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Technik Trends
Das Potenzial von 3-D-Druckern - Foto © picture alliance / dpa

Sie produzieren bereits Flugzeugteile, Waffen und Lebensmittel – aber lösen 3-D-Drucker wirklich eine neue industrielle Revolution aus? - Foto © picture alliance / dpa

Das Potenzial von 3-D-Druckern

3-D-Drucker

Bitte lächeln! "Na klar", denke ich und bemühe mich, mein freundlichstes Gesicht aufzusetzen. Dann lösen 64 Kameras aus, vier Studioblitze flammen auf, ein Piepgeräusch ertönt – und schon ist alles vorbei. Oder auch nicht, denn genau genommen ist das erst der Anfang. Ich stehe nicht in einem normalen Fotostudio. Ich stehe hier, weil ich eine Statuette von mir haben möchte. Und zwar eine, die aus dem 3-D-Drucker kommt. Diese Maschinen spucken längst nicht nur Zahnprothesen, Lebensmittel und Schusswaffen aus, sondern auch Minifiguren. Und ich teste die Technologie mit den unbegrenzten Möglichkeiten erst mal an mir selbst, im 3-D-Druckstore Botspot in Berlin-Kreuzberg.

Die beiden Geschäftsführer Thomas Strenger und Manfred Ostermeier werben: "Wir haben einen Nutzfaktor für den Normalsterblichen aus der Technologie gezogen." Sie kombinieren 3-D-Drucker mit einem selbst entwickelten Scanner: ein zwei Meter hohes, rundes Gestell, an dem Kameras montiert sind. "Es haben sich schon Kunden nackt einscannen lassen, weil sie nicht wussten, was sie anziehen sollen", berichtet Strenger. Interessante Vorstellung, aber ich behalte meine Klamotten doch lieber an und stelle mich in die Mitte des Scanners. Strenger setzt sich in den Nebenraum an einen Rechner, zählt "drei, zwei, eins" und drückt eine rote Taste.

210 Euro für ein Abbild

Die 64 Kameras erledigen ihre Arbeit und senden die Fotos an den PC. Dann setzt eine Software aus den Einzelfotos ein 3-D-Modell zusammen. Stolze 210 Euro kostet ein 20 Zentimeter großes Abbild. Ostermeier erklärt den entscheidenden Vorzug gegenüber Fotos: "Du siehst dich zum ersten Mal von allen Seiten." Eine hübsche Idee, aber sicher verändert diese Anwendungsmöglichkeit von 3-D-Druckern noch nicht die Welt. Dabei wird genau das den Geräten oft unterstellt. Es gibt diejenigen, die schwärmen: 3-D-Drucker lösen eine industrielle Revolution aus. Aber auch jene, die warnen: Illegale 3-D-Kopien richten Milliardenschäden an. Und dann sind da noch einige, die irgendwo dazwischen stehen.

Zum Beispiel Christian Weller, der an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen über das Thema forscht: "Diese Drucker sind universelle Produktionsmaschinen, die verschiedene Produkte aus unterschiedlichsten Materialien herstellen. Sie brauchen nur ein 3-D-Modell als Vorlage, um es Schicht für Schicht als dreidimensionales Objekt auszudrucken." Ob Gips, Keramik, Zucker, Titan, Kunststoff – es gibt Dutzende Ausgangsstoffe für das 3-D-Druckverfahren. Von einer industriellen Revolution möchte Weller allerdings nicht sprechen, lieber "von neuen Möglichkeiten".

Potenzial für 3-D-Drucker

In einigen Branchen haben 3-D-Drucker ein riesiges Potenzial, so etwa beim Flugzeugbau. Grundsätzlich gilt: "Das Verfahren lohnt sich immer dann, wenn von einem Produkt geringe Stückzahlen hergestellt werden sollen", sagt Weller, "oder wenn das Produkt individuell gestaltet sein muss.“ Ob diese Geräte aber tatsächlich Fabriken ersetzen können, scheint fraglich. Im Vergleich zur industriellen Produktion sind sie zu langsam. Und einen Allzweck-3-D-Drucker, der Flugzeugteile, Nudeln und Kleider ausspucken kann, den gibt es nicht. Immerhin: Die Technologie macht es im Prinzip möglich, dass jeder Konsument zum Produzenten werden kann. "Heimanwender können ihr eigenes Produkt kreieren und ausdrucken", erklärt Weller. Von der Handyhülle bis zum Armband. Auf Plattformen wie Thingiverse.com finden sich Tausende Vorlagen zum Download. Hergestellt werden solche Objekte meist aus Polylactiden (PLA), einem Biokunststoff. Wie eine Heißklebepistole trägt der Drucker das Material Schicht für Schicht auf.

Aus 2-D wird 3-D: Inzwischen hat die Software meine 64 Fotos zu einem Modell zusammengesetzt. Ostermeier: "Wir schicken die Datei jetzt an einen 3-D-Artist, der übernimmt den Feinschliff." Danach darf der Drucker ran. Er arbeitet mit einem sehr feinen Gipspulver, das in Schichten von 0,88 Millimeter aufgetragen wird. Fünf Düsen spritzen flüssiges Bindemittel in das Pulver. Dadurch wird es verfestigt – genau an den Stellen, wo die Miniatur entstehen soll. Auch die Farbe kommt aus den Druckköpfen. Rund eine Stunde dauert das Verfahren. Meine Kopie liegt jetzt im Behälter mit dem Gipspulver und muss von den Resten befreit werden. Botspot-Mitarbeiterin Rebekka Brather saugt das Pulver ab, Druckluft pustet Gipskrümel weg. Als Nächstes entstaubt sie vorsichtig mit einem feinen Pinsel Augen, Mund und Nase. "Ich komme mir vor wie eine Archäologin, die einen Knochen gefunden hat." Allerdings sieht die Miniatur etwas bleich aus. "Deshalb tauchen wir sie noch in ein Sekundenkleberbad", erklärt Brather. "Dadurch kommen die Farben richtig raus." Und die Figur wird stabiler. Zehn Minuten muss mein Abbild trocknen, dann darf ich es in die Hand nehmen. Der Gips fühlt sich rau an, die Statuette steht stabil auf ihren Füßen. Ich stelle fest: Die Knöpfe am Hemd, das Karomuster, sogar die Falten an der Hose – alles ist zu sehen. Und auch das Grinsen: Ja, das bin ich.



Viele Produkte lassen sich mit 3-D-Druckern ausdrucken. - Foto © picture alliance/KEYSTONE

Unendliche Möglichkeiten

Prothesen, Kleider, Waffen, Autos, Lebensmittel – immer mehr Produkte lassen sich ausdrucken. Einige Pläne sind allerdings noch Zukunftsmusik. Wissenschaftler in aller Welt suchen derzeit nach neuen Einsatzgebieten für den 3-D-Druck. Schon bald könnte das Verfahren in vielen Lebensbereichen eine wichtige Rolle spielen – es birgt aber auch einige Risiken. Ein Überblick:

Waffen
Eine Pistole aus dem Drucker – damit sorgte ein US-Student 2013 für Aufsehen. Er druckte eine Waffe aus, feuerte mit ihr eine Kugel ab und stellte dann die Anleitung ins Netz. Die Pistole war aus Kunststoff, bei Kontrollen am Flughafen wäre sie von Metalldetektoren nicht gefunden worden. Mittlerweile ist es einer texanischen Firma gelungen, mit einem 3-D-Drucker eine Waffe aus Metallpulver herzustellen. Im Gegensatz zu der Plastikwaffe kann sie mehrere Dutzend tödliche Schüsse abfeuern.

Mode und Schmuck
Kollektionen aus dem Drucker: Mehrere Designer präsentierten auf Fashionshows bereits gedruckte Kleider aus Silikon. Sie entstehen nicht in einem klassischen Schneideratelier, sondern im Labor am Computer. Schmuck wie Ketten und Armbänder können heute bereits Heimanwender kreieren und ausdrucken.

Weltraum
Die unendlichen Weiten des Alls lassen viel Platz für außergewöhnliche Visionen – etwa für die Besiedelung des Mondes. Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) testet Drucker, die aus dem Material auf dem Mond Gebäudeteile herstellen sollen. Also eine Mondbasis aus Regolith, der Gesteinsmischung auf dem Erdtrabanten. Und das Unternehmen Deep Space Industries will auf Asteroiden Metalle abbauen – und per 3-D-Druck noch im Weltall verarbeiten.

Lebensmittel
Kuchen, Pralinen oder Nudeln – Food Printing macht es möglich. Gedruckte Süßigkeiten aus Zucker und Schokoladenpulver gibt es bereits, selbst Pizza lässt sich schichtweise ausdrucken. Der italienische Nahrungsmittelhersteller Barilla arbeitet an einem 3-D-Drucker für Pasta, die US-Raumfahrtbehörde NASA investiert in ein Projekt, dass es Astronauten ermöglichen soll, Lebensmittel selbst auszudrucken

Auto- und Flugzeugbau
Bauteile aus dem 3-DDrucker könnten die Luftfahrtindustrie radikal verändern. Die Hersteller Boeing und EADS verwenden bereits 3-D-Druckverfahren für Einzelteile, der britische Konzern BAE Systems hat Kleinteile für einen Kampfjet gedruckt. Ihre Vorteile: Sie sind leichter, günstiger und lassen sich relativ schnell produzieren. Die Autoindustrie druckt vor allem Prototypen. Neue Maßstäbe setzte hier das Hybridauto "Urbee 2": Dessen Karosserie wurde vollständig gedruckt.

Medizin
Für Zahntechniker bringt die Technik radikale Veränderungen: Wenn Prothesen ausgedruckt werden, ist klassische Handarbeit oft nicht mehr nötig. Aber auch Hand- und Beinprothesen wurden schon hergestellt. Der große Medizinertraum ist ein Organ aus dem Drucker. "Biotinte" soll das einmal möglich machen. Bis zur funktionsfähigen Leber oder Niere dauert es sicher noch, aber erste Hautstücke wurden schon gedruckt und Mäusen eingepflanzt.

Artikel vom 03. April 2014

Autor: Manuel Opitz

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