Die Untersuchung bezieht sich auf die Bundesländer Hessen, Niedersachsen, Sachsen-Anhalt und Schleswig-Holstein. Im Gesamtdurchschnitt dieser Bundesländer ist die Waldkiefer (Pinus sylvestris) mit einem mittleren Flächenanteil von rund 37 % (7% bis 71%) die flächenmäßig bedeutendste Baumart. Die Kiefernwälder in diesen sechs Bundesländern haben zugleich einen Anteil von mehr als 65% an der gesamten Kiefernwaldfläche in Deutschland.
Die Projektpartner kümmern sich um folgende Arbeitspakete des Gesamtvorhabens:
- Kiefernstarkholz – Nutzungspotenziale und waldbauliche Strategien zu ihrer optimalen Abnutzung (Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt)
- Analyse der Wertschöpfungspotenziale von Kiefernstarkholz in Nordwestdeutschland (Georg-August-Universität Göttingen / Forstökonomie)
- Sichere sowie umwelt- und bestandsschonende Starkholzernte – Abbildung der gesamten Prozesskette (Georg-August-Universität Göttingen / Arbeitswissenschaft und Verfahrenstechnologie)
- Identifizierung und Entwicklung von Produkten aus Kiefernstarkholz (Georg-August-Universität Göttingen / Holzbiologie und Holztechnologie)
Am Fraunhofer WKI entwickeln wir Mehrlagenverbundwerkstoffe aus Kiefernstarkholz-Sortimenten, die sich aus den Untersuchungen der Projektpartner ergeben. Diese umfassen typische zu erwartende Stärken- und Qualitätsklassen. Die Holzart und die Holzqualität haben großen Einfluss auf die verfahrenstechnische Verarbeitung sowie die erreichbare Werkstoffqualität. Entscheidend für den Erfolg des Vorhabens ist es, die spezifischen Eigenschaften der Kiefer sowie der Qualitätsklassen zu erfassen und die Prozessführung entsprechend anzupassen.
Beispielsweise können bei verklebtem Kiefernholz aufgrund des hohen Harzgehaltes Probleme in der Leimfuge oder Oberfläche durch Ausharzungen und Delaminierung auftreten. Daher werden wir unterschiedliche, industriell gebräuchliche Klebstoffsysteme für die Verklebung der Kiefernholzfurniere erproben . Außerdem nutzen wir Klebstoffe auf Basis von MDI-Präpolymeren und Urethanpolymeren, die im Rahmen des Gesamtvorhabens an der Universität Göttingen untersucht und modifiziert werden. Sie könnten sich als technisch vorteilhaft erweisen und sind formaldehydfrei. Ziel ist es, den Holzwerkstoffherstellern eine Umstellung ihrer Produktionslinien von Fichte auf Kiefer ohne große Prozessanpassungen zu ermöglichen.
Außerdem entscheidend für die Leistungsfähigkeit des Endprodukts: die Furnierqualität. Um das anfallende Kiefernholz möglichst effizient zu nutzen, erproben wir die Herstellung und Verarbeitung von Splint- und Kernholzfurnieren. Für leistungsstarke Werkstoffe braucht man glatte, rissfreie Furniere. Hierfür machen wir uns gezielt das sogenannte Plastifizierungsverhalten des Holzes zunutze. Das bedeutet: Bei hoher Feuchtigkeit und Temperatur werden die Holzbestandteile Pektin und Lignin weich und das Holz somit besser formbar. Wir dämpfen bzw. kochen die Kiefernbaumstämme bei verschiedenen Temperaturen und führen Schälversuche durch. Außerdem untersuchen wir weitere Aufschlussparameter wie Furnierdicke und Messerwinkel.
Plattenförmige Werkstoffe bzw. Bauteile stellen wir im Heißpressverfahren her. Im Fokus stehen vor allem Furnierschichtholzstoffe (Laminated Veneer Lumber – LVL), bei denen die Furniere parallel liegend verleimt werden. Geplanter Anwendungsschwerpunkt sind lasttragende Strukturen im Baubereich wie Balken, Doppelstegträger (I-Joist) und Kastenträger.
Für die Herstellung von dreidimensional formbaren Werkstoffen aus Kieferfurnier wollen wir das Verfahren der Vakuumtrocknung und der anschließenden Vakuuminfusion einsetzen. Hierdurch lassen sich große, feuchte Furniere schonend trocknen und anschließend direkt mit verschiedenen Harzen zu einem Paket verkleben. Auch hier liegt ein Fokus unserer Untersuchungen auf dem Plastifizierungsverhalten des Holzes.
Im Hinblick auf Anwendungen unter hoher mechanischer Beanspruchung wird an der Universität Göttingen die Einarbeitung von metallischen Substraten sowie Verstärkungsfasern bei der Verklebung erforscht. Davon ausgehend erproben wir die Herstellung von verstärkten, formbaren Werkstoffen auf Basis von Kiefernholzfurnieren. Diese 3D-Hybridwerkstoffe eignen sich insbesondere zur Herstellung von Strukturbauteilen im Fahrzeugbau, beispielsweise für Autos und Eisenbahnwaggons. Um eine möglichst hohe Dauerhaftigkeit der Bauteile zu erzielen, untersuchen wir die Formbarkeit von Kiefernholzfurnieren, deren Feuchtebeständigkeit mittels Acetylierung verbessert wurde .
Die erzielbaren Werkstoffeigenschaften der verschiedenen Produkttypen hinsichtlich hygrischer und mechanischer Beanspruchung analysieren wir mit standardisierten Prüfungen. Dabei betrachten wir insbesondere den Einfluss der verschiedenen Klebstoffsysteme und Furnierqualitäten. Gemeinsam mit den Projektpartnern bewerten wir die Leistungsfähigkeit und die erzielbare Materialausbeute der verschiedenen Produkttypen und identifizieren mögliche Verwertungsschienen.
Fraunhofer-Institut für Holzforschung 
