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3D-Print

Diese Erfindung wird die Welt vielleicht noch stärker verändern als das Internet: Der 3D-Printer ist nach langer Entwicklungsphase nun dabei, für alle Verbraucher interessant zu werden. Der Name ist ein wenig irreführend. Denn mit Papier hat das Gerät in der Regel nichts mehr zu tun. Mithilfe aufwendiger Computermodelle kann ein 3D-Printer so gut wie jede Form nachbilden - sei es ein Autoteil, ein Musikinstrument oder ein menschlicher Kiefer.
Julia Räsch

Was ist ein 3D-Printer?

Ein 3D-Printer ist kein gewöhnlicher Drucker. Er arbeitet nicht zweidimensional auf einer Fläche, sondern baut in hauchdünnen Schichten ein dreidimensionales Objekt auf. Der amerikanische Erfinder Charles Hull (1939 geboren) meldete bereits im Jahr 1986 den ersten 3D-Printer zum Patent an. Bislang ist der Nutzerkreis aber noch sehr klein. Vor allem Ingenieure und Designer haben 3D-Printer im Einsatz. Sie fertigen damit Modelle und Prototypen an (Rapid Prototyping). Die Technik ist inzwischen sogar soweit, dass die 3D-Printer fertige Produkte herstellen können (Rapid Manufactoring). 3D-Printer sind zugleich immer erschwinglicher geworden. Sie könnten vielleicht bald in jedem Haushalt stehen.  

 

Wie funktioniert ein 3D-Printer?

Es gibt mehrere Verfahren, aber alle haben eines gemeinsam: Der 3D-Printer kann allein in Verbindung mit einem Computer funktionieren. Der Rechner liefert dem Gerät sogenannte CAD-Daten. CAD steht für Computer Aided Design (Rechnergestützter Entwurf). Ingenieure, Architekten oder Produktgestalter können mit einem speziellen Programm am Computer dreidimensionale Objekte entwerfen. Damit die Informationen vom 3D-Printer verarbeitet werden können, ist ein Trick nötig: Das virtuelle 3D-Objekt wird im Computer wie ein edler Schinken in hauchdünne Scheiben geschnitten. Diese mikroskopisch schmalen Lagen werden vom 3D-Printer quasi aufgetürmt (Additive Manufacturing) - bis am Ende zum Beispiel das Modell eines menschlichen Kopfes entsteht. Das Material, das aufgeschichtet wird, ist häufig flüssig und wird dann getrocknet. In einem anderen Verfahren wird Metallpulver geschmolzen und wieder gehärtet. Das hängt vom Druckverfahren ab. Ein 3D-Print kann Minuten, aber auch Stunden dauern - je nachdem wie groß und komplex das jeweilige Stück ist. Am Ende steht ein fertiges Produkt, das man sofort nutzen oder als Teil einer größeren Struktur - etwa einem Motor - weiterverarbeiten kann. Obwohl aus Pulver oder Flüssigkeit hergestellt, kann das Endergebnis genauso stabil und belastbar wie ein traditionell gefertigter Gegenstand sein.

 

Was kann man mit einem 3D-Printer drucken?

Fast jeder Gegenstand lässt sich mit einem 3D-Printer produzieren: Möbel, Autoteile, Kunstwerke oder Querflöten. Auch Schoko-Pralinen oder Lego-Steine sind schon gedruckt worden. Hohlräume, Waben und verschlungene Formen stellen kein nennenswertes Problem dar. Winzigste Teile im Nanometer-Bereich können Profis nun problemlos am Rechner entwerfen und Wirklichkeit werden lassen. Wissenschaftler der Universität Wien haben die Tower Brigde in London gedruckt - das Bauwerk ist nicht größer als der Durchmesser eines Haares. Das eröffnet der Medizintechnik völlig neue Möglichkeiten. Forscher haben bereits hochkomplexe Modelle von Lungen nachgebildet. Langfristig ist es der Traum der Wissenschaftler, funktionsfähige Körperteile für den Menschen zu drucken. Was jetzt bereits möglich ist: 3D-Printer erstellen Titan-Prothesen für den Kiefer, die an Passgenauigkeit alles Bisherige übertreffen. Das, was im Kleinen möglich ist, ist auch im Großen schon sehr fortgeschritten: Mehrere Meter hohe Objekte können in Druck gehen. Ein 3D-Printer kann auch Ersatzteile für Maschinen liefern. Die fast grenzenlose Vielfalt hat aber auch Schattenseiten. Längst haben Kriminelle den 3D-Printer für sich entdeckt. Sogenannte Skimming-Betrüger haben an Geldautomaten selbstgedruckte Attrappen von Kartenlesern angebracht. Mit den täuschend ähnlichen Kopien haben sie Kontodaten erschlichen.

 

Wie wird der 3D-Drucker unseren Alltag verändern?

Im Internet sind bereits 3D-Drucker für unter 1000 Euro zu kaufen. Sie sind freilich nicht so leistungsfähig wie Maschinen für den Industriebedarf. Dennoch prophezeien erste Trendforscher schon jetzt das Ende der klassischen Massenproduktion. Mit den wachsenden Möglichkeiten der Heimgeräte müssen Otto Normalverbraucher bald vielleicht keinen Sessel mehr im Laden kaufen, sondern bezahlen nur noch eine Datei, laden sie herunter und drucken sich ihr Möbel selbst zuhause aus. Sie können sie unter Umständen nach eigenen Wünschen verändern. Der Vorteil wäre: Das alles würde viel weniger Frachtverkehr auf den Straßen bedeuten, das würde die Umwelt schonen. Doch die Kehrseite liegt auf der Hand: Die neue Technik bedeutet für Produktdesign eine ähnliche Bedrohung wie die Internet-Piraterie für Musik- und Filmindustrie. Millionen Arbeitsplätze hängen allein in Deutschland an der traditionellen Fabrikindustrie. Auch Sicherheitsfragen drängen sich auf: Ein selbstgedrucktes Babyfläschchen ist nicht TÜV-geprüft. Auf Staat und Wirtschaft kommen in den Industriestaaten also viele Probleme zu, nicht nur im Patentrecht. Für die Dritte Welt könnte die neuartige Technik dagegen ein Segen sein. Es gibt auch schon einen 3D-Printer, der seinen Strom aus Sonnenenergie bezieht und Sand verarbeitet. Er kann zum Beispiel Essens-Schalen und Töpfe drucken. Wer die Technik schon jetzt ausprobieren möchte, ohne ein Gerät zu kaufen, findet im Internet “Copy-Shops“, bei denen man selbst 3D-Designs hochladen und ausdrucken lassen kann. Oder man besucht eines der sogenannten FabLabs (Fabrication Laboratory), wie sie beispielsweise in Berlin, München oder Bremen zu finden sind. Diese Zentren zeigen Laien, wie sie Gegenstände entwerfen und drucken können.