Behovsstyrd förädling av svenskt trä (IPOS)

Projektet pågick mellan september 2017 och januari 2021.

Delprojektet Behovsstyrd förädling av svenskt trä (DP2) – stödde övriga mer marknadsnära delprojekt inom innovationsprojektet IPOS. Detta främst genom att säkerställa effektiva basprocesser som kan leverera rätt trämaterial för fortsatt förädling inom värdekedjorna industriellt träbyggande, samt exteriöra och interiöra snickeriprodukter.

Målet var att säkerställa att svenskt trä utgör ett konkurrenskraftigt och miljökorrekt material i produkter på den globala marknaden. Delprojektet syftade till att skapa och garantera specifika materialegenskaper som avhängigt råvarans beskaffenhet inte kan åstadkommas via skogsbruket eller i förädlingsprocesserna, samt att förnya befintliga processer för att på ett ekonomiskt försvarbart sätt kunna få fram anpassade komponenter.

Nya processer testades mot industriella förutsättningar. I samverkan med DP1 (DeProtion-Design, produktutveckling och kommunikation) lades den tekniska, marknadsmässiga och innovativa grunden så att övriga delprojekt inom IPOS kunde få ut nya innovativa och konkurrenskraftiga produkter på marknaden.

Områden som lyftes fram där trä behöver stärkas för att vara konkurrenskraftigt gentemot andra byggnadsmaterial är biologisk beständighet, brandbeständighet, formstabilitet, hårdhet och nötningsbeständighet, samt estetiska och taktila egenskaper. DP2 skulle identifiera behov och finna ekonomiskt och miljömässigt hållbara lösningar kopplat till utveckling av framtidens träprodukter, och skapa ett mervärde genom behovsstyrd trämaterialmodifiering och behovsstyrning i förädlingsprocesserna som utgick från materialet och dess egenskaper.

Deltagare

Luleå Tekniska Universitet
RISE Research institutes of Sweden
Rema Sawco AB
Valutec AB
Norra Skog (tidigare Norra Skogsägarna Ek. Förening)
Setra Group AB
Martinsons Såg AB
Stenvalls Trä AB
Bergkvist-Siljan AB (tidigare Bergkvist-Insjön AB)
SCA Wood AB
Fiskarheden Trävaru AB
Bergviks Skog AB
Sveaskog Förvaltning AB
Munkfors Sawmill Support AB
LSAB Sverige AB
Kvarnstrands AB
AriVislanda AB
USNR AB (tidigare Söderhamn Eriksson)
Swedex AB
Drömtrappor AB
HeatWood AB
Tyréns AB
Skellefteå Industrihus AB

Budget

Projektets budget var 30 460 000 SEK.

Därför var detta viktigt

Det finns flera perspektiv på samhällsutmaningarna som de olika grupperingarna i projektkonsortiet har arbetat med och nått tydliga framsteg. Generellt så bidrar denna sektor med ett ökat byggande med trämaterial med låg klimatpåverkan och substituering av mer fossilt baserade produkter med träprodukter samtidigt som förbättringar har skett för att gynna ett hållbart skogsbruk. För skogsproduktionen av timmer och leverans till sågverk så har intressanta resultat åstadkommits med att öka spårbarheten från skogsbestånd till färdig virkesprodukt med applikation i kommersiellt affärssystem där skogsråvaran används på ett mer kostnads- och resurseffektivt sätt, samt uppfylla krav på spårbarhet till ansvarsfullt skogsbruk enligt t.ex. PEFC och FSC. På ett liknande sätt har lyckade försök i sågverksmiljö stegvist förbättrat optimeringsmodeller processmässigt och introducerat tunnare bandsågssnitt vilket har minskat spillet i form av spån, flis och rejekt. För den energiintensiva trätorkningen i sågverk så har lyckade fullskaleförsök visat på tydliga effektiviseringar med kortare torktider och mindre energianvändning vilket för vissa delar implementerats i kommersiella styrsystem. När det gäller träprodukter så har lovande koncept visat på ökat prestanda för dessa för att kunna substituera mer fossilt baserade produkter och öka träprodukters livslängd med förbättrad kol-lagring som följd i framförallt byggnadsapplikationer. Exempel på detta är bättre mögelskydd, urlakningsskydd för brandimpregningsmedel och processinriktad ythårdgörning av trä för ökad tålighet.

När det gäller FN:s hållbarhetsmål så är det framförallt 3 områden som har involverats i detta projekt; 9: Hållbar industri, innovationer och infrastruktur; 11: Hållbara städer och samhällen; och 12: Hållbar konsumtion och produktion. Dessa kan relateras till beskrivningen ovan där en mer optimerad sågverks- och träindustri sänker sina klimatavtryck och bidrar till ett mer hållbart skogsbruk (9). Ett ökat inslag av trämaterial i byggandet storskaligt bidrar till lägre klimatavtryck när det gäller material och transporter (11). Även ökad trivsel och välmående med trä i byggnader, på byggarbetsplatser och stadsmiljöer verkar förbättra de sociala hållbarhetsaspekterna (11). Träprodukter konkurrerar med mer fossilt baserade produkter i t.ex. byggnation och som ett förnyelsebart och kollagrande material och för detta så har projektet ökat möjligheten att kunna göra detta med ökad funktionalitet och kvalitetssäkring såsom väderskydd av brandskyddspanel (12).

Förväntade resultat

Delprojektet skulle identifiera behov och finna ekonomiskt och miljömässigt hållbara lösningar kopplat till utveckling av framtidens produkter som nyttjar biobaserad råvara. Genom att utnyttja potentialen att skapa ett mervärde genom behovsstyrd trämaterialmodifiering och behovsstyrning i förädlingsprocesserna som utgår från materialet och dess egenskaper – förväntades ett innovativt arbetssätt som gynnade företagens möjligheter att nå och agera på marknaden.

DP2 samlade allt arbete inom material och processinnovation som behövdes inom projektet IPOS som helhet. DP2 stödde utvecklingen av basprocesserna genom att arbeta med behovsstyrd trämaterialmodifiering och behovsstyrning i förädlingsprocesserna. Detta skulle leda till industriell produktion av träkomponenter som uppfyller kundbehov med högt ställda precisa krav på:

Biologisk beständighet och kontaminering av träytor av t.ex. mögel), modifieringsmetoder för att förhindra de allt mer accelererande problemen med möglande träfasader, rötangrepp i övrigt konstruktivt rätt utformade träkonstruktioner i såväl bärande som icke bärande tillämpningar. Processer för att ersätta dagens mindre miljöattraktiva impregneringskemikalier. Beständighetsproblem medför förhöjda livscykelkostnader för trä, speciellt i ”utmanade konstruktioner” som höga flervåningshus med träfasader.
Brandskydd, dvs. ett billigt och effektivt brandskyddsmedel som inte lakas ur vid fuktexponering och som via en enkel ”process” kan användas på plats vid träförädlingsindustrin.
Formstabilitet, dvs. metoder för att minska träets relativt andra material mycket stora fuktrörelser som medför att trä inte utgör ett optimalt underlag för målning, limning osv.
Hårdhet och nötningsbeständighet, dvs. en industriell process där den mjuka träytan hos furu och gran kan hårdgöras så att den i applikationer som golv och andra slitytor är jämförbar med ek eller laminat tillverkade av fossila råvaror.
Träytors estetiska och taktila egenskaper, dvs. metoder som ger möjlighet att styra estetiska och taktila ytegenskaper som kulör, gulning, glans, smutsavvisning osv. för att i högre grad än idag kunna uppfylla kundbehov och följa marknadens trender.

Dessa för träindustrin mycket specifika krav skulle ställa nya hårda krav på förädlingsprocesserna, vilka måste anpassas och förnyas för att kunna tillfredsställa kunderna på en konkurrensutsatt global marknad. Därför hade DP2 också ett fokus i förädlingsprocesserna.

Konkreta resultat

Fullskaliga tester med tunnare bandsågblad har varit lyckade och mindre spill i form av sågspån med stabila skärprocesser kan komma att introduceras industriellt inom några år. Även för trätorkning i sågverk så har lyckade industriförsök redan skapat förbättrade styrsystem med kortare torkningstid med bibehållen virkeskvalitet och mindre energiåtgång. Projektet har också framgångsrikt visat på potentialen och möjligheten att knyta ihop information om timrets härkomst och egenskaper med data från skördare i skogen med inmätningen i sågverk, vilket har visats men fortsatt arbete med ökad kompatibilitet och datakvalitet är nödvändig.

Vidare så har stegvisa innovationer genomförts i sågverksprocessen med införande av förbättrade styrprogram för avläsning, sönderdelning och sortering av virket. Ett exempel på en tydlig förbättring är sorteringen av kärnved av tallvirke.

För trämaterialet som ett modernt och rationellt val för produkter och byggnadskomponenter så har innovationskoncept tagits fram i projektet med en kombination av processutveckling och tester med kombinationer av olika tillförda ämnen. Tydliga framsteg har gjorts för att effektivt ythårdgöra trä i en online ansats med kemisk fixering och underlag för investering i en pilotutrustning som nu är installerad (utanför projektet). Vidare så har medel och metoder testats för att motverka mögelpåväxt på trä i en testmiljö som liknar en byggplats med regn- och fuktpåverkan, och ett koncept har föreslagits. Det är känt att många brandskyddskemikalier för trä är känsliga för påverkan av regn och urlakning. I projektet har tydliga framsteg gjorts för att med nya koncept försluta och fixera brandkemikalier i träet med hartser etc.

Ta del av delprojektets leverabellista.

Resultatens effekter och potential

Projektet har genom digitalisering och ny teknik gjort värdekedjan mer koherent, transparent och tydlig. Detta har dels skapat ett fokus kring hur man använder råvaran från certifierad skog på bästa sätt ur både ekonomiskt och hållbarhetmässigt perspektiv, och dels med att kundernas inflytande och krav på slutprodukter kan bli mer tydligt genom att kunna påverka processerna. Detta har redan börjat skapa behov av nya affärsmodeller där ”pull” (drag) ökar och ”push” (tryck) minskar i värdekedjan och exempel finns redan där internationell kund (Japan) ställer krav (laminaprodukt) genom bakåtriktning och har lett till att skogs-/sågverksföretaget styr sin aptering i skogen och processar virket därefter för ökad lönsamhet, kundnöjdhet och råvaruutnyttjande.

Samhälleliga förutsättningar

Projektet har följt och gjort framsteg inom projektets ramar för att bidra till samhällsutmaningarna och då särskilt en ansvarsfull och hållbar skogs- och träindustri. Det står ganska klart idag att det finns en stark motsättning mellan att använda den förnyelsebara skogliga råvaran för kolbindande och icke fossilbaserade produkter samtidigt som det finns ett starkt krav på bevarande av känslig skog med reglerade uttagsnivåer. Denna del av bioekonomin kan vara ett avgörande hinder för en bra utveckling av de fossilfria färdplanerna. Det som projektet har bidragit till för dessa utmaningar har varit att öka spårbarheten genom värdekedjan och i en nära framtid så bör man kunna identifiera ett säkert ursprung och hantering av timret. Vidare så har projektet visat på en effektivare processkedja med ökat utbyte av solida träprodukter med ökat värde och effektivare processer med lägre energiåtgång. Dessutom så har projektet tagit fram koncept för att på ett rationellt och miljövänligt sätt öka träprodukternas livslängd och kolbindande effekt.

Extern synlighet

Presentationer

Träkvalitetsdagen 16/10 2018 Stockholm. Titel: Forskning fortsätter-IPOS ska ge svensk träindustri lönsam framtid. Organisatör NTT med flera.
Stora Trähus 17/10 2018 Stockholm: Titel: Forskning fortsätter-IPOS ska ge vackra trähus. Organisatör: NTT med flera.
Titel: Forskning fortsätter-IPOS ska ge vackra trähus. Organisatör: NTT m. fl. Stora Trähus 15/10 2019 Stockholm.
STTF Årsmöte och temadag, Växjö, 24-25/4 2018.

Branschtidningar

Artikel NTT nr 2 2019: Träindustrin behöver fler EPD:er (delresultat från DP2 presenterades på IPOS DP2 möte, Arlanda, 12/2).
Ledare NTT nr 2 2019: Ta vara på IPOS.
IPOS visar träindustrins framtid vid Stora Trähus. Berättar om framsteg inom tunna sågblad, torkning och mätteknik. Bror Sundqvist, LTU. NTT September 2019.
Digital revolution även för verktyg. Bättra datahantering ger lönsammare bearbetning. NTT 2019.
Kan nya sätt att värma upp virket effektivisera torkprocessen? Margot Selhstedt-Persson, LTU. Valutec News 1/2019.
Så får IPOS träfasaderna att skina i Skellefteå. BioInnovations nyhetsbrev December 2020.
Lovande resultat för bandsågning med tunnare blad. BioInnovations nyhetsbrev September 2019.

Nästa steg

Projektets bredd innefattar många olika banor framåt. Det finns flera exempel industriell implementering med teknik och programvaruutveckling och digitalisering som syftar till att stärka värdekedjan från skogsbruk till virkesprodukter, och detta fortsätter även i nya forsknings – och innovationsprojekt. IPOS DP2 har varit en viktig plattform för en långsiktig utveckling av denna värdekedja och den kommer med all sannolikhet att fortsätta i olika projekt och initiativ. Ett exempel är projektet: ”En ny generation sågverktyg” (Bioinnovation). Projektet har också tydligt stärkt samverkan mellan akademi och näringsliv.

När det gäller ny kunskap och forskning så har IPOS DP2 varit en viktig plattform för att i samverkan med industrin söka mer långsiktiga och grundläggande lösningar för att skapa konkurrenskraftiga, hållbara och rationella förbättringar av träprodukter för dess funktion i avsedd miljö, och denna grund med forskare, utrustning och pilotanläggningar kommer vara en framgångsfaktor för fortsatt internationell och nationell verksamhet och nytta för branschen.

Presentationer från IPOS avslutningsseminarium i januari 2021: