15. Februar 2022 | Magazin:

Dr. Inka Mai erhält Klaus-Dyckerhoff-Preis für junge Wissenschaftler(innen) Forschung zu 3D-Druck von Beton ausgezeichnet

Die Vielfältigkeit der Forschungsfragen, das schätzt Dr. Inka Mai vor allem an der additiven Fertigung. Und das Potenzial, Material im Bauwesen einzusparen und damit in der Zukunft ökologischer zu arbeiten. Für ihre Forschung zum 3D-Druck von Beton erhält die Oberingenieurin am Fachgebiet Baustoffe des Instituts für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz (iBMB) jetzt den „Klaus-Dyckerhoff-Preis für junge Wissenschaftler(innen)“.

Für ihre anwendungsnahe Forschung zum 3D-Druck von Beton erhielt Dr. Inka Mai den Klaus-Dyckerhoff-Preis 2021. Bildnachweis: Studioline

Kuratorium und Preisjury würdigen damit die wissenschaftlichen Gesamtleistungen von Inka Mai im iBMB, das sich zu einem Entwicklungszentrum für innovative Betonbauweisen, speziell dem 3D-Druck, entwickelt habe, heißt es in der Begründung der Jury. Vor allem zwei in dem Journal „Materials“ erschienene Arbeiten werden hervorgehoben: „The Effect of Accelerator Dosage on Fresh Concrete Properties and on Interlayer Strength in Shotcrete 3D Printing“ und „Injection 3D Concrete Printing (I3DCP): Basic Principles and Case Studies“.

Insbesondere sei es Dr. Inka Mai zu verdanken, dass auch bisher unbekannte Prozessvarianten gefunden und erprobt wurden, wie zum Beispiel das Arbeiten mit Injektionsverfahren in Suspensionen (Injection 3D Concrete Printing) oder die Applikation von Spritzbeton auf Partikelbetten (Large Particle 3D Concrete Printing), so die Jury. „Sie beachtet dabei neben den technologischen Anforderungen an das Produkt auch die Ressourceneffizienz, den Klimabeitrag, die praktische Umsetzbarkeit und die Kosten. Erst diese breite Kompetenzspanne kann dem 3D-Druck von Beton zu einem nachhaltigen Marktanteil verhelfen.“

Ein topologieoptimierter Knoten, der mittels Partikelbettdrucken erstellt wurde. Design: Prof. Harald Kloft. Produktion und Bild: iBMB/TU Braunschweig

Forschung im SFB TRR 277 AMC

Seit 2019 leitet Inka Mai die Arbeitsgruppe „Rheologie und digitale Fertigung“ am Fachgebiet Baustoffe des iBMB und beschäftigt sich schwerpunktmäßig mit der additiven Fertigung sowie der damit im Zusammenhang stehenden Verarbeitung von zement-gebundenen Baustoffen. So forscht sie auch in zwei Projekten des Sonderforschungsbereichs Transregio 277 „Additive Manufacturing in Construction (AMC)“ und erweiterte ihre Expertise zum Partikelbett-3D-Druckverfahren bei einem durch den AMC finanzierten Forschungsaufenthalt in Frankreich.

Blick auf den Prozess des Large Particle 3D Concrete Printing. Bildnachweis: ITE/TU Braunschweig

Obwohl kürzlich das erste 3D-gedruckte Haus Deutschlands entstanden ist und die Methoden der digitalen Fertigung mit Beton an Reife gewinnen, seien noch etliche Hürden zu nehmen, bevor der 3D-Druck mit Beton und andere digitale Betonbauverfahren standardisiert in die Baupraxis überführt werden können, sagt Inka Mai. „Die Überwindung dieser Hürden kann nur gelingen, wenn die Material-Prozess-Interaktion der jeweiligen Verfahren grundlegend verstanden wurde“, betont sie. „Dazu zählen unter anderem, aktive Steuerungsmöglichkeiten der Zementhydration und der Rheologie zement-basierter Baustoffe zu analysieren sowie Effekte verschiedener Material- und Prozessparameter auf die mechanischen und geometrischen Eigenschaften des 3D-gedruckten Betonbauteils zu untersuchen.“

Von Partikelbett- bis Injection 3D-Printing

In diesem Themenfeld forscht Inka Mai erfolgreich mit den Wissenschaftler*innen am Fachgebiet Baustoffe. Dabei beschäftigt sie sich in ihrer Forschung neben mehreren Partikelbett-3D-Druckverfahren auch mit dem Shotcrete 3D-Printing sowie dem Injection 3D-Printing, mit dem die Wissenschaftler*innen völlig freie Formelemente erstellen können. Zudem ist sie in diesem Forschungsgebiet zum Beispiel über das „RILEM Technical Committee for fresh properties of printable materials“ auch international sehr gut vernetzt.

„Ich freue mich sehr, dass meine Arbeit in diesem spannenden und innovativen Feld mit diesem Preis gewürdigt wird“, sagt Inka Mai. Der Klaus-Dyckerhoff-Preis für junge Wissenschaftler(innen) 2021 geht ebenfalls an Dr. Lei Lei von der TU München. Die Preisvergabe findet im Juni während der Ulmer BetonTage statt.

Ein Shotcrete 3D Printing Prozess im Digital Building Fabrication Laboratory (DBFL) in der Versuchshalle an der Beethovenstraße. Bildnachweis: ITE/TU Braunschweig

Zum Preis

Die Dres. Edith und Klaus Dyckerhoff-Stiftung fördert die Baustoff-Forschung. Seit 2021 wird der „Klaus-Dyckerhoff-Preis für junge Wissenschaftler(innen)“ ausgeschrieben, der Veröffentlichungen junger Wissenschaftler*innen zur Erforschung, Anwendung oder Herstellung von Bindemitteln und ihrer Zusätze auszeichnet. Der Preis ist aktuell mit 10.000 Euro dotiert und wird alle 18 Monate verliehen.

Zudem schreibt die Stiftung mehrjährige Forschungsprojekte aus. 2020 wurde Professor Dirk Lowke vom Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz zum Thema „Nachhaltige Betone aus lokal verfügbaren Ausgangsstoffen“ mit einer Förderung ausgezeichnet.