© Preußische Allgemeine Zeitung / Folge 33-11 vom 20. August 2011

Die Fabrik im Wohnzimmer
Dreidimensionale Drucktechnik wird Spielregeln der Wirtschaft revolutionieren

Die dreidimensionale Drucktechnik, der 3D-Druck, bereits seit Jahren in der Industrie als Nischentechnologie im Einsatz, steht vor der Markteinführung im Konsumentenbereich. Langfristig hat die Technik das Potenzial, unser bisheriges Wirtschaftsmodell vollständig umzukrempeln. Endverbraucher könnten in einigen Jahren selbst zu Herstellern werden.

Noch sind es überwiegend Fachblätter, die den langsamen Durchbruch einer neuen Produktionstechnik ankündigen. Zum 1. August meldete die Universität von South­ampton die Fertigstellung eines unbemannten ferngelenkten Flugzeugs. Die Besonderheit an der Flugdrohne: Bis auf den Motor war sie komplett durch 3D-Druck hergestellt worden. Das Fluggerät mit einer Spannweite von zwei Metern hat inzwischen erfolgreich seinen Jungfernflug absolviert. Produziert wurde es durch ein Verfahren, bei dem Werkstücke schrittweise aus mikrometerdünnen Schichten aufgebaut und durch Laserstrahlen ausgehärtet werden. Als gängiger Oberbegriff hat sich für diese Technik mittlerweile die Bezeichnung 3D-Druck durchgesetzt, im angelsächsischen Bereich wird häufig von „Additive Manufacturing“ gesprochen.

Geforscht wird an derartigen Fertigungsverfahren seit fast 30 Jahren. Inzwischen gelingt es, computergesteuert Objekte Schicht für Schicht aus den verschiedensten Materialien aufzubauen. In Frage kommen Metallpulver, Keramik, Kunststoffe, Glaspartikel, selbst biologische Ausgangsmaterialien sind verwendbar. Die Technologie ist inzwischen so weit ausgereift, dass sogar hoch belastbare Produkte wie zum Beispiel Möbel, Werkzeuge oder Flugzeugtragflächen gedruckt werden können. Momentan ist die Medizintechnik eine der treibenden Kräfte, welche die Verbreitung von 3D-Druckern vorantreibt. Die additiven Verfahren des 3D-Drucks sind zum Beispiel bestens für die passgenaue Fertigung von Zahnimplantaten geeignet. Die Forschungen gehen allerdings noch wesentlich weiter. Intensiv wird an der Herstellung von Ersatz-Organen und lebenden Implantaten durch das sogenannte „Bio-Printing“ gearbeitet. Im Gegensatz zum Druck von Zahnersatz ist bei den Ersatz-Organen noch mit Jahren, wenn nicht mit Jahrzehnten an Forschung zu rechnen. Noch stellt die Verbindung des künstlichen zum echten Gewebe ein Hindernis dar. Die letzten Schwierigkeiten, die beim 3D-Druck noch bei der Verbindung von Kunststoffen mit Metallen auftreten, werden dagegen erheblich früher überwunden werden. Sollte auch die weitere Verfeinerung der Technik voranschreiten, steht dem Druck kompletter funktionierender Systeme aus verschiedensten Materialien, inklusive elektronischer Schaltkreise, nichts mehr im Weg.

Mit diesen Möglichkeiten könnte sich das gesamte bisherige Wirtschaftsmodell tiefgreifend verändern. Neil Gershenfeld vom Massachusetts Institute of Technology sieht die Welt sogar „an der Schwelle einer digitalen Revolution in der industriellen Fertigung“. Auf längere Sicht ist denkbar, dass von fast jedem Produkt eine perfekte Kopie angefertigt werden kann – inklusive funktionierendem elektronischen oder mechanischem Innenleben, hergestellt in einem Druckdurchgang. Billigen Serienfertigungen in industriellen Schwellenländern würde damit quasi das Geschäftsmodell entzogen werden. Bei zunehmender Verbreitung der 3D- Drucker im Privatbereich in den nächsten Jahren ist allerdings zunächst mit relativ simplen Anwendungsmöglichkeiten zu rechnen, etwa dem Ausdruck von Ersatzteilen, einfachen Haushaltsartikeln oder Spielzeug. Ein im Internet heruntergeladener 3D-Bauplan reicht aus, damit das gewünschte Teil bequem am eigenen Schreibtisch ausdruckt werden kann.    Norman Hanert