Analyse der Prozesskräfte und Prozessdynamik beim BTA-Tiefbohren

Der VDI hat kürzlich in Düsseldorf einen Hochschulabsolventen mit dem CES-Förderpreis ausgezeichnet. In der industriellen Praxis kann durch die Ergebnisse der Arbeit die Prozesssicherheit beim BTA-Tiefbohren gesteigert werden. Außerdem wurde ein Prüfsystem für mikromagnetische Kenngrößen in einer rotierenden Bohrung qualifiziert.

Anlässlich der Verleihung des CES-Förderpreises iun Düsseldorf (v.l.n.r.): Sebastian Michel (Abteilungsleiter TU Dortmund), der glückliche Gewinner Jan Lucas Brause, Robert Schmidt (Betreuer), Jean Haeffs (Geschäftsführer VDI-GPL).

Foto: VDI

Jährlich verleiht die Gesellschaft Produktion und Logistik (GPL) des Vereins Deutscher Ingenieure e.V. (VDI) ihren durch die C.Ed. Schulte GmbH Zylinderschlossfabrik, Velbert, gestifteten CES-Förderpreis an Absolventen/-innen Technischer Hochschulen, Universitäten und Fachhochschulen in Deutschland und würdigt damit hervorragende und wegweisende Diplom- und Masterarbeiten auf dem Gebiet der Produktionstechnik. Am 15. Mai 2024 wurde der Preis in Düsseldorf an einen herausragenden Absolventen der Technischen Universität (TU) Dortmund übergeben.

Zur ausgezeichneten Masterarbeit

Preisträger 2024 ist Jan Lucas Brause, M.Sc., mit seiner Arbeit: „Analyse der Prozesskräfte und Prozessdynamik beim BTA-Tiefbohren und Qualifizierung mikromagnetischer Prüfsysteme zur In-Prozess-Charakterisierung der Surface Integrity“. Zum fachlichen Hintergrund: Das Boring-and-Treppaning-Association (BTA)-Tiefbohren kommt als Bearbeitungsverfahren zur Herstellung von Bohrungen mit großem Durchmesser und einem Länge-zu-Durchmesser Verhältnis größer als zehn zur Anwendung. Mit dem Verfahren kann aufgrund der charakteristischen Spanabfuhr, bei welcher der Span nicht in Kontakt mit der Bohrungswand gelangt, eine hohe Bohrungsqualität erreicht werden. Diese Methode findet in vielen Branchen Anwendung, unter anderem in der Bearbeitung von Hydraulikzylindern, Fahrwerkskomponenten in der Luftfahrtindustrie oder in Bauteilen der chemischen Industrie.

Im Rahmen seiner Masterarbeit hat Jan Lucas Brause die Einflüsse der Prozessstellgrößen auf die im Prozess auftretenden Kräfte, Momente und dynamische Eigenschaften sowie auf die Oberflächengüte der Tiefbohrungen untersucht. Zudem bewertete er die Randschicht zerstörungsfrei mittels des sogenannten magnetischen Barkhausenrauschens. Die Untersuchung liefert Auskünfte über eine geplante Verwendung der Sensortechnik im Regelkreis des Tiefbohrprozesses.

Die umfassende Ausarbeitung beschreibt in schlüssiger und aufbauender Reihenfolge die Motivation der Untersuchungen, den aktuellen Stand der Technik, die experimentellen Rahmenbedingungen der Untersuchungen sowie die Auswertung und Analyse. In der industriellen Praxis kann durch die Ergebnisse der Arbeit eine Steigerung der Prozesssicherheit erreicht werden. Außerdem wird gezeigt, dass ein Prüfsystem zur Messung mikromagnetischer Kenngrößen in einer rotierenden Bohrung angewendet werden kann.

Verantwortlich für die Auswahl des Siegers zeichneten auch Prof. Dr. Hans-Georg Schnürch (Beirat CES, links) und Dr. Frank Völker (GF CES, rechts), mit Preisträger Jan Lucas Brause in der Mitte.

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Die Arbeit entstand am Institut für spanende Fertigung (ISF) der Fakultät Maschinenbau der TU Dortmund. Betreut wurden die Forschungen von Prof. Dr.-lng. Prof. h.c. Dirk Biermann vom ISF. Prof. Dr. Hans-Georg Schnürch, Beiratsvorsitzender der CES, hat die Preise gemeinsam mit Herrn Dr. Frank Völker, Geschäftsführer der CES in Velbert, und Jean Haeffs, Geschäftsführer der VDI-GPL, an den glücklichen Gewinner und die stolzen Betreuer überreicht. Die Preise bestehen aus einer Urkunde und einem Scheck über 1.500 Euro.

Bisher schon 87 Preisträger geehrt

Anlässlich ihres 150-jährigen Bestehens hat die C.Ed. Schulte GmbH Zylinderschlossfabrik im Juli 1990 die gemeinnützige Carl-Eduard-Schulte-Stiftung zur Förderung herausragender wissenschaftlicher Leistungen des technisch-wissenschaftlichen Nachwuchses auf dem Gebiet neuer Produkte und Produktionstechniken, insbesondere für den Bereich „Schloss und Schlüssel“ sowie für verwandte und vergleichbare Branchen mit ähnlichen Produktionstechnologien, gegründet.

Seit 1991 wurden bereits 87 junge Diplom-Ingenieurinnen und -Ingenieure mit dem Förderpreis ausgezeichnet. Einschließlich der Verleihung im Jahr 2024 wurden insgesamt rund 159.500 Euro Stiftungsgelder ausgeschüttet. Alle Preisträger haben eine hervorragende Diplom-, Abschluss- oder Forschungsarbeit auf dem Gebiet einer modernen Produktionstechnik in der Metallverarbeitung sowie aller angrenzenden und zugehörigen Fachgebiete verfasst.

Hierzu zählen die Bereiche:

Fertigung: Spanabhebende und spanlose Formgebung; abtragende Bearbeitungsverfahren; Feinbearbeitung und Werkzeugbau; Oberflächenbehandlung, Qualitätssicherung und Messtechnik; Automatisierung und Steuerung von Anlagen; Montage von Produkten und Systemen; Bestückung und Montage von Leiterplatten und Schaltungsträgern.
Planung: Produktions- und Ablaufplanung; Fabrikplanung; Organisation und Informationsfluss im Unternehmen.
Werkstoffe: Einsatz/Verwendung von spezifischen und neuartigen Werkstoffen.
Entwicklung: Konstruktive und theoretische Arbeiten unter Anwendung und Einsatz moderner Hilfsmittel, soweit möglich auch Hinweise und Ideen zur Entwicklung neuer Elemente und Sensoren für Schließ- und Sicherheitssysteme. Dabei soll die Übertragbarkeit der Ergebnisse und deren Anwendung in der Praxis eines Unternehmens des Maschinen- und Werkzeugbaus und damit auch die mögliche Nutzung für die Teilefertigung und Montage von Schlössern und Schließanlagen Maßstab für Anerkennung und Beurteilung der vorgelegten Arbeiten sein.

Die Ausschreibungsunterlagen liegen den Instituten und Fachschaften vor oder können über die Geschäftsstelle der VDI-Gesellschaft Produktionstechnik angefordert werden.

VDI als Gestalter der Zukunft

Seit mehr als 165 Jahren gibt der VDI wichtige Impulse für den technischen Fortschritt. Mit seiner einzigartigen Community und seiner enormen Vielfalt ist er Gestalter, Wissensmultiplikator, drittgrößter technischer Regelsetzer und Vermittler zwischen Technik und Wissenschaft, Wirtschaft und Politik. Er motiviert Menschen, die Grenzen des Möglichen zu verschieben, setzt Standards für nachhaltige Innovationen und leistet einen wichtigen Beitrag, um Fortschritt und Wohlstand in Deutschland zu sichern. Der VDI gestaltet die Welt von morgen – als Schnittstelle zwischen Ingenieur*innen, Wissenschaft, Wirtschaft, Politik und Gesellschaft. In seinem einzigartigen multidisziplinären Netzwerk mit mehr als 135.000 Mitgliedern bündelt er das Wissen und die Kompetenzen, die nötig sind, um den Weg in die Zukunft zu gestalten.

Fachlicher Ansprechpartner für den CES-Förderpreis ist Jean Haeffs, Geschäftsführer der VDI Fachgesellschaft Produktion und Logistik GPL, Tel. 0211 6214–281, E-Mail: haeffs@vdi.de