Abb. 1: Der Laser erfasst die Eigenfrequenz, mit deren Hilfe die Festigkeit geschätzt wird (Foto: microtec).
In Deutschland werden jährlich etwa 20 Millionen Kubikmeter Schnittholz produziert (Stand 2010), das vor allem im konstruktiven Bereich eingesetzt wird. Konstruktionsholz muss auf dem Markt als sicherer Baustoff zur Verfügung stehen. Die Sortierung garantiert erhöhte Festigkeits- und Steifigkeitswerte. Diese erlauben es, bei gleichbleibender Tragfähigkeit kleinere Querschnitte zu verwenden. Bei sortiertem Bauholz sind Materialeinsparungen von über 20 Prozent möglich. Hohe, garantierte Rohdichtewerte des Holzes führen zu Einsparungen bei den Verbindungsmitteln. Trotz anfangs höherer Sortierkosten ergeben sich letztendlich geringere Kosten, womit die Wettbewerbsfähigkeit des Baustoffs Holz gestärkt wird. Ein europäisches Forschungsprojekt soll dazu beitragen, die Anwendungsmöglichkeiten der maschinellen Schnittholzsortierung zu verbessern.
Förderung maschineller Schnittholzsortierung
Erste maschinelle Sortierverfahren entwickelten sich in den 1970er Jahren. Diese haben sich in der Praxis allerdings nicht im wünschenswerten Umfang durchgesetzt. Der gegenwärtige Stand der Normung maschineller Schnittholzsortierung erschwert die europaweite Anwendung. Die maschinelle Sortierung ist gegenüber der visuellen höheren Restriktionen ausgesetzt. Die Sortiernorm EN 14081 begrenzt die Anwendung beispielsweise auf bestimmte Maschinentypen, Holzarten und Holzabmessungen. Für jede "Holzherkunft" werden kostspielige Versuche gefordert. Zur Beschreibung der Herkunft werden politische Landesgrenzen verwendet. Diese beschreiben die tatsächlichen Einflussfaktoren für die Holzqualität allerdings nur unzureichend. Bisherige Forschungsarbeiten erlauben, einige europäische Länder als "Wuchsgebiete" zusammenzufassen.
Arbeitsweise der Sortiermaschinen
Die ersten Sortiermaschinen beurteilten Schnittholz mittels mechanischer Biegeverfahren. Heute werden vorwiegend optische, berührungslos arbeitende Schwingungsverfahren verwendet. Messungen der Rohdichte oder Ästigkeit (über Röntgenstrahlung oder Kameras) ergänzen teilweise diese Sortierprinzipien. Da auf eine mechanische Beanspruchung des Schnittholzes verzichtet wird, können höhere Sortiergeschwindigkeiten erzielt und größere Holzquerschnitte verwendet werden.
Es muss ein Zusammenhang zwischen den von der Maschine gemessenen Kenngrößen (z.B. Ästigkeit, Rohdichte) und der Festigkeit des Holzes hergestellt werden. Damit können Einstellwerte der Sortiermaschinen abgeleitet werden. Diese werden in einer Norm festgeschrieben. Momentan sind in der EN14081-4 Referenzeinstellungen für 15 Sortiermaschinen gelistet.
Stand des Forschungsprojektes
Über 5.000 Prüfkörper aus Fichte und Kiefer aus zehn verschiedenen Ländern wurden mit fünf unterschiedlichen Maschinentypen sortiert und geprüft. Anschließend wurden die Kanthölzer bis zum Versagen beansprucht. Im Vordergrund stand die Frage, ob und wie die Herkunft die Holzeigenschaft beeinflusst. Die Festigkeiten und Materialeigenschaften der Fichte aus sechs europäischen Ländern sind in Tabelle 1 dargestellt. Die Eigenschaften variieren abhängig von der Herkunft.
Moderne Sortiermaschinen erfassen zahlreiche Holzeigenschaften und sind in der Lage Holz unterschiedlicher Herkunft besser zu sortieren. Trotzdem fällt das Sortierergebnis für einzelne Ursprungsländer ungenau und unzureichend aus. Nämlich dann, wenn der Zusammenhang zwischen den Parametern und den Schnittholzeigenschaften nur unzureichend bekannt ist. Das kann einerseits dazu führen, dass die Anforderungen unterschritten werden, andererseits kann es Ausbeuteverluste zur Folge haben. Allerdings wurde festgestellt, dass die Sortierung mit maschinellen Verfahren zuverlässiger ist als mit visuellen.
