3D-Druck: Weltverändernde Technologie oder doch nur Spielerei?

3D-Druck

Wenn du dich ein bisschen für Technik interessierst, ist dir dieser Begriff in den letzten Jahren bestimmt auch schon einmal unter die Nase gekommen: 3D-Druck. Ob Handyhüllen, Spielzeug oder mittlerweile auch wichtige Bauteile von Autos – 3D-Drucker konstruieren die verschiedensten Objekte und alles ganz individuell. Doch wie funktioniert so ein Gerät eigentlich und wird in Zukunft einfach alles schnell ausgedruckt anstatt aufwändig produziert? Oder bleibt doch alles nur eine nette Spielerei? Genius ist diesen Fragen auf den Grund gegangen.

Die Anfänge…

3D-Druck Prothese
3D-Drucker können ziemlich viel, auch diese Handprothese wurde einfach gedruckt

Schmuck, Werkzeuge, Prothesen… Die Liste mit Produkten, dich sich mit so einem 3D-Drucker herstellen lassen scheint aktuell endlos. Doch seit wann ist das eigentlich so? Als Erfinder des 3D-Druck gilt der Amerikaner Chuck Hull, der seine Druck-Technologie bereits 1986 als Patent anmeldete. Allerding war das komplette Verfahren eines 3D-Drucks sehr teuer  und aufwändig. Es dauerte einige Jahre als zum Beginn des 21. Jahrhunderts die Kosten für eine 3D-Produktion anfingen zu sinken. Erst dadurch wurden die Geräte auch für Masse und vor allem viele Unternehmen interessanter. Seither findet er in vielen unterschiedlichen Branchen Verwendung, wie z.B. in der Architektur, im Automobildesign oder im Maschinenbau. Besonders häufig werden mit den Geräten Prototypen für spezielle Design-Entwürfe gedruckt – die Umsetzung des realen Bauteils kann somit deutlich beschleunigt werden.

Die Technologie…

Technik
Beim 3D-Druck entsteht ein Gegenstand in dem er Schicht für Schicht vom Drucker aufgebaut wird

Wenn Gegenstände aus Plastik oder anderen Materialen gefertigt werden, geschieht dies normalerweise in einem sogenannten subtraktiven Prozess. Dabei wird das Teil aus einem Materialblock gefräst. Ganz anders beim 3D-Druck: Bereits Erfinder Hull etablierte den Begriff der „additiven Herstellung“. Hier werden die unterschiedlichen Werkstoffe, ob Plastik, Metall oder Keramik übereinander geschichtet. Dadurch verbraucht man nur so viel Rohmaterial, wie auch tatsächlich benötigt wird und es entsteht deutlich weniger Abfall.

Noch vor dem eigentlichen Druck muss der gewünschte Gegenstand jedoch erst einmal mithilfe einer speziellen digitalen Software am Computer designet werden. Das entworfene Objekt wird dann von der Software automatisch in einzelne Schichten unterteilt. Diese Info geht nun an den 3D-Drucker, der jede einzelne ca. 0,1 Millimeter dicke Lage reproduziert und aufeinander sprüht. Die verbundenen Einzelschichten ergeben am Ende den fertigen Gegenstand.

Der Hype…

Drucker
In einem 3D-Drucker steckt ziemlich viel Technik, deswegen sind sie nach wie vor sehr teuer

Weniger Rohstoffverschwendung, Produktion vor Ort, Einsparungen beim Transport usw. Bei so vielen Vorteilen ist die Begeisterung rund um den 3D-Druck natürlich riesig. Viele Experten gehen davon aus, dass das Verfahren das Potential besitzt, unsere Industrie und Wirtschaft komplett zu verändern. Sogar im privaten Umfeld könnte der 3D-Druck schon bald immer wichtiger werden, wenn Smartphonehüllen oder Ersatzteile für die Spülmaschine einfach selber ausgedruckt werden können.

Doch viele dieser Theorien sind mittlerweile schon ein paar Jahre alt. Stellte man sich vor drei Jahren noch vor, dass heutzutage der 3D-Druck eine neue Ära einläuten wird , ist seither nicht viel passiert: Bei uns zu Hause stehen immer noch ganz normale Papierdrucker und auch viele Unternehmen setzen nach wie vor auf das klassische Fräsen. Die Kosten für die 3D-Geräte sind nämlich nach wie vor hoch und auch der Druckprozess für ein einzelnes Bauteil dauert vergleichsweise sehr lange. Zwei wichtige Faktoren, die die Euphorie bis heute bremsen.

Die Zukunft…

Der erste Hype von vor ein paar Jahren ist also etwas abgeflacht. Trotzdem hat der 3D-Druck den Status einer „Spielerei“ bereits weit überschritten. Zwar scheint das Verfahren aktuell für Massenproduktionen noch ungeeignet, dennoch kann man davon ausgehen, dass sich die Technologie weiterhin schnell weiterentwickeln und verbreiten wird. Vor allem für spezielle Bauteile ist die Drucktechnik genial. So gibt es bereits Konzepte für eine Mondbasis oder Häuser auf dem Mars, die mit Hilfe von 3D-Druck entstehen sollen.  Aber auch bei weniger spektakulären Anwendungen könnte sich der 3D-Druck schnell etablieren. So planen auch Automobilhersteller wie Daimler, die Technik im Rahmen der Smart Factory für die Entwicklung von Prototypen oder speziellen Werkzeugen einzusetzen.

Bis du dir Schmuck oder Spielzeug einfach ausdrucken kannst, werden bestimmt noch ein paar Jahre vergehen. In der Industrie wird der 3D-Druck jedoch vermutlich schon bald zum Mainstream gehören.

 

Bilder: pixabay.com