-1::1
Simple Hit Counter
Skip to content

Products

Solutions

×
×
Sign In

HE

EN - EnglishCN - 简体中文DE - DeutschES - EspañolKR - 한국어IT - ItalianoFR - FrançaisPT - Português do BrasilPL - PolskiHE - עִבְרִיתRU - РусскийJA - 日本語TR - TürkçeAR - العربية
Sign In Start Free Trial

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

Behavior
Biochemistry
Bioengineering
Biology
Cancer Research
Chemistry
Developmental Biology
View All
JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

Biological Techniques
Biology
Cancer Research
Immunology
Neuroscience
Microbiology
JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduate courses

Analytical Chemistry
Anatomy and Physiology
Biology
Calculus
Cell Biology
Chemistry
Civil Engineering
Electrical Engineering
View All
JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

Advanced Biology
Basic Biology
Chemistry
View All
JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

Biology
Chemistry

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

Accounting
Finance
Macroeconomics
Marketing
Microeconomics

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Authors

Teaching Faculty

Librarians

K12 Schools

Biopharma

Products

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduates

JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Solutions

Authors
Teaching Faculty
Librarians
K12 Schools
Biopharma

Language

he_IL

EN

English

CN

简体中文

DE

Deutsch

ES

Español

KR

한국어

IT

Italiano

FR

Français

PT

Português do Brasil

PL

Polski

HE

עִבְרִית

RU

Русский

JA

日本語

TR

Türkçe

AR

العربية

    Menu

    JoVE Journal

    Behavior

    Biochemistry

    Bioengineering

    Biology

    Cancer Research

    Chemistry

    Developmental Biology

    Engineering

    Environment

    Genetics

    Immunology and Infection

    Medicine

    Neuroscience

    Menu

    JoVE Encyclopedia of Experiments

    Biological Techniques

    Biology

    Cancer Research

    Immunology

    Neuroscience

    Microbiology

    Menu

    JoVE Core

    Analytical Chemistry

    Anatomy and Physiology

    Biology

    Calculus

    Cell Biology

    Chemistry

    Civil Engineering

    Electrical Engineering

    Introduction to Psychology

    Mechanical Engineering

    Medical-Surgical Nursing

    View All

    Menu

    JoVE Science Education

    Advanced Biology

    Basic Biology

    Chemistry

    Clinical Skills

    Engineering

    Environmental Sciences

    Physics

    Psychology

    View All

    Menu

    JoVE Lab Manual

    Biology

    Chemistry

    Menu

    JoVE Business

    Accounting

    Finance

    Macroeconomics

    Marketing

    Microeconomics

Start Free Trial
Loading...
Home
JoVE Journal
Engineering
ייצור ועיצוב עץ מבוסס ביצועים גבוהים מרוכבים
ייצור ועיצוב עץ מבוסס ביצועים גבוהים מרוכבים
JoVE Journal
Engineering
This content is Free Access.
JoVE Journal Engineering
Fabrication and Design of Wood-Based High-Performance Composites

ייצור ועיצוב עץ מבוסס ביצועים גבוהים מרוכבים

Full Text
14,110 Views
08:08 min
November 9, 2019

DOI: 10.3791/60327-v

Marion Frey1,2, Meri Zirkelbach3, Clemens Dransfeld4, Eric Faude1, Etienne Trachsel1, Mikael Hannus5, Ingo Burgert1,2, Tobias Keplinger1,2

1Wood Materials Science, Department of Civil, Environmental and Geomatic Engineering,ETH Zurich, 2Cellulose & Wood Materials, Functional Materials,EMPA, 3Design and Arts,Lucerne University of Applied Sciences and Arts, 4Aerospace Manufacturing Technologies, Aerospace Engineering,Delft University of Technology, 5Stora Enso Oyj

AI Banner

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This article presents the fabrication of delignified, densified wood, a lightweight, high-performance, and bio-based material. The study explores versatile fabrication methods that allow for the creation of complex composite parts, highlighting its potential applications in various industries.

Key Study Components

Area of Science

  • Material Science
  • Biocomposites
  • Manufacturing Techniques

Background

  • Delignified wood offers a sustainable alternative to traditional composites.
  • The material's properties make it suitable for automotive applications.
  • Understanding the fabrication process is crucial for optimizing its use.
  • Previous studies have explored various methods of wood densification.

Purpose of Study

  • To demonstrate effective fabrication techniques for delignified wood.
  • To evaluate the material's performance as a composite alternative.
  • To explore the scalability of the manufacturing process.

Methods Used

  • Preparation of spruce veneers using a delignification solution.
  • Application of closed mold densification techniques.
  • Use of vacuum processing for simultaneous drying and densification.
  • Testing of the material's properties post-fabrication.

Main Results

  • The fabrication process successfully produced complex shapes.
  • Material properties were enhanced through proper humidity control.
  • Delignified wood demonstrated potential for recycling and re-shaping.
  • Challenges such as cracking were identified and addressed.

Conclusions

  • Delignified wood is a versatile and sustainable material.
  • Optimized fabrication techniques can lead to high-performance composites.
  • Further research is needed to explore large-scale applications.

Frequently Asked Questions

What is delignified wood?
Delignified wood is wood that has undergone a chemical process to remove lignin, resulting in a lightweight and flexible material.
What are the applications of densified wood?
Densified wood can be used in various applications, including automotive parts and other composite materials.
How is delignified wood fabricated?
The fabrication involves soaking wood veneers in a delignification solution, followed by densification using molds and vacuum processing.
What challenges are associated with the fabrication process?
Challenges include managing humidity levels to prevent cracking and ensuring complete drying of the material.
Can delignified wood be recycled?
Yes, delignified wood can be recycled by disintegrating it in water and re-shaping the resulting pulp material.

עץ מבוסס דלאיזיטון מייצג משקל מבטיח חדש, ביצועים גבוהים וחומר ביולוגי עם פוטנציאל רב להחליף באופן חלקי סיבים טבעיים מחוזק או סיבי זכוכית מחוזקים בעתיד. אנו כאן מציגים שתי נתיבי ייצור רב-תכליתי ולהדגים את האפשרות ליצור חלקים מורכבים מורכב.

בסרטון זה, אנו מראים את ההמצאה של עץ ציפוי, delignified המייצג חדש קל משקל, ביצועים גבוהים, חומר ביו מבוסס. צפיפות העובש המוצגת והסגורה ועיבוד הוואקום המסוים משלבים עיצוב, צפיפות וייבוש בגישה פשוטה ומדרגית. ציפוי, חומר תאית יכול להיות חלופה אטרקטיבית סיבים צמחיים אחרים או סיבי זכוכית מרוכבים, ועלול למצוא יישום בתעשיית הרכב.

כדי להתחיל, להרכיב מחזיק דגימת נירוסטה בצלחת התגבשות ולה מניחים מגנטי, מערבבים בר מתחת למחזיק המדגם. ערמו נקודה אחת בעובי חמישה מילימטרים, צנית אשוחית רדיאלית חתוכה על גבי המחזיק, והפרידו אותם באמצעות רשתות מתכת או פסי רשת מתכת. מכינים תערובת של 30 אחוזי מי חמצן וחומצה אצטית קרחונית, ויוצקים את התערובת לתוך המנה המגבשת עד שהקליפות מכוסות במלואן.

משרים את הדגימות בתסרון בטמפרטורת החדר במשך הלילה תוך ערבוב ב 150 סל"ד. בבוקר, מחממים את הפתרון ל 80 מעלות צלזיוס על צלחת מערבבים, ולהפעיל את התגובה במשך שש שעות עבור delignification מלא. התאימו את זמן ההתעמקות בהתאם לעובי הדגימה.

לאחר ההזיות, יוצקים את תסנון ההזיות לתוך מקור ריק ותנו לו להתקרר לפני ההשלכה. שוטפים בעדינות את צנית ההזנה מספר פעמים במים שעברו דה-מיון. לאחר מכן, ממלאים את המנה המתגבשת במים שעברו דה-יונה כדי להמשיך לשטוף את הנופים מבלי לבחוש.

החלף את המים פעמיים ביום עד מי הכביסה מגיע pH מעל חמש. מעבדים את הצניפים הרטובים והמתוזמנים תוך שבועיים עד שלושה שבועות, או לחילופין, מייבשים את הסדינים בין רשתות מתכת לאחסון. השתמש בתבניות עשויות מחומר פתוח ונקבובי.

לדוגמה, תבניות קרמיקה או נקבובי, תבניות פולימר מודפסות בתלת מימד כדי לאפשר הסרת מים וייבוש מספיק. עבור רדי עקמומיות בטווח סנטימטר, או מבני מישור, להשתמש בדגימות המותנות ב 95 אחוז לחות יחסית, ב 20 מעלות צלזיוס. עבור רדיי עקמומיות קטן יותר, לעטוף את הצורה במצב רווי מים.

מייבשים מראש את החומר העטוף בתבנית פתוחה ב-95 אחוז לחות יחסית, או מייבשים מראש את החומר בתנור ב-65 מעלות במשך חמש עד 30 דקות כדי להסיר את המים החופשיים. צפיפות ציפוי בתבנית סגורה באמצעות מלחצי בורג. להאיץ את תהליך הייבוש על ידי הצבת התבנית לתנור ב 65 מעלות צלזיוס.

לאחר ייבוש מלא, לבטל את התבנית את החלק מרוכבים ו לעשות שימוש חוזר בתבנית עבור ריצה חדשה. השתמש בתבנית נקבובית, פתוחה או עובש לא נקבובי עם שכבה נקבובית על גבי התבנית או על גבי העץ ההזות, כדי לאפשר ייבוש. החל שכבת טקסטיל כדי להגן על התבנית מפני זיהום.

לאחר מכן, לעטוף צנית מים רוויה על גבי הטקסטיל, ולכסות אותו עם שכבת טקסטיל שנייה רשת זרימה. מניחים את התבנית על גבי צלחת נירוסטה, להחיל סרט איטום צינורות ואקום, ולעטוף את התבנית עם שקית ואקום. השכבה הנקבובית מאפשרת למים לזרום לצינורות הוואקום.

החל ואקום לייבוש וצפיפות בו זמנית של ללא הפרדות צבע. לייבוש מואץ, מניחים את ההצבה בתנור בטמפרטורה גבוהה בטמפרטורה של 65 מעלות צלזיוס. השתמש מלכודות קרות כדי למנוע מים נכנסים משאבת ואקום.

הפעל את הוואקום ולשמור על משאבת השמן בטווח לחץ של עשרה עד מינוס שני מיליבאר. לאחר הייבוש, לבטל את התבנית מרוכבים יבשים לעשות שימוש חוזר עובש ואקום להגדיר עבור חלק מרוכב חדש. בחרו בזווית כיוון הסיבים של השכבות כמו בייצור מרוכב מסורתי, וייצרו חלקים מרוכבים עבים ורב שכבתיים על-ידי טכניקות שכבה.

הגדל את הקשר בין שכבות עץ משונות על-ידי החלת דבק על בסיס מים, לדוגמה, תווי עמילן של 16 נקודות ו-5 אחוזי משקל בין השכבות במהלך תהליך הווילון. לאחר צפיפות וייבוש, de-mold החלק מרוכבים וגימור המכונה ביד או עם כלי עץ סטנדרטי. כדי למחזר, מניחים את מרוכבים עץ delignified במים ולתת את החומר להתפורר.

לאחר מכן, לעצב מחדש את חומר עיסת כדי להשיג מוצר חדש. הזיה מלאה הביאה לחומר תאית שביר, מסוגל צורה כאשר במצב רטוב. צפיפות עובש סגורה של עץ דלני רווי מים גרמה לסטיות סיבים וסדקים בחומר הסופי עקב מים חופשיים בפיגום.

עם עץ לח ומותנה מראש, נשמרה צורה סבירה, וציפויו לא הוביל לעיוותים ולפגמים ביישור סיבים. תהליך העובש הפתוח שימש לייצור קסדה על ידי הנחת ציפויי עץ מים רוויים בתבנית גבס. עטיפת שתי שכבות החיצוניות עם פתיתי משושה ואחריו עוטפת את ארבע השכבות הפנימיות באפס מעל 90 לשכב.

לאחר צפיפות וייבוש של החלק על ידי ואקום, החלק היבש היה de-molded וסיים עם חותך. בעיות אפשריות במהלך עיבוד ואקום כוללות התרחשות של סדקים קטנים, אשר נגרמים על ידי הצטמקות או ייבוש לא שלם. עמילן תאית מרוכבים הוא כל מבוסס ביולוגית המאפשר התפוררות במים.

לאחר התפוררות, תרחיף סיבים שימש לייצור מוצרים מבוססי סיבים חדשים. השפלה של סיבי העץ המותכלים הושגה על ידי הנחתם בצלחת פטרי מלאה באדמה ומים. תארים שונים בתחום ההתדרדרות הביולוגית הוצגו לאחר יום אחד, שמונה ימים ו-26 ימים.

הגורם החשוב ביותר עבור צפיפות עץ delignified מוצלחת היא להבטיח את מצב הלחות המתאים של חומר תאית המותאמת לטכניקת צפיפות להחיל. עבור צורות מורכבות, ייצור בקנה מידה גדול, אנו ממליצים להשתמש בטכניקת עיצוב ואקום שפותחה לאחרונה שלנו, המאפשרת צפיפות וייבוש בו זמנית. עץ דהוי הוא חומר רב-תכליתי.

בנוסף ליישום הפוטנציאלי שלה כחומר בעל ביצועים גבוהים, הוא מספק אפשרויות עיצוב אטרקטיביות ומגוונות.

Explore More Videos

הנדסה סוגיה 153 למיחזור עץ מבוסס ביו מבוססי למחזור סיבים טבעיים מרוכבים פיגום תאית עיצוב רטוב ואקום ויוצרים עיצוב

Related Videos

ייצור של תבניות ייצרו מראש חזקות סיבים טבעיים ניצול קטריאלי תאית כמו בינדר

10:47

ייצור של תבניות ייצרו מראש חזקות סיבים טבעיים ניצול קטריאלי תאית כמו בינדר

Related Videos

28.2K Views

בדיקת פלטפורמה לעמידות ללימודים של פולימרים ומחוזקים בסיבים פולימריים מרוכבים תחת גירויים במקביל Hygrothermo-מכאניים

07:15

בדיקת פלטפורמה לעמידות ללימודים של פולימרים ומחוזקים בסיבים פולימריים מרוכבים תחת גירויים במקביל Hygrothermo-מכאניים

Related Videos

14.2K Views

יישום ניסיוני של שיטת ייצור ללא הפרדות צבע חדשה: חשיפת סיבי חשופות על פני השטח Composite בשיטת שכבה רכה

06:26

יישום ניסיוני של שיטת ייצור ללא הפרדות צבע חדשה: חשיפת סיבי חשופות על פני השטח Composite בשיטת שכבה רכה

Related Videos

8.8K Views

מגנט בסיוע ייצור מורכבים: גמיש טכניקה חדשה להשגת קונסולידציה גבוהה בלחץ בתהליכים ואקום שקית/Lay-Up

09:41

מגנט בסיוע ייצור מורכבים: גמיש טכניקה חדשה להשגת קונסולידציה גבוהה בלחץ בתהליכים ואקום שקית/Lay-Up

Related Videos

14.2K Views

תכנון וייצור של ספינת-קרב כיתה רכב סולארי

14:57

תכנון וייצור של ספינת-קרב כיתה רכב סולארי

Related Videos

14.5K Views

הליכי גזירה, בדיקות מתיחה, ו ההזדקנות של ציפויים חד כיווני חד-כיווני מרוכבים

07:53

הליכי גזירה, בדיקות מתיחה, ו ההזדקנות של ציפויים חד כיווני חד-כיווני מרוכבים

Related Videos

8.8K Views

מבצע של מערכת הייצור המשולב שיתופי (CCM)

10:09

מבצע של מערכת הייצור המשולב שיתופי (CCM)

Related Videos

7.2K Views

ההשפעה של בנייה והריסה פסולת פסולת פלסטיק שברים על עץ פולימר תכונות מרוכבות

09:06

ההשפעה של בנייה והריסה פסולת פסולת פלסטיק שברים על עץ פולימר תכונות מרוכבות

Related Videos

8.6K Views

תהליך שחול טווין בורג לייצור סיבים מתחדשים

07:21

תהליך שחול טווין בורג לייצור סיבים מתחדשים

Related Videos

7.2K Views

מדידת התכונות המכניות של למינטים פולימריים מרוכבים לחיזוק סיבי זכוכית המתקבלים בתהליכי ייצור שונים

09:54

מדידת התכונות המכניות של למינטים פולימריים מרוכבים לחיזוק סיבי זכוכית המתקבלים בתהליכי ייצור שונים

Related Videos

3.3K Views

JoVE logo
Contact Us Recommend to Library
Research
  • JoVE Journal
  • JoVE Encyclopedia of Experiments
  • JoVE Visualize
Business
  • JoVE Business
Education
  • JoVE Core
  • JoVE Science Education
  • JoVE Lab Manual
  • JoVE Quizzes
Solutions
  • Authors
  • Teaching Faculty
  • Librarians
  • K12 Schools
  • Biopharma
About JoVE
  • Overview
  • Leadership
Others
  • JoVE Newsletters
  • JoVE Help Center
  • Blogs
  • JoVE Newsroom
  • Site Maps
Contact Us Recommend to Library
JoVE logo

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. All rights reserved

Privacy Terms of Use Policies
WeChat QR code