Die moderne Baubranche steht unter zunehmendem Druck: Ressourcenknappheit und die dringende Notwendigkeit, den Umgang mit Materialien grundlegend zu überdenken, fordern neue Lösungen. Die deutsche Wissenschaftlerin Professorin Inka Mai hat in dieser Herausforderung die Chance für eine völlig neue Ingenieurslogik erkannt. Sie konnte beweisen, dass die robotergestützte Fertigung nicht nur das Bautempo erhöht, sondern die Architektur grundlegend transformiert. Seit 2023 leitet sie an der Technischen Universität Berlin das Fachgebiet Robotische Fertigung im Bauwesen. Ihre Arbeit am 3D-Druck dient dabei als Werkzeug, das gleichzeitig den Materialverbrauch senkt und Architekten eine völlig neue Formfreiheit eröffnet. Mehr dazu auf iberlin.
Im Jahr 2025 erhielt die Arbeit von Frau Mai besondere öffentliche Anerkennung: Sie wurde mit dem Nachwuchspreis im Rahmen des Berliner Wissenschaftspreises 2024 ausgezeichnet. Diese Entscheidung unterstreicht nicht nur ihren akademischen Erfolg, sondern lenkt den Fokus auf Technologien, die traditionelle Bauweisen sukzessive verdrängen und unsere Vorstellung von den Städten der Zukunft verändern.
Inka Mai – Ein Bildungsweg, der den Horizont erweiterte
Inka Mai durchlief verschiedene wissenschaftliche Stationen, in denen sie sich konsequent von der klassischen Ingenieurkunst hin zu Experimenten an der Schnittstelle von Materialwissenschaft und digitaler Fertigung entwickelte. Sie studierte Wirtschafts- und Bauingenieurwesen in:
- Braunschweig;
- Göteborg;
- Rhode Island.
Dabei untersuchte sie unterschiedliche Ansätze zur Gestaltung moderner Infrastruktur. Von 2013 bis 2018 war sie als Doktorandin am Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz der Technischen Universität Braunschweig tätig.
Der Paradigmenwechsel im Bauwesen
Im Jahr 2019 übernahm Inka Mai die Leitung der Gruppe „Rheologie und digitale Fertigung“. Forschungsaufenthalte in der Bretagne ermöglichten ihr zudem vertiefte Einblicke in europäische Innovationsstrategien im Bauwesen. 2023 folgte der Ruf an die TU Berlin als Juniorprofessorin für Robotische Fertigung der gebauten Umwelt. Ihre wissenschaftliche Arbeit wurde bereits mehrfach gewürdigt, unter anderem mit dem Klaus-Dyckerhoff-Preis für junge Forscher.
Inka Mai sieht ihren Ansatz nicht als bloßen Wechsel der Disziplinen, sondern als eine systematische Erweiterung des Fokus: Von Betonrezepturen hin zu digitalen Systemen, bei denen Material und Maschine synergetisch zusammenarbeiten. Während sie sich anfangs auf klassische Baustoffe konzentrierte, rückte später der 3D-Druck in den Mittelpunkt. Schließlich veränderte die Robotik den gesamten Maßstab ihres Denkens. Das zentrale Element bleibt jedoch das Material, das exakt auf den Fertigungsprozess abgestimmt sein muss – ein Zusammenspiel, das die Forscherin als ihr eigentliches Kerninteresse bezeichnet.
Injektions-3D-Druck als Gamechanger
Den Injektions-3D-Druck von Beton beschreibt Inka Mai als Versuch, die herkömmliche Baulogik des bloßen Schichtaufbaus zu durchbrechen. Bei diesem Verfahren injiziert ein Roboter ein Material in ein anderes, um beide miteinander interagieren zu lassen. Konkret bedeutet das: Beton kann in einer tragenden Flüssigkeit aushärten, die anschließend rückstandslos entfernt wird. So entstehen filigrane und hochpräzise Formen, die früher ohne massive Schalung undenkbar waren.
Inka Mai hebt mehrere Praxisszenarien hervor, die das Verständnis von Betonarchitektur revolutionieren:
- Ressourceneffizienz: Beton wird nur dort platziert, wo er statisch notwendig ist.
- Materialkombinationen: Verschiedene Betonsorten können in einem Bauteil kombiniert werden, um Belastungszonen gezielt zu verstärken.
- Integrierte Hohlräume: Kanäle für Leitungen oder Aussparungen für Fassadenbegrünungen werden direkt im Druckprozess geformt.
Es handelt sich also nicht mehr nur um das „Drucken eines Hauses“, sondern um eine Arbeit an der inneren Logik der Konstruktion. Ihr Team testet dabei ständig die Grenzen aus: Wo endet das Material und wo beginnt das Prozessdesign? Die entscheidende Frage bleibt: Kann man Beton beibringen, sich den Anforderungen der Architektur anzupassen statt umgekehrt?
Terrazzo als neue Sprache des 3D-Drucks
Ein weiteres Forschungsfeld von Inka Mai ist der 3D-Druck mit großen Gesteinspartikeln. Anstatt einer homogenen Betonmasse wird die Struktur aus groben Steinelementen Schicht für Schicht in einer Form aufgebaut. Ein Roboter fügt Bindemittel nur dort hinzu, wo es für die Stabilität notwendig ist. Nicht gebundenes Material wird am Ende einfach entfernt. Das Gebäude wird somit eher „zusammengesetzt“ als gegossen.
Besonders interessant ist das ästhetische Ergebnis: Durch eine robotergestützte Oberflächenbearbeitung erhält das Bauteil eine Terrazzo-Optik. So wird aus einem technischen Baustoff ein Designelement. Zudem ist diese Methode effizienter, da sie deutlich weniger Bindemittel benötigt – jene Komponente, die im Bauwesen die meisten Ressourcen verbraucht.
Durchbruch beim 3D-Lehmdruck
Parallel dazu treibt das Team den 3D-Druck mit Lehm voran. Dies erfordert eine ganz eigene Logik und Materialrezeptur:
- Lehm ist ökologisch und lokal verfügbar, besitzt aber eine geringere Tragfähigkeit als Beton.
- Es wurde eine spezielle Lehmmischung entwickelt, die druckbar ist und kaum Schwindrisse aufweist.
- Im Holzrahmenbau werden solche Lehmelemente bereits als vollwertige konstruktive Bestandteile und nicht nur als Füllmaterial in Betracht gezogen.
Ziel ist es, Lehm aus seiner Nische als „sekundärer Baustoff“ zu befreien und ihn als hochperformantes Element in der modernen Architektur zu etablieren.
Die Zukunft der Materialien und robotergestützte Analyse
Recycelter Beton ist in Deutschland bereits im Einsatz, doch Inka Mai geht einen Schritt weiter und fragt: Muss es immer Beton sein? Ihr Ansatz zielt auf eine Erweiterung der Wahlmöglichkeiten ab. In vielen Fällen können Lehm oder alternative Stoffe nicht nur ökologisch, sondern auch ästhetisch und haptisch die bessere Wahl sein. Dies ist nicht mehr nur eine Frage der Statik, sondern der Atmosphäre eines Raumes.
Ein weiterer Schwerpunkt ihrer Arbeit ist die robotergestützte Bauwerksanalyse. Roboter übernehmen dabei folgende Aufgaben:
- Autonome Inspektion von Bauwerken;
- Erfassung präziser Zustandsdaten;
- Erstellung eines digitalen Abbilds des Bauzustands.
Dies verändert den Umgang mit städtischer Infrastruktur grundlegend: Statt punktueller Prüfungen ermöglicht eine kontinuierliche Überwachung eine schnellere und rationellere Planung von Sanierungen, wodurch Verzögerungen minimiert werden.
Auszeichnung für die Zukunft des Bauens
Im Juli 2025 wurde Professorin Inka Mai mit dem Nachwuchspreis des Berliner Wissenschaftspreises geehrt. Die mit 10.000 Euro dotierte Auszeichnung würdigt ihre Forschung im Bereich des robotergestützten 3D-Betondrucks und alternativer Materialien. Die Jury betonte, dass ihre Arbeit für die künftige Stadtentwicklung Berlins von enormer Bedeutung sei, da die Metropole ständig nach neuen, effizienten Wegen der Bebauung sucht.
Der Berliner Wissenschaftspreis unterstützt gezielt Projekte, die den Sprung aus dem Labor in die Praxis schaffen. Bewertet werden neben der wissenschaftlichen Exzellenz auch der praktische Nutzen für Wirtschaft, Infrastruktur und Gesellschaft. Der Nachwuchspreis wird an Forschende unter 35 Jahren verliehen. Inka Mai betonte nach der Preisverleihung, dass diese Anerkennung ein starker Motivator sei, die Grenzen der Baurobotik weiter zu verschieben. Man darf gespannt sein, mit welchen Innovationen sie die Fachwelt als Nächstes überraschen wird.
Quellen: