Interview Mehr Sicherheit beim 3D-Druck von Beton

Amarteja Kocherla ist ein Bauingenieur aus Indien, der sich sehr für die Zustandsüberwachung von Bauwerken, intelligente Sensoren und digitales Bauen interessiert. Derzeit ist er Marie-Skłodowska-Curie-Fellow bei der BAM. In diesem Interview spricht er über seinen Karriereweg, die Herausforderungen und Motivationen hinter seiner Arbeit und darüber, wie er den 3D-Betondruck durch innovative Sensortechnologien sicherer und intelligenter machen will.

Warum haben Sie sich für ein Fellowship an der BAM entschieden?

Ich hatte zuvor bereits das Adolf-Martens-Fellowship der BAM erhalten, und diese Erfahrung hat mich nachhaltig beeindruckt. Die Kultur der Zusammenarbeit bei der BAM, ihr starkes wissenschaftliches Umfeld und die exzellente Laborausstattung schaffen ideale Bedingungen für exzellente Forschung. In diesem Umfeld stellte das Marie‑Curie‑Fellowship einen natürlichen nächsten Schritt dar.

Worum geht es in Ihrem aktuellen Forschungsprojekt und warum ist es gesellschaftlich oder technologisch wichtig?

Mein Projekt, InSenS-3DCP, konzentriert sich darauf, den 3D-Betondruck sicherer, schneller und zuverlässiger zu machen. Beim 3D-Betondruck besteht der Prozess aus mehreren Schritten: mischen, pumpen, auftragen und aushärten. Jeder Schritt erfordert eine sorgfältige Steuerung, um sicherzustellen, dass die gedruckte Struktur stabil und fest bleibt. Sind diese Bedingungen nicht gut aufeinander abgestimmt, kann dies die Qualität oder Sicherheit des gedruckten Elements beeinträchtigen.

Durch eine Zusammenarbeit zwischen den Fachbereichen Zerstörungsfreie Prüfmethoden für das Bauwesen und Baustofftechnologie verfügt die BAM über eine fortschrittliche Anlage, die Inline-Sensoren nutzt, um das Materialverhalten während des Pumpvorgangs zu überwachen und die Schichtgeometrie nach dem Auftragen zu überprüfen. Meine Arbeit baut darauf auf, indem kleine piezoelektrische (PZT) Sensoren direkt in den gedruckten Beton eingebettet werden. Diese Sensoren können den inneren Zustand von gedruckten Betonkonstruktionen in Echtzeit anhand winziger Veränderungen ihres Schwingungsverhaltens oder anhand von Veränderungen der empfangenen Spannungswellen beurteilen, die auf Risse, Hohlräume oder Materialverschleiß hinweisen.

Die Kombination von Daten aus Inline- und eingebetteten Sensoren hilft uns, Veränderungen im Material während des Pumpvorgangs und nach der Extrusion besser zu verstehen, und ermöglicht es uns, dieses Wissen zur automatischen Feinabstimmung des Druckprozesses zu nutzen. Dieser Ansatz macht den 3D-Betondruck konsistenter, effizienter und zuverlässiger, was ein wichtiger Schritt hin zum Einsatz dieser Technologie für sicheres und nachhaltiges Bauen in der Zukunft ist.

Was hat Sie dazu inspiriert, sich für ein Marie-Sklodowska-Curie-Fellowship zu bewerben, und welchen Rat würden Sie anderen Forscher*innen geben, die eine Bewerbung für dieses Stipendium in Erwägung ziehen?

Das MSCA-Fellowship ist eines der renommiertesten Stipendien in Europa und bietet die Chance, sich beruflich weiterzuentwickeln, Kontakte zu führenden Wissenschaftlern zu knüpfen und eine solide Grundlage für zukünftige akademische oder industrielle Tätigkeiten zu schaffen. Die Freiheit, mein eigenes Projekt zu konzipieren und zu leiten und gleichzeitig einen Beitrag zu einer breiteren Forschungsgemeinschaft zu leisten, war besonders motivierend.

Auch während des Bewerbungsprozesses erhielt ich großartige Unterstützung von der BAM. Dort gibt es ein engagiertes Team, das Forschenden bei der Beantragung von Fördermitteln hilft und sie dabei begleitet. Von der Verbesserung der Struktur meines Antrags bis hin zur Unterstützung bei der Vermittlung der Bedeutung meiner Arbeit – ihr Feedback trug dazu bei, meine Bewerbung zu stärken.

Forschenden, die eine Bewerbung in Erwägung ziehen, würde ich raten, frühzeitig zu beginnen und sich Zeit zu nehmen, um ihre Idee sorgfältig auszuarbeiten. Zeigen Sie Ihren Antrag Mentoren und Kollegen und seien Sie offen für Feedback. Am wichtigsten ist es, auf Klarheit zu achten. Der Antrag sollte eine klare Geschichte erzählen, sodass auch jemand außerhalb des Fachgebiets verstehen kann, warum diese Forschung wichtig ist.

Was waren bisher Ihre größten Herausforderungen – wissenschaftlich oder persönlich – und wie haben Sie diese gemeistert?

Eine der größten Herausforderungen für mich war der Umzug in ein neues Land mit einem Kleinkind. Alles fühlte sich auf einmal neu an. Die Arbeitskultur war anders, die Sprache war mir fremd, und selbst einfache Dinge wie das Verstehen von Produktetiketten im Supermarkt erforderten zusätzlichen Aufwand. Ich musste mich in ein neues Forschungsumfeld einleben und gleichzeitig lernen, den Alltag in einer Sprache zu meistern, die ich nicht sprach.

Deutsch zu lernen, offen für Unterstützung zu bleiben und gemeinsam mit meinem Partner ein Gleichgewicht zwischen Forschung und Kindererziehung zu finden, hat uns geholfen, uns nach und nach einzuleben. Es ist zwar manchmal immer noch hektisch, aber es fühlt sich jetzt besser zu bewältigen an.

Wenn Sie Ihre Forschung in einem Satz für die breite Öffentlichkeit beschreiben müssten – wie würde dieser lauten?

Ich entwickle intelligente Sensoren, mit denen 3D-Betondrucker ihre eigene Arbeit während des Bauvorgangs überprüfen und den Zustand der Struktur im Laufe der Zeit überwachen können.