Eickhoff-Preise 2026

Brandmelder und Stahl für die Additive Fertigung

Am 24. Juni 2024 wurden an der Ruhr-Universität Bochum zwei herausragende Dissertationen mit dem Gebrüder-Eickhoff-Preis ausgezeichnet: Dr. Francesca Schenkel hat untersucht, wir Radarsysteme als Rauchmelder funktionieren könnten. Dr. Louis Becker hat eine Methode entwickelt, Stickstoff als Legierungselement in Stählen für die Additive Fertigung zu nutzen. Die Preise wurden bei einem Festakt in den Räumen der Firma Eickhoff in Bochum überreicht.

Radarsensoren als Brandmelder

In ihrer preisgekrönten Arbeit untersuchte Francesca Schenkel, wie Radarsensoren Verbrennungsprozesse analysieren können. Ziel war es, die Wechselwirkungen zwischen elektromagnetischen Wellen und typischen Verbrennungsprodukten wie Flammen und Rauch zu verstehen und innovative Sensorkonzepte für die Detektion und Charakterisierung von Verbrennungsvorgängen abzuleiten. Francesca Schenkel führte experimentelle Untersuchungen durch, um die elektrischen Eigenschaften von Flammen und Rauch in verschiedenen Szenarien zu beschreiben. Die Messungen erfolgten mit Radarsystemen in unterschiedlichen Frequenzbändern des Millimeterwellenbereichs.

Besonders interessierten die Forscherin Veränderungen der elektrischen Leitfähigkeit. Sie werden durch Temperaturunterschiede, Ionisationsphänomene und Partikelkonzentrationen innerhalb der Verbrennungszone verursacht. „Diese Veränderungen liefern charakteristische Signaturen, die Rückschlüsse auf die Existenz und Dynamik von Verbrennungsprozessen ermöglichen“, erklärt Francesca Schenkel. Die Ergebnisse belegen das hohe Potenzial von hochauflösenden, phasenbasierten Radarmessungen zur ergänzenden Detektion von Flammen und Rauchausbreitung. „Sie können die Leistungsfähigkeit etablierter Brandmeldesysteme weiter steigern“, so Schenkel. 

Stahl für die Additive Fertigung nutzen

Louis Becker hat in seiner ausgezeichneten Arbeit untersucht, wie sich das Potenzial von Stahl für die additive Fertigung durch das Legieren mit Stickstoff erweitern lässt. Bei dieser Fertigungsmethode werden Bauteile schichtweise aufgebaut. Sie bietet zahlreiche Vorteile, insbesondere für komplexe Geometrien. Stahl ist zwar kostengünstig und gilt als sicherer Werkstoff, wird in der additiven Fertigung für anspruchsvolle Bereiche wie die Medizin- und Luftfahrttechnik bislang jedoch nur eingeschränkt eingesetzt. Ein Grund dafür ist, dass nur wenige Stahllegierungen die hohen Anforderungen dieser Anwendungen erfüllen. Stickstoff kann als Legierungselement in Stählen zur gezielten Eigenschaftsoptimierung beitragen. Gleichzeitig besteht die Herausforderung, dass Stickstoff in der Schmelze ausgast und dabei Poren hinterlässt.

Louis Becker hat diese Problematik anhand von zwei Gruppen korrosionsbeständiger Stähle untersucht: austenitische sowie ferritisch-austenitische, sogenannte Duplex-Stähle. Beide Stahlgruppen können grundsätzlich vom gezielten Legieren mit Stickstoff profitieren. Im Rahmen seiner Arbeit testete er verschiedene Ansätze, um diese Stähle für die additive Fertigung zu optimieren. Dazu zählten gezielte Legierungsanpassungen, Wärmebehandlungen, das Mischen verschiedener Pulver sowie ein neuartiger Ansatz, bei dem eine Pulvermischung aus Stahl und Siliziumnitrid verwendet wurde. Durch anschließendes Pressen bei hoher Temperatur löste sich das Siliziumnitrid auf und reicherte den Stahl mit Stickstoff an.

Die Ergebnisse zeigen, dass die untersuchten Stähle im Vergleich zu herkömmlichen Varianten höhere Festigkeiten aufweisen. Stickstoff erwies sich dabei als wichtiger Faktor, um sowohl die Festigkeit als auch die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen.