und Wiederverwertung von Holz in der Bauindustrie. Ziel der Forschung ist es, die Produktion von qualitativ hochwertigem Holz zu steigern und die Vorteile besonders nachhaltiger Konstruktionen mit einem reduzierten Kohlenstoff-Fußabdruck zu optimieren und zu realisieren.
Da die Eigenschaften von Holz sehr unterschiedlich sind, ist das Wissen über diese Unterschiede wichtig für eine effiziente Nutzung dieser natürlichen Ressource. Die Forschungsgruppe Holz beschäftigt sich mit verschiedenen Fragen: Wie beeinflussen das Klima und die forstwirtschaftliche Praxis die Eigenschaften von Holz? Und wie können diese Zusammenhänge eine hohe Qualität von Holzprodukten gewährleisten?
Die Forschungsgruppe Holzbau hat eine lange Tradition in der Forschung auf dem Gebiet des Bauwesens. Das Fachwissen umfasst die Charakterisierung der mechanischen Leistung von Verbindungen und Bauteilen, den Entwurf von Holzgebäuden unter statischer und dynamischer Belastung, die Bewertung bestehender Holzgebäude und die Nachrüstung historischer und denkmalgeschützter Gebäude.
*Umweltprogramm der Vereinten Nationen (2022). 2022 Global Status Report for Buildings and Construction: Towards a Zero-emission, Efficient and Resilient Buildings and Construction Sector. Nairobi.
Die ZwickRoell Lösung
Materialprüfmaschine Z 1200 ES mit einer Prüfkraft von 1200 kN.
Die NMBU setzt auf die 1200 kN Materialprüfmaschine ZwickRoell Z1200 ES, die auch über einen Seitenprüfbereich mit einer Kapazität von 250 kN verfügt. Die Maschine ist Teil des NMBU-Holzlabors. Sie wird hauptsächlich für holzwissenschaftliche Untersuchungen an der Fakultät für Umweltwissenschaften und Management natürlicher Ressourcen (MINA) und für Untersuchungen von Holzkonstruktionen an der Fakultät für Naturwissenschaften und Technik (REALTEK) eingesetzt.
Das Gestell ist mit einem oben angebrachten Antrieb ausgestattet, der eine bequeme Arbeitshöhe für die Platzierung großer Proben in den Arbeitsbereichen bietet. Die Elektronik ist mit zusätzlichen Modulen ausgestattet, um Signale von mehreren LVDTs, Kraftmessdosen und anderen Sensoren zu empfangen (Multifunktionsmodul).
Die beiden Fakultäten nutzen die Maschine, um standardisierte Tests an kleinen Proben von natürlichem Holz, modifiziertem Holz und verschiedenen Holzverbundstoffen, Holzwerkstoffen und Bauholz durchzuführen. Außerdem werden Prüfungen an Brettschichtholz, Brettsperrholz und Bauelementen durchgeführt. Neben der eigenen Forschung und Lehre führt die NMBU auch Material- und Prototypentests für Forschungsinstitute und Unternehmen durch.
Das Ergebnis
Präzise Prüfung von Holz und Bauteilen
Sowohl die Forscher als auch die Studenten profitieren von einer Hochleistungsmaschine mit sehr hoher Genauigkeit, die leicht für kundenspezifische Testaufbauten mit Eingaben von externen Sensoren programmiert werden kann. "Die hohe Kapazität ist für einige der Tests erforderlich, die wir an Brettsperrholz und tragenden Holzstrukturen durchführen. Dazu gehören die Bestimmung von Spannungen und Dehnungen im Material sowie die Festigkeits- und Verformungseigenschaften von Verbindungen, die mit mechanischen Verbindungselementen wie Nägeln, Schrauben, Dübeln und Bolzen hergestellt werden", sagt Prof. Geir I. Vestøl von der Fakultät für Umweltwissenschaften und Management natürlicher Ressourcen an der NMBU. Bisher traten die höchsten Belastungen auf, wenn die Kräfte an kombinierten Elementen aus Holz und Beton getestet wurden.
Die Biegeprüfung von Bauholz nach EN 408 wird auf dem 250 kN Seitenprüfstand durchgeführt. Zur Messung der lokalen Verformungen werden Heidenhain-Längenmessgeräte eingesetzt. Für detailliertere Analysen von Verformungen nutzt der Fachbereich auch ein DIC-System von LaVision, das in Verbindung mit der Prüfmaschine eingesetzt werden kann. Das seitliche Prüfgerät bietet einen einfachen Zugang zu den Proben und ist z.B. bei der Prüfung einer großen Anzahl von Proben und beim Einsatz des DIC-Systems von Vorteil.
Die hohe Genauigkeit ist für Prüfungen mit geringen Lasten an kleinen Proben aus Holz oder Holzwerkstoffen, wie Span- und Faserplatten, erforderlich. Die 10-kN-Kraftmessdose ist von Vorteil, sobald Prüfungen mit geringen Belastungen durchgeführt werden, zum Beispiel zur Bestimmung des Elastizitätsmoduls und der Biegefestigkeit von kleinen Klarholzproben (ISO 13061) oder Holzwerkstoffplatten (EN 310).
Auch bei der Bestimmung der Zugfestigkeit senkrecht zur Plattenebene (EN 319) oder der Brinellhärte (EN 1534) profitieren die Forscher von der Leistungsfähigkeit der Prüfmaschine. Vestøl: „Die Positioniergenauigkeit und Präzision sind bemerkenswert. Und die Maschine fügt den Daten bei Verwendung der verschiedenen Kraftmessdosen nur sehr wenig Rauschen hinzu."
Eine korrekte Bemessung von Holzverbindungen ist für Holzkonstruktionen und Gebäude von entscheidender Bedeutung, und die experimentelle Bewertung ist eine grundlegende Tätigkeit des Holzlabors. Holzverbindungen werden nach der Norm EN 12512 für zyklische Belastungen und nach der Norm EN 26891 für statische Belastungen geprüft.
„Die Prüfmaschine für Holz ist unglaublich flexibel und präzise. Dank ihrer hohen Kapazität, Genauigkeit und Präzision können wir ein breites Spektrum an Proben prüfen. Von kleinen Proben aus hellem Holz bis hin zu Strukturelementen kann alles geprüft werden."
Prof. Geir I. Vestøl, Norwegische Universität für Biowissenschaften, Fakultät für Umweltwissenschaften und Management natürlicher Ressourcen
NMBU setzt auf ZwickRoell Prüfmaschine für Holz
Sie interessieren sich für Prüfungen von Holz oder anderen Werkstoffen?
Gerne beraten wir Sie ausführlich und unverbindlich!
Passendes Produkt zur Case Study
