Rein in den PC, raus aus dem Drucker: 3D-Geräte fertigen Produkte genau nach Computerdaten aus unterschiedlichen Materialien. Für mittelständische Unternehmen ergeben sich ganz neue Herstellungsverfahren und Geschäftsideen zum Anfassen.
Aufgeregt wedelt der Hund mit dem Schwanz, auf dem Arm der Mutter zappelt das Kind. Kein Problem: Im Bruchteil einer Sekunde friert ein spezieller, vom Berliner Startup Twinkind entwickelter 3D-Scanner die Situation in einem Bild ein. Die Daten werden an den 3D-Drucker übertragen, der daraus naturgetreue Figuren aus schichtweise aufeinandergelegten, hauchdünnen Polymerschichten formt. Zusätzlich wird Farbe direkt auf die einzelnen Partikel aufgebracht. Ein dreidimensionales Abbild der Gruppe, zwischen 7,5 und 35 Zentimeter groß, entsteht. Kostenpunkt: zwischen 99 und 695 Euro für die Standardversion.
Made in USA
Twinkind ist nur ein Beispiel dafür, was heute alles dank moderner 3D-Drucktechnologie möglich ist. Noch vor zwei Jahrzehnten war das Verfahren sehr teuer, kompliziert und fehleranfällig. Entwickelt wurden die ersten 3D-Drucker vom MIT (Massachusetts Institute of Technology) in den USA für die Erstellung von Prototypen und kleinen Serien. Sie stellen Werkteile genau nach computergenerierten Daten (CAD) her. Dabei werden die Produkte nicht wirklich gedruckt, sondern nach und nach aufgebaut. Dazu wird ein 3D-Datensatz im Computer virtuell in waagerechte Scheiben zerschnitten, die Materialien im Drucker nach diesen Vorgaben schichtweise übereinander gebracht und gehärtet, bis das dreidimensionale Objekt fertig ist. Beim Aufbau des Objekts finden physikalische oder chemische Härtungs- oder Schmelzprozesse statt. Für einfache Anwendungen wird Kunststoff, im Profibereich werden auch Kunstharz, Keramik, Holz oder Metall eingesetzt, wobei die Rohstoffe meist in fast flüssiger Form oder als Pulver verarbeitet werden.
Mit fortschreitender Technikentwicklung lassen sich immer mehr Materialien verarbeiten. Einige Beispiele: Das Münchner Startup Print2taste brachte mit Bocusini den ersten universell einsetzbaren 3D-Drucker auf den Markt, der verschiedene Lebensmittel verarbeiten kann. Das Startup Natural Machines aus Barcelona entwickelte mit dem Foodini ein Gerät für die Zusammensetzung von Pizzas, das auch backen kann. Und der Fruchtgummihersteller Katjes eröffnete in Berlin einen Laden zum Gestalten von individuellem Naschwerk. Gerade haben Forscher der Mediated Matter Group am MIT gemeinsam mit Kollegen aus anderen Fachbereichen das erste Verfahren entwickelt, das den 3D-Druck von durchsichtigem Glas ermöglicht. Geforscht wird ebenfalls an biologischem Material wie etwa menschlicher Haut, die per 3D-Druck hergestellt werden kann (siehe „Gedruckt – nicht gefertigt“). Und Experten an der niederländischen Universität Twente ist der 3D-Druck mit Gold gelungen. Bis 2019 geht das US-Marktforschungsunternehmen Gartner im Bereich der 3D-druckfähigen Materialien von einem jährlichen Wachstum von 64,1 Prozent aus.
3D-Druck für jedermann
In der Vergangenheit konnten sich die innovativen Drucker nur investitionsstarke Industrien wie die Automobilbranche oder die Medizintechnik leisten. Auch das hat sich heute grundlegend geändert: Geräte zum einfachen Drucken von kleinen Plastikteilen sind für Privatanwender für knapp 400 Euro erhältlich – etwa von XYZ Printing. Zusammen mit einer CAD-Software zum technischen Zeichnen kann damit fast jeder sein 3D-Modell am Computer erstellen und es anschließend ausdrucken.
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