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Energie und Umwelt

Ausgezeichnete Forschung

Britta Schramm erhielt für ihre Doktorarbeit den Bertha Benz-Preis. Der Grund: ein wichtiger Beitrag zur nachhaltigen Industriegesellschaft.

Fehlervorhersage

Ein kleiner Fehler kann gefährliche Auswirkungen haben. Nur ein winziger Riss im Material eines wichtigen Bauteils, beispielsweise in einem Windrad, zieht weitere Probleme nach sich und verursacht Unfälle. Mithilfe neuartiger wissenschaftlicher Verfahren kommt Dr. Britta Schramm den weitreichenden Materialfehlern auf die Schliche.

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Finde den Fehler

"Risswachstum in funktional gradierten Materialien und Strukturen" lautet der Titel ihrer Doktorarbeit, für die Dr. Britta Schramm am 9. Juli 2015 mit dem Bertha Benz-Preis ausgezeichnet wurde. Was trocken klingt, hat ganz praktischen Nutzen. Bei vielen Bauteilen liegen kleine Materialfehler vor, die die Lebensdauer eines Bauteils erheblich beeinflussen können. Solche Fehler können bei der Herstellung oder auch infolge einer ständigen Belastung im Einsatz entstehen. Gerade bei der Nutzung von Leichtbaumaterialien ist die Vorhersage von großer Bedeutung, wann Rissbildungen einsetzen und wie sich diese ausbreiten. In der Industrie werden zunehmend sogenannte funktional gradierte Materialien angewendet. Das heißt, dass innerhalb eines Bauteils verschiedene Mikrostrukturen vorhanden sind. Dadurch sind die Folgen hoher Belastung besonders schwer abzusehen.

Auf der Fährte des Fehlers

Zu Beginn ihrer Arbeit benötigte Britta Schramm zunächst Proben eines solchen Bauteils, die sie dann mithilfe einer Prüfvorrichtung ganz genau untersuchte. "Da kommt man sich schon ein bisschen vor wie ein Detektiv", lacht die 30-jährige Wissenschaftlerin, die ihre Karriere mit einem Maschinenbaudiplom an der Uni Paderborn startete. So konnte sie verschiedene Untersuchungsmethoden weiterentwickeln und damit einen Beitrag zur besseren Vorhersehbarkeit des Risswachstums liefern. Vorherige Untersuchungskonzepte hatten sich nämlich auf homogene und gleichförmige Materialien konzentriert.

"Es geht mir in meiner Forschung darum, Bauteile sicher und zuverlässig auszulegen. Denken wir nur etwa an die Folgen, wenn ein ICE aufgrund von Materialermüdung entgleist oder an die Sicherheit im Flugverkehr. Dabei wird deutlich, wie enorm wichtig es ist, die Lebensdauer eines Bauteils exakt und sicher vorhersagen zu können", erklärt Britta Schramm ihre Motivation. Ein weiteres Beispiel sind die Wälzlager von Windkraftanlagen. "Hier wirken enorme Kräfte. Wir erforschen daher, wie die Komponenten langlebiger und sicher gestaltet werden können." Daher hat ihre Arbeit einen großen Nutzen für den Betrieb dieser wichtigen Anlagen und liefert einen enormen Beitrag für eine nachhaltige Industriegesellschaft.

Gute Ideen

Ein Interesse für technische Fragen zeichnete sich schon früh in ihrem Lebenslauf ab. Mit den Leistungskursen Mathe und Physik beschäftigte sich Britta Schramm am Gymnasium in Paderborn mit Inhalten, die ihr später im Maschinenbaustudium weiterhalfen. Bereits während des Studiums sammelte sie an verschiedenen Instituten Erfahrungen als studentische Hilfskraft, unter anderem am "Institut für Mechatronik" in der chinesischen Stadt Qingdao. Während der anschließenden Promotionszeit nahm sie am Mentoring-Programm für Doktorandinnen der Universität Paderborn teil.

Seit Abschluss der Doktorarbeit ist sie Oberingenieurin der Fachgruppe Angewandte Mechanik der Fakultät für Maschinenbau an der Uni Paderborn. Über den Fahndungserfolg nach den Rissverursachern in Materialien freut sie sich aber besonders. "Es war ein besonders großer Erfolg, dass meine Ideen, die ich am Anfang hatte, am Ende auch experimentell bestätigt wurden."

Jonas Gödde
Britta Schramm ist Oberingenieurin bei der Fachgruppe für Angewandte Mechanik der Fakultät für Maschinenbau
Jonas Gödde
Britta Schramm wurde für ihre Doktorarbeit von der Daimler und Benz Stiftung ausgezeichnet
Jonas Gödde
In ihrer Doktorarbeit lieferte sie einen wichtigen Forschungsbeitrag für die Energiewende
Jonas Gödde
An der Uni Paderborn hält Britta Schramm verschiedene Vorlesungen
Jonas Gödde
Zu den Tätigkeiten gehört auch die Durchführung von Übungen für die Studierenden
Jonas Gödde
2012 erhielt die Ingenieurin den DVM-Juniorpries des Deutschen Verbands für Materialforschung und -prüfung
Jonas Gödde
Britta Schramm veröffentlicht regelmäßig wissenschaftliche Publikationen