Сучасна будівельна галузь дедалі сильніше відчуває тиск браку ресурсів і нагальну необхідність змінювати сам підхід до матеріалів, тому до розв’язання проблеми почали активно долучатися вчені. Німецька професорка Інка Май (Inka Mai) побачила у цій ситуації задачу для нової інженерної логіки та змогла довести, що роботизоване виробництво здатне змінити не лише швидкість будівництва. У Технічному університеті Берліна (Technische Universität Berlin) вона з 2023 року очолює напрям роботизованого виробництва в архітектурі. Її новою розробкою став 3D-друк як інструмент, що водночас скорочує витрати матеріалів і відкриває архітекторам нову свободу форми. Далі на iberlin.
У 2025 році робота пані Май отримала публічне визнання – премію для молодих дослідників у межах Берлінської наукової премії 2024 року (Berliner Wissenschaftspreis). Це рішення зафіксувало не просто академічний успіх, а й увагу до технологій, які поступово витісняють традиційні підходи до будівництва та змінюють уявлення про те, як виглядатимуть міста майбутнього.
Інка Май – навчання, яке змінило життя
Інка навчалася у різних наукових школах, де послідовно переходила від класичної інженерії до експериментів на межі матеріалознавства й цифрового виробництва. Вивчала промислове та цивільне будівництво в:
- Брауншвейзі (Braunschweig);
- Гетеборзі (Göteborg);
- Род-Айленді (Rhode Island).
Розглядала різні підходи до того, як створюється сучасна інфраструктура. У 2013–2018 роках працювала докторанткою в Інституті будівельних матеріалів, бетонних конструкцій та пожежної безпеки Технічного університету Брауншвейга (Technische Universität Braunschweig).
Як змінилось мислення у будівництві?
У 2019 році Інка Май очолила групу “Реологія та цифрове виробництво”, дослідницьке стажування у Бретані дало додатковий досвід роботи з європейськими підходами до будівельних інновацій. У 2023 році пані Май отримала посаду молодшої професорки кафедри робототехнічного виробництва забудованого середовища у Технічному університеті Берліна. Її наукову роботу неодноразово відзначали, зокрема премією Клауса Дікергофа (Klaus Dyckerhoff Preis) для молодих дослідників.
У своїх аргументах вона пояснювала свій новий підхід не як зміну дисциплін, а поступове розширення фокуса: від бетонних формул до цифрових систем, де матеріал і машина працюють на спільний результат. Спочатку зосереджувалася на класичних будівельних матеріалах, але з часом перейшла до 3D-друку. Далі була робототехніка, яка змінила сам масштаб мислення. У центрі нового підходу залишався матеріал, який мав точно “погодитися” з процесом виробництва. І саме це узгодження дослідниця назвала головним предметом своєї професійної зацікавленості.
Інжекційний 3D-друк змінює гру
Інжекційний 3D-друк бетону Інка Май пояснила як спробу змінити звичну логіку будівництва, де матеріал просто нашаровують. За її розробкою робот впорскує один матеріал в інший і змушує їх взаємодіяти. Звучить складно, але ефект дуже реальний: бетон може тверднути всередині рідини, яка його тримає, а потім ця рідина просто зникає. І з’являються форми, які раніше здавалися майже неможливими – тонкі, точні, без масивної опалубки.
У цій технології Інка Май виділила кілька практичних сценаріїв, які повністю змінили уявлення архітекторів та будівельників про бетон. І кожен із них працює по-своєму:
- ресурсоефективність – бетон кладуть тільки туди, де він дійсно потрібен, без зайвих витрат;
- комбінування матеріалів – у різних зонах використовують різні типи бетону, щоб посилити конструкцію саме там, де на неї буде найбільше навантаження;
- порожнини у середині – у бетоні одразу формують канали під кабелі або навіть місця для озеленення фасадів.
Іншими словами, це вже не просто “друк будівлі”, а робота з її внутрішньою логікою. У своїх проєктах команда Інки Май протестувала межу: де закінчується матеріал і починається дизайн процесу. І головне питання тут звучить просто: чи можна навчити бетон поводитися так, як потрібно архітектурі, а не навпаки?
Терраццо як нова мова 3D-друку
Інка Май працює ще з одним напрямком – 3D-друком бетону з використанням великих частинок. Ідея змінює саму логіку будівництва: замість суцільної бетонної маси конструкція збирається з великих кам’яних складників, які вкладають шар за шаром у формі. Потім робот додає розчин лише там, де це потрібно, щоб “зв’язати” матеріали. Після завершення зайві незв’язані частинки прибирають, залишається готова структура. Фактично будівля наче збирається, а не заливається.
Цікава деталь – фінальна обробка. Поверхню можна доробляти роботизовано, і тоді вона виглядає як терраццо: технічний матеріал раптом отримує майже дизайнерську фактуру. При цьому метод працює ефективніше за класичний 3D-друк бетону, бо використовує значно менше сполучної речовини. А саме вона зазвичай і забирає найбільше ресурсів у будівництві.
3D-друк глиною як новий прорив
Паралельно команда Інки Май розвивала ще один напрямок – 3D-друк глиною. Це вже інший матеріал та інша логіка роботи, але той самий пошук меж можливого:
- глина як матеріал: екологічна, доступна, але слабша за бетон у класичному розумінні навантажень;
- технологія суміші: створюється спеціальна формула глини, яку можна друкувати, і вона майже не дає усадки;
- застосування: у дерев’яно-каркасному будівництві такі елементи вже розглядають не як заповнення, а як складник конструктивної системи.
Ідея проста й радикальна водночас: зробити так, щоб глина була не “другорядним” матеріалом, а почала працювати як повноцінний будівельний елемент у сучасній архітектурі.
3D-друк і майбутнє матеріалів
Перероблений бетон вже використовують у будівництві Німеччини, але Інка Май спробувала розібратися: чи завжди має бути бетон? В її підході це не відмова від матеріалу, а розширення вибору. У багатьох випадках глина або інші складники можуть працювати не гірше, а інколи навіть краще. І не лише через екологічність, а й через те, як вони виглядають і відчуваються у просторі. Це вже питання не тільки інженерії, а й того, яку атмосферу створює будівля.
Інший напрям її думки – ідея роботизованого аналізу, коли роботи самі:
- обстежують споруди;
- збирають дані про їхній стан;
- формують цифрову картину того, що відбувається з будинком.
Це змінює підхід до міської інфраструктури: замість разових перевірок – постійне спостереження й точніша інформація. Відтак ремонти та реконструкції можна планувати швидше й раціональніше, без зайвих затримок.
Премія за майбутнє роботизованого 3D-друку
У липні 2025 року професорка Інка Май отримала премію для молодих дослідників у межах Берлінської наукової премії. Разом із відзнакою їй дали нагороду 10 000 євро – за дослідження у галузі роботизованого 3D-друку бетону та альтернативних матеріалів. У рішенні журі окремо підкреслили, що дослідження цієї науковиці нових виробничих процесів для 3D-друку мають велике значення для майбутнього будівництва у Берліні. Адже це місто постійно змінюється та потребує нових підходів до забудови.
Берлінська наукова премія була започаткована для підтримки досліджень, які не залишаються у лабораторіях, а працюють у реальному житті. Тут оцінюють не тільки наукову якість, а й те, чи має ідея практичне застосування у будівництві, економіці, інфраструктурі. Премію для молодих дослідників дають науковцям віком до 35 років. Інка Май після отримання нагороди відзначила, що це визнання сильно мотивує рухатися далі у темі роботизованого будівництва. І впевнена, що у майбутньому ще знайде, чим здивувати науковий світ.
Джерела: