Die Fertigung von Gegenständen per 3D-Drucker entwickelt enormes Potenzial
Der "kleinste noch sinnvolle 3-D-Drucker" kommt aus Wien. Das Gerät druckt Gegenstände im Volumen von zwei mal drei mal fünf Zentimeter Größe, indem immer wieder hauchdünne Harzschichten durch Lichtprojektionen ausgehärtet werden, erklärt Klaus Stadlmann, Doktorand an der TU Wien und Entwickler des Geräts. Andere 3-D-Drucker funktionieren mit Lasern, die die Kontur des Objektquerschnitts zeichnen und ausschraffieren und so den Werkstoff härten.
"Alles, was man zeichnen kann, kann man damit auch herstellen."
Geräte wie jenes von Stadlmann sind nicht nur für Modellbauer und Schmuckdesigner interessant. "Sobald Gegenstände im Inneren eine komplexe Struktur haben sollen oder individuell angepasst werden müssen, kann man das mit keiner anderen Maschine so gut machen" , sagt Stadlmann. Auch bewegliche Teile, etwa eine Schraube, die im Gewinde steckt, oder ein Kugellager, seien in einem Druckvorgang herstellbar: "Alles, was man zeichnen kann, kann man damit auch herstellen."
Medizin
Die stärksten Entwicklungen in diesem Bereich gebe es derzeit in der Medizin, erklärt Werkstofftechniker Jürgen Stampfl, der der Arbeitsgruppe vorsteht, in der der Wiener "Microprinter" gebaut wurde. "Dort kann man die Stärken des 3-D-Drucks richtig ausspielen." Bei der Anpassung von Hörgeräten an die Anatomie des Körpers hat die neue Technik mittlerweile die Wachsabdrücke ersetzt, in der Zahntechnik wird ebenfalls immer öfter 3-D-Druck verwendet. Die Herstellung von Kronen, Brücken oder Zahnspangen wird so vereinfacht. Auch Knochenprothesen seien künftig möglich. "Es kommt auf das Material an" , sagt Stadlmann. Man brauche chemische Verbindungen, die entsprechend auf Licht reagieren und hohe Bioverträglichkeit aufweisen.
Produktentwicklung
Im Bereich der Produktentwicklung, beim Bau von Prototypen, sind 3-D-Drucker, die Modelle aus Kunststoffen oder Metallen herstellen, längst ein Standardwerkzeug. In der Autoindustrie sind sie nicht mehr wegzudenken. Die Fertigung von Endprodukten mit dieser Technik ist noch eine Nischenanwendung, die sich höchstens bei kleinen Stückzahlen auszahlt. Ein Druckvorgang, etwa die Hülle eines Smartphones, würde etwa 15 bis 30 Euro kosten, sagt Stampfl. Der Preis hänge stark vom Material ab. Noch werden die Kunstharze, Polymerverbindungen oder Metallpulver, aus denen Gegenstände modelliert werden, zu Apothekerpreisen gehandelt. Metallmodelle sind besonders aufwändig, da das Aufschmelzen des Pulvers per Laser sehr hohe Temperaturen benötigt. Metallbauteile aus 3-D-Druck seien aber deswegen interessant, weil sie bessere mechanische Eigenschaften haben als konventionell hergestellte. Sie haben ein gleichmäßigeres Gefüge, erklärt Stadlmann.
CAD als Wegbereiter
Voraussetzung der Entwicklung der 3-D-Druck-Technologie ab den 1980er-Jahren war neben der Lasertechnik das 3-D-Modellieren mittels CAD-Programmen (Computer-Aided Design) am Computer. Man braucht zuerst ein virtuelles Modell, um es ausdrucken zu können. Die Technik biete zum "ersten Mal die Chance, aus dem Netz etwas Physisches herauszubekommen" , sagt Stadlmann. Bei Webdiensten wie shapeways.com kann man bereits selbst designte Modelle, etwa Schmuckstücke, anfertigen lassen. Das Ausdrucken von virtuellen Spielfiguren wie beim Evolutionsspiel "Spore" hat einen neuen Markt eröffnet.
Puppen
Eine japanische Firma stellt per 3-D-Druck Puppen mit dem Antlitz realer Menschen her. Die Universität von Southhampton hat ein unbemanntes Flugzeug mit zwei Metern Spannweite, dessen Bauteile man nur zusammenstecken muss, "ausgedruckt" . Jene von Exeter entwickelte einen 3-D-Drucker, der Gegenstände aus Schokolade druckt. Es gibt Konzepte, wonach mittels Sonnenenergie Glasdinge aus Sand gefertigt werden sollen, und erste Überlegungen zu Bauteilen, in denen eine notwendige Elektronik bereits drinnensteckt, in einem Druckvorgang zu drucken. Per 3-D-Druck gefertigte Roboterbauteile bringen den Gedanken sich selbst reproduzierender Maschinen näher. Das Potenzial der Technologie ist kaum zu überschätzen.
Copyright-Problem
Mit der Freiheit des Gestaltens ergibt sich aber auch ein Copyright-Problem. Ein Fan des aktuellen Kinofilms Super 8 modellierte den darin vorkommenden Würfel nach, um ihn auf einer Online-Plattform anzubieten. Er bekam prompt eine Unterlassungsaufforderung des Filmstudios. Bis Designs aus dem Netz zu laden und auszudrucken gang und gäbe ist, ist es noch ein weiter Weg. Wenn es so weit ist, könnte es aber die Weltwirtschaft verändern, überlegt Stadlmann: "Warum sollte China weiterhin Dinge produzieren, die man beim Technikgreißler um die Ecke ausdrucken kann?" (Alois Pumhösel/DER STANDARD Printausgabe, 12. August 2011)
