Prognosen für 2013: 3D-Drucken auf dem Weg zum Massenphänomen

Nicht nur Texte kommen aus dem Drucker: Druckgeräte bauen aus verschiedenen Materialien vollwertige dreidimensionale Modelle. Zahlreiche Technologien und Standards sprießen derzeit nur so aus den Forschungslabors, 3D-Printing-Communities bilden sich, Dienstleister und Vermittlungsbörsen entstehen. Und die Preise sinken.

von Manfred Kohlen 5

Als US-Studenten ein Modellflugzeug mit dem 3D-Drucker erstellten und fliegen ließen, war das Medienecho groß. Die deutsche 3D-Druck-Community hat nur Hohn und Spott dafür übrig – man ist hier schon längst bei der technischen Weiterentwicklung des 3D-Printings.

Stories über 3D-gedruckte Modelle füllen Zeitungen und Zeitschriften in letzter Zeit recht häufig. Mal schreibt die New York Times über das Auto aus dem Drucker, mal das Wired-Magazin über einen ausgedruckten Modellflieger. Die Geräte, die kleine 3D-Modelle herstellen können, sind inzwischen recht erschwinglich – was früher Hunderttausende kostete, ist jetzt teilweise als Bausatz schon für unter 2000 Euro zu haben.

Doch nicht alle 3D-Drucker produzieren so gutes Material, dass man es professionell verkaufen könnte, meint Felix Reitberger, dessen Unternehmen “Objektdruckerei” nicht nur als Druckdienstleister für Auftraggeber Modelle herstellt – die “Reitberger, Slawik, Trampler GbR” baut auch selbst 3D-Printer. Aus deutschen Landen kommen bereits einige Geräte, in Berlin und München treffen sich 3D-Communities und fachsimpeln über verschiedene Produktionsmethoden, chemische Materialien, über Fehler, die auftreten, etwa Blasen bei der Material-Aushärtung, – und drucken selbst Modelle aus.

Einer der Münchner Teilnehmer des “MakeMunich-Café” belächelt die Zeitungsartikel zum Thema: “Immer, wenn ein neues 3D-Objekt aus dem Drucker kommt, erscheint eine Story. Mal ein Auto, mal ein Flugzeug. Aber statt nur zu staunen, muss man vor allem die Technik verbessern!”.

Ein 3D-Drucker zum Selberbauen produzierte auf dem “MakeMunich-Café” Weihnachtsplätzchen-Modelle aus Plastik – um zu demonstrieren, was möglich ist. Die Bauteile stammen – bis auf die Kabel und die metallene Druckkopfachse – selbst aus dem 3D-Drucker. Das Prinzip nannte ein britischer 3D-Pionier “RepRabb” – ein “replicating rabbit” baut sich selbst nach.

Der 3D-Drucker, über den derzeit am meisten geschrieben wird, ist der “Makerbot“, denn der Hersteller – natürlich ein Amerikaner – hat es geschickt verstanden, mit seiner Community “Thingiverse” eine Gemeinschaft hochmotivierter Modellbastler über das Internet zusammenzuschweißen.

Angeblich der beste Hobby-Bausatz für 3D-Drucker: Der “Ultimaker” aus den Niederlanden.

Doch die Münchner Community mag den Drucker nicht, wenngleich sie das “Thingiverse” des Anbieters zum Austausch von 3D-Objekten selbst nutzt. Zu ungenau und zu laut sei der 3D-Printer, lästern die Mitglieder. Der beste erschwingliche 3D-Drucker zur Zeit sei der “Ultimaker” aus den Niederlanden, meinen sogar die deutschen Hersteller. Er kostet als Bausatz rund 1500 Euro.

Das Start-Up Fabbeo vermittelt Auftraggeber und 3D-Druckdienstleister deutschlandweit.

Mit dem Unternehmen Fabbeo, das mit einem Gründungskredit von Telefónicas Wayra-Akademie zum Unternehmen wurde, haben Münchner und Berliner 3D-Enthusiasten einen ersten Marktplatz für 3D-Dienstleister in Deutschland aufgebaut. In den Räumen der Start-up-Organisation treffen sich die Freunde des 3D-Drucks regelmäßig – und anders als in anderen Hightech-Bereichen ist hier auch das weibliche Geschlecht zahlreich vertreten. Damen aus der Schmuckbranche etwa wollen sich das teure Zusammenbauen von Prototypen beim Goldschmied ersparen.

Die wichtigsten Hersteller solcher Drucker nennt Fabbeo-Mitgründer Karim Hamdi in Kürze: EOS, 3D Systems, Stratasys, Voxeljet, CONCEPT Laser, ReaLizer, SLM Solutions und MCOR. Letzteres, ein irisches Unternehmen, sei nicht unbedingt groß, habe aber einen sehr innovativen 3D-Drucker auf dem Markt gebracht.

Der “S-Print” ist das Low-Cost-Modell des Augsburger Dienstleisters ExOne. Der Sand- und Harz-3D-Drucker kostet “nur” eine halbe Million Euro und fertigt Passformen für Bauteil-Gießereien.

In ganz anderen Sphären als die kleinen Fast-Prototyping- und Hobbyistensystem-Hersteller bewegt sich die Firma “ExOne”, die nun mit ihrem 3D-Drucker “S-Print” eine breitere Gruppe von Kunden erreichen will – mit Systemen ab “nur noch” 500.000 Euro kombiniert der Anbieter verschiedene Techniken für professionelles 3D-Drucken – nach Angaben eines Vertriebsmitarbeiters ohne die Fehler, die von den neuen preiswerten Trendgeräten noch gemacht werden.

Die Systeme des Augsburger Anbieters werden vor allem an Gießereien geliefert, die Prototypen für Autohersteller und andere “Schwer-Industrien” liefern. “Wir sind das Kompetenzzentrum für die Gießereien”, erklärt ein Mitarbeiter. Aber anders als viele neue 3D-Drucker auf dem Markt “stellen wir quasi das Negativ eines Gussteils her; die anderen produzieren nur Positive”, assoziiert er die Analogie zu Foto-Negativen. ExOne produziert die verschiedensten 3D-Druckertypen je nach Industrievorgaben – und verbreitert auch mal die Druckköpfe oder passt die verwendeten Materialien an. In diesem hochpreisigen Industriebereich wird bereits viel Geld verdient – bei den vielen kleinen aufsprießenden Anbietern beginnt man erst, die Früchte der Technikrevolution zu ernten.

Der kleinste gemeinsame Nenner aller Geräte ist das Format “STL” – das steht für “Stereo-Lithografie”. Bevor es zum Drucken verwendet wird, müssen 3D-Modelle etwa aus Autocad (in dessen DXF-Format) erst einmal in die Druckschichten aufgeteilt werden. Das kann je nach Drucker und Verfahren 1 bis 5 Minuten dauern.

3D-Druck-Technologien im Wettstreit

Zahnersatz aus dem 3D-Drucker (Bild: Karim Hamdi).

Innovativ sind auch die Techniken hinter dem 3D-Druck: Die häufigste ist das Drucken von Pulver, das dann ausgehärtet wird. Das nennt man “sintern” – das Wort kommt vom Schmelzen, meist wird mit Lasern geschmolzen (sls = selected laser sintering). Eine weitere Technik, das FDM (Fused deposit modeling) druckt Schichten flüssigen Materials, das dann schichtenweise gehärtet wird. Eine dritte Art, 3D-Modelle herzustellen, ist das Belichten flüssigen Harzes. Die Hersteller experimentieren noch mit vielen unterschiedlichen Materialien und Funktionsweisen. Der neue MCOR beispielsweise druckt die Schichten auf ganz normalem Druckerpapier in Farbe und verklebt sie dann. Das nennt sich LOM (Laminated object modeling).

Firmengründer Karim Hamdi sieht “Bioprinting” als logische Konsequenz aus dem 3D-Druck.

Die Kunden für solche 3D-Modelle kleiner Dienstleister sind meist Unternehmen aus der Industrie, die ein schnelles Prototyping ihrer Produkte benötigen. Doch hier ist längst nicht das Ende der Fahnenstange erreicht. Einige 3D-Freunde hätten sich sogar schon Zahnprothesen selbst gedruckt, denn auch für Keramik gibt es 3D-Printer – und das sei viel billiger als beim Zahnarzt.

Karim Hamdi sieht als nächsten großen Trend das “Bioprinting”: Körper-Ersatzteile kommen aus dem 3D-Drucker. An einem Affen ohne Arm habe man das in den USA schon ausprobiert: er konnte das künstliche Objekt schließlich bewegen wie einen echten Arm.

Ein 3D-Enthusiast fällt ihm ins Wort und erklärt, wie menschliche Organe aus dem 3D-Drucker entstehen können. So habe man in Forschungsarbeiten schon Zuckermoleküle genau in der Form ausgedruckt, in der menschliche Adern aufgebaut sind und darauf Stammzellen platziert. Dann hätten sich tatsächlich künstliche Adern entwickelt: “Stammzellen scheinen sich die Ordnung zu merken und dann genauso zusammenzuwachsen, wie menschliche Organe grundsätzlich aufgebaut werden.”

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5 Antworten zu Prognosen für 2013: 3D-Drucken auf dem Weg zum Massenphänomen

  • 28. Dezember 2012 à 01:57 von Alex

    Das ist nicht nur ein Trend- sondern eine Entwicklung, die ganze Industriezweige umkrempeln wird, wenn sie die Technologie nicht schnell genug adaptieren.

  • 15. Februar 2013 à 12:50 von 3dfab

    Ich teile die Ansicht, daß additive Herstellungsverfahren die Produktionstechnologie der Zukunft sind. (Allerdings glaube ich, daß das FDM Verfahren eher suboptimal ist)

    Allerdings teile ich nicht die Ansicht, daß demnächst alle möglichen Haushaltsgeräte oder Waren zu hause produziert werden. Sozusagen, kaufe Bauplan und fertige selbst.

    Dies macht weder aus ökologischen Gründen (Produktionsabfall) noch unter Komfortaspekten Sinn.

    Die Herstellung komplexer Geräte mit verschiedenen Materialien (Kunststoff,Metall,etc)liegt noch in weiter Ferne.

    Trotzdem ein Riesensprung für Heimwerker und industrielle Kleinserienproduktion!

    Am meisten freut mich jedoch die Begeisterung der Menschen, die bei mir anfragen, endlich mal wieder selbst etwas zu erschaffen!

  • 28. Februar 2013 à 09:40 von cocker

    Interessant ist, dass es die 3D Drucker ja bisher meist nur direkt bei den Herstellern und nicht im Großhandel gibt.
    3D Druck wird sich wohl immer weiter durchsetzen. Doch “Bioprinting” lässt sehr viele Fragen offen. Gibt es einen Link zu dem Versuch einen Affen-Arm nachzudrucken? Gegen Zahnprothesen gibt es ja nichts einzuwenden. Problematisch (auch ethisch) ist jedoch das Drucken von “lebendiger” Materie.

  • 10. Mai 2013 à 15:23 von 3DPO

    Hi Cocker,

    wir von 3DPO publizieren in den nächsten Tagen einen Artikel über 3D Druck in der Biotechnologie – da gibt es ein Beispiel, was den Fortschritt diese Thematik ziemlich herauskristallisiert! Seid gespannt.

    P.S.
    Nice Artikel Manfred!

    Beste Grüsse und schönes Wochenende!

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