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Steak auf Knopfdruck Wie uns 3D-Drucker zu Produzenten machen

In ein neues industrielles Zeitalter soll er uns führen - Unternehmern und Konsumenten bislang ungeahnte Möglichkeiten erschließen - und sogar im Kampf gegen Krankheiten und Hunger helfen: Was ist dran am Wirbel um den 3D-Drucker?

Von: Oliver Buschek / Redaktion: Nicole Ruchlak

Stand: 16.07.2013

3D-Drucker | Bild: picture-alliance/dpa

Wenn Jean-Luc Picard, Kapitän des Raumschiffs Enterprise, Lust auf eine Tasse Tee hat, dann reichen die Worte "Tee, Earl Grey, heiß" - und prompt kommt die dampfende Tasse aus einem Gerät namens Replikator. Mit dieser Wundermaschine lässt sich in der Serie "Star Trek" nahezu jeder beliebige Gegenstand erzeugen. Und wenn in letzter Zeit so viel von 3D-Druckern die Rede ist, dann fühlen sich viele an den Replikator erinnert.

Dabei sind die derzeit gängigen Maschinen, die man schon ab einigen hundert Euro kaufen kann, noch weit von den Science Fiction-Träumen entfernt. Sie schaffen es gerade mal, aus einem Rohmaterial - in der Regel Kunststoff, der auf Spindeln aufgewickelt ist - Objekte wie Vasen, Architekturmodelle oder Spielzeuge zu erzeugen. Das Modell wird zunächst am Computer entworfen und dann an den Drucker übertragen. Der baut den Gegenstand Schicht für Schicht auf: Der durch Erhitzen flüssig gewordene Kunststoff wird von einem beweglichen Druckkopf an den richtigen Stellen auf einer Trägerplatte aufgebracht, die sich nach jeder Schicht ein winziges Stück nach unten schiebt. Je nach Geschwindigkeit des Druckers und der Größe des Gegenstandes kann man das fertige Objekt dann nach zehn Minuten oder einer Stunde in Händen halten.

Boom durch Patent-Ende

Die Technik ist nicht neu. Dass sie plötzlich so 'en vogue' ist, hat mit dem Auslaufen von Patenten zu tun. Nun darf jeder einen 3D-Drucker produzieren, der kann und will - was zu einem enormen Preisverfall geführt hat und die Fantasien von Forschern und Bastlern beflügelt. Das kann auch negative Effekte haben: Im Internet kursieren bereits Baupläne für eine Schusswaffe aus Kunststoff, die jeder Drucker-Besitzer selbst produzieren können soll.

Pistole aus dem Drucker

Zur Grundausstattung gehört der 3D-Drucker bei den "Makern"  eine neue Do-it-Yourself-Bewegung, die sich in den letzten Jahren rund um den Globus entwickelt hat. Maker-Sein hat oft nicht nur mit Bastelfreude zu tun, sondern auch mit einer gesellschaftskritischen Haltung und mit dem Willen, selbst zur Lösung von Missständen beizutragen. Im deutschen Maker-Netzwerk wird zum Beispiel gerade darüber diskutiert, wie man durch günstige "Bienenhotels" aus dem 3D-Drucker Wildbienen neue Nistplätze schaffen kann. Und gerne erzählt man die Geschichte von der Handprothese aus dem 3D-Drucker, die ein Südafrikaner zusammen mit dem amerikanischen Designer Ivan Owen entwickelt hat. Statt 80.000 oder 90.000 Euro, die eine herkömmliche Prothese kostet, liegt die Selbstgebaute bei rund 500 Euro - und hilft nun zum Beispiel auch Kindern, die mit einer angeborenen Missbildung auf die Welt gekommen sind.

"Einer der großartigen Aspekte dieses neuen Zeitalters ist, dass es so flexibel ist. Man kann das Produktdesign sehr schnell ändern und muss nicht durch einen langen Umrüstprozess der Maschinen gehen."

Chris Anderson, Buchautor und ehemaliger Chefredakteur von WIRED

Industrielle Revolution?

Die Nachfrage nach immer leistungsfähigeren 3D-Druckern kommt nicht nur von Makern, sondern vor allem aus der Industrie. Dort hat sich die Technik schon länger etabliert - unter Namen wie "additive Fertigung" oder "Rapid Prototyping". Mit einem 3D-Drucker lassen sich Prototypen neuer Produkte - egal ob Esstisch oder Turnschuhsohle - deutlich schneller und kostengünstiger herstellen als mit herkömmlichen Verfahren.

Mode aus dem Drucker

Und wenn es nicht gerade um Massenproduktion geht, sondern um überschaubare Stückzahlen, dann hilft der 3D-Drucker auch bei der Herstellung der Endprodukte. Das eröffnet Chancen für neue, kleine Unternehmen, schwärmt der amerikanische Autor Chris Andersson, früher Chefredakteur des Technologiemagazins "Wired". Eine neue industrielle Revolution sei da im Gange, die dem Nutzer Produkte bringe, die herzustellen sich früher nie gelohnt hätte.

"Bei Möbel-Ketten wie IKEA werden Sie in Zukunft vielleicht nicht mehr auf die zehn Modelle im Katalog beschränkt sein, sondern bestimmte Aspekte dieses Möbelstücks selber beeinflussen."

Frédéric Thiesse, Professor für Wirtschaftsinformatik, Würzburg

3D-Drucker von morgen

Verglichen mit dem Replikator aus Star Trek sind die heute gängigen 3D-Drucker noch äußerst beschränkte Maschinen. Schwierig sind zum Beispiel Modelle mit Überhängen, wie etwa Wendeltreppen. Mehrfarbige Objekte etwa sind nur hinzubekommen, indem man während des Drucks die Kunststoff-Spindel wechselt.

Doch die Möglichkeiten wachsen. Das Drucken mit Metallen zum Beispiel verlässt allmählich das Forschungsstadium. Ingenieure versprechen sich davon neue Formen und Funktionen, die mit herkömmlichen Produktionsverfahren gar nicht herzustellen sind. Gekrümmte Bohrungen zum Beispiel.

"Sie können Zahnräder für Motoren bauen, bei denen das Motoröl durch einen Kanal exakt an den Punkt geleitet wird, an dem es benötigt wird."

Johannes Schilp, Technische Universität München

Steak auf Knopfdruck?

Rund um den Globus scheinen die Fantasien der Forscher und Startup-Unternehmer geradezu entfesselt. Selbst Häuser könnten in Zukunft von riesigen 3D-Druckern gebaut werden. Und auch in der Medizin erhofft man sich viel davon: Die Ideen reichen von Implantaten oder bis hin zu künstlichem Gewebe aus dem Drucker.

3D-Objekte

Die Firma Modern Meadow - auf Deutsch, Moderne Weide - arbeitet nach eigenen Angaben daran, die Massentierhaltung überflüssig zu machen. Sie will Fleisch und auch Leder drucken. Als Material soll eine Art "Bio-Tinte" aus sich ständig vermehrenden Zellkulturen dienen.

Nicht auf Fleisch, sondern eher auf Pizza aus dem Drucker setzt die NASA. Die Weltraumbehörde hat gerade einen Forschungsauftrag erteilt, wie man mit einem handelsüblichen 3D-Drucker an Bord eines Raumschiffs Nahrung erzeugen kann. Auf einem bemannten Flug zum Mars könnte ein Drucker mit verschiedenen Kartuschen von Nahrungsmittel dann mehr oder weniger Schmackhaftes produzieren.

Was aus all den Versprechungen wird, die rund um den 3D-Drucker gemacht werden, lässt sich kaum abschätzen. Der universelle Replikator als Grundausstattung in jedem Haushalt dürfte jedenfalls noch lange Zeit Science Fiction bleiben. Doch Geräte, mit denen sich Produkte erzeugen lassen, die unsere Bedürfnisse besser erfüllen, die mehr Individualität zulassen, könnten bald schon alltäglich werden.


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