Brug af skovens naturlige evne til at bøje sig ved tørring for at skabe buede strukturer

Et team af forskere fra Laboratory for Cellulose &Wood Materials og Institute for Building Materials, ETH Zürich i Schweiz og University of Stuttgart, i Tyskland, har fundet ud af, at modellering af træets sammentrækning under tørring kan bruges til at skabe buede strukturer. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskabens fremskridt , gruppen beskriver deres simuleringer og en teststruktur, de har bygget ved hjælp af deres ideer.

Som forskerne bemærker, produktionskompleks, kurveformede trægenstande tager meget energi og producerer meget affald. Det skyldes, at maskiner typisk bruges til at skære eller slibe uønskede dele af træet af. I denne nye indsats, forskerne har fundet en måde at udnytte træets naturlige evne til at absorbere og frigive fugt til at lave lignende strukturer.

Træ absorberer fugt og frigiver den derefter, fører ofte til vridning - vaklende borde og stole lavet af træ, der har været udsat for høj luftfugtighed, er rigeligt bevis. I fremstillingsprocessen, denne evne anses for at være et problem, der skal overvindes. Men holdet i Schweiz mente, at det også kunne være en fordel, hvis det blev brugt på en bestemt måde.

Forskerne startede med ideen om, at det skulle være muligt at forudsige, hvordan træ vrider sig og hvor meget. For at finde ud af, om det var tilfældet, de skabte computersimuleringer, der tog højde for faktorer som træsorten og hvor meget fugt det indeholdt. De ræsonnerede derefter, at hvis de kunne få mange stykker træ til at bøje forudsigeligt ved kun at bruge deres naturlige vridningstendenser, de kunne bruge dem til at skabe ønskede former. De skabte computermodeller af træplanker lavet af forskellige træsorter og kørte dem gennem simulerede våde og tørre perioder. Forskerne rapporterer, at deres modeller viste, at det burde være muligt at skabe komplekse buede strukturer uden at ty til bearbejdning. Til det formål, de designede en 14 meter lang struktur, de kaldte Urbach-tårnet og byggede det derefter på et rigtigt sted i Tyskland.

For at skabe sådanne buede strukturer, forskerne startede med "vådt" træ af forskellige typer - i dette tilfælde, Europæisk strand og nordmannsgran. En lagdelt planke blev lavet ved at lime tynde planker sammen. Da plankerne tørrede, et af lagene ville krympe, mens den anden ikke gjorde det, tvinger hele planken til at bøje uden at revne. Efter at den ønskede form er opnået, træet ville blive bundet for at forhindre yderligere forandring - og derefter kombineret med andre planker, der blev bøjet på bestemte måder for at bygge en hel struktur.

© 2019 Science X Network