FibreCube: Fasern im Fokus

Expertise

Holzfasern (© Thünen-Institut/Christina Waitkus)

Die Eigenschaften von Faserplatten sind so unterschiedlich wie ihre Verwendung: Dämm-Platten zum Beispiel haben eine geringe Dichte und bestehen aus groben Fasern, während mittel- und hochdichte Faserplatten (MDF/HDF) eine gleichmäßige Oberfläche aufweisen und aus wesentlich feineren Fasern hergestellt werden.

Der FibreCube im Einsatz (© Thünen-Institut/Christina Waitkus)

Bei der industriellen Fertigung werden die die meisten Prozessgrößen und Produkteigenschaften durch moderne Messtechnik überwacht. Die Kontrolle der Faserstoffqualität jedoch erfolgte bislang ausschließlich optisch und haptisch durch erfahrenes Personal. Eine objektive, leistungsfähige Messmethode gab es nicht – ein Manko, weil die Fasern ein zentraler Qualitätsparameter sind.

Zusammen mit Partnern wurde am Thünen-Institut für Holzforschung nun der FibreCube entwickelt: ein neues System zur optischen Vermessung und Größencharakterisierung von Fasern aus Holz und anderen nachwachsenden Rohstoffen.

Die Technik

FibreCube ist ein System, mit dem sehr robust und reproduzierbar innerhalb weniger Minuten mehrere hunderttausend Fasern zuverlässig vermessen werden können. Mit einem innovativen Ansatz lassen sich die zu analysierenden Fasern vereinzeln: Durch eine geschickte Kombination von Druckluft und Ultraschall werden die Partikel separiert und anschließend einer Software-gestützten Bildverarbeitung unterzogen. Damit werden die bisherigen Probleme bei der Faservermessung – die Vereinzelung wollig-verfilzter Faserklumpen und die Vermessung von überlappend aufgenommenen Fasern – gelöst. Nach dem Messvorgang werden die Objekte von der Glasplatte abgesaugt, sodass die nächste Messung beginnen kann. Pro Durchgang werden etwa 0,5 g Fasermaterial vermessen, 650 Bilder zur Auswertung erzeugt und durch die Software die darin durchschnittlich enthaltenen 200.000 Fasern vermessen.

Schemazeichnung des Fasermessgeräts (© Thünen-Institut)

Die aus diesen Messwerten ermittelten Kennzahlen werden in einem so gennannten „Fiber Fact Sheet“ zusammengestellt. Von besonderem Interesse sind dabei zum Beispiel die Häufigkeitsverteilung der Länge aller vermessenen Fasern, die mittlere Faserlänge und der Grobpartikel-Anteil in der Stichprobe.

Der FibreCube bietet der Holzwerkstoff-Industrie die Möglichkeit, Prozesse zu optimieren und Energiekosten und Emissionen einzusparen.


Weiterführende Informationen

Artikel im Thünen-Magazin Wissenschaft erleben (2014/1)

Flyer über den FibreCube

Projektbeschreibung