Gedruckt – die Welt in 3D

 In Trends

Ein Haus? Drucks Dir aus!

Beim Lesen verschiedener Zeitungen und Journale stellen wir immer wieder fest: Wir leben in einer unglaublich spannenden Zeit und befinden uns in einer Welt der fantastischen Möglichkeiten. Was technisch heute bereits alles machbar ist, siedelte man noch vor dreißig Jahren im Bereich der Science-Fiction an.

Ein Beispiel: Sie wollen in Ihrem Garten ein Gästehaus bauen? Bald kein Problem mehr, drucken Sie sich doch morgens einfach Ihr Häuschen aus und ziehen Sie bereits am Abend ein. Das Mobiliar drucken Sie gleich mit aus, de facto entfällt somit die Fahrt in das entfernte Einrichtungshaus. Geschirr, Besteck und weitere Haushaltsutensilien designen Sie auch am Computer und drucken diese in Form und Farbe bequem nach Ihrem ganz persönlichen Geschmack aus.

Was sich futuristisch und nach Science-Fiction anhört, ist in China bereits möglich. Im Bereich von Technik und Fortschritt avanciert China vom Reich der Mitte zum Reich der ungeahnten Möglichkeiten, denn im ehemaligen Kaiserreich werden bereits Häuser im 3D-Druckverfahren ausgedruckt und tatsächlich soll es künftig auch möglich sein, ganze Wolkenkratzer auf diese Art und Weise auszudrucken und aufzubauen.

Die Anfänge von 3D

Doch der Reihe nach. So manch einer kann sich bestimmt noch daran erinnern, zu Weihnachten (oder zum Geburtstag) ein 3D-Puzzle unter dem festlich geschmückten Baum gefunden und somit die erste Bekanntschaft mit 3D-Objekten überhaupt gemacht zu haben. Beim Zusammensetzen entstand nämlich, aufeinandergelegt, Scheibchen für Scheibchen ein Objekt zum Hinstellen.

Das 3D-Druckverfahren muss man sich ähnlich vorstellen – es ist ein Fertigungsverfahren, bei welchem durch einen 3D-Drucker per Druckkopf Schicht für Schicht eines speziellen Materials aufgetragen und auf diese Weise zu einem dreidimensionalen Gebilde/Werkstücke angefertigt/empor gebaut wird.

Der Aufbau verläuft computergesteuert (CAD – von engl. computer-aided design) entweder aus einem Material oder aus mehreren Komponenten an Werkstoffen, ganz nach vorgegebenen Formen und Maßen.

Als Druck-Werkstoffe kommen Kunstharz, Kunststoff, Keramik und/oder Metall zum Einsatz, neuerdings auch Karbon und Materialien aus Graphit. Das Spannende daran ist, dass das Verfahren formend ist, jedoch keine speziellen Werkzeuge wie z. B. Gussformen benötigt werden, denn den Aufbau des Werkstückes erledigt ganz alleine der 3D-Drucker, Schicht für Schicht, pass- und millimetergenau.

Zusammengefasst: Beim Ausdrucken, also beim lagenweisen Auftragen der Materialien über den Druckkopf, finden physikalische oder chemische Härtungs- und Schmelzprozesse statt, welche das gewünschte Gebilde Schicht um Schicht zur gewünschten Form aufbauen.

Komponenten für ein Haus stellen somit also kein Problem dar. Im dänischen Kopenhagen entstand übrigens das erste 3D-Haus (strikt nach EU-Norm!) per 3D-Drucker, was die Baubranche in Zukunft gewaltig revolutionieren könnte.

Die 3D-Prothese aus dem Drucker

Auch im medizinischen Bereich leistet der 3D-Druck bereits Großartiges. Besonders schön ist hier die Geschichte von Leon, die man 2014 in den Zeitungsmedien entdecken konnte.

Dem damals 12-jährigen Jungen fehlte aufgrund einer pränatalen Sauerstoffunterversorgung von Geburt an die linke Hand. Dank 3D-Druck konnte ihm eine preiswerte Handprothese angefertigt werden, mit ihr konnte Leon sehr viel Lebensqualität hinzugewinnen. Leon selbst bezeichnete sich als „Cyborg“, kann mit seiner 3D-Hand Stifte und Getränke halten sowie Fahrrad fahren!

Dass alle Patienten mit guten Prothesen versorgt werden, ist leider (noch) nicht selbstverständlich. Wie so oft, geht es auch hier um viel Geld; die strikten Regelungen der Krankenkassen und die sehr hohen Preise von High-Tech-Prothesen ermöglichen leider nur wenigen Patienten eine bestmögliche Versorgung.

Seit jedoch die Verfahrenstechnik der 3D-Drucktechnik Einzug gehalten hat, kann man in den Zeitungen immer öfter interessante Berichte über Menschen lesen, die durch das 3D-Druckverfahren preisgünstige Prothesen und Hilfsmittel erhalten haben, welche zudem hundertprozentig nach Maß angepasst werden können, wirklich wenig kosten und gleichzeitig die Lebensqualität ihrer Träger enorm verbessern.

Vergleichen wir die Kosten, so bezahlt man für eine „Cyborg-Beast“-Handprothese aus dem 3D-Drucker in seinen Lieblingsfarben (auch mehrfarbig ist möglich) ca. 8,- Euro bis 44,- Euro, für eine professionelle Handprothese jedoch ca. 35.000 Euro.

Am Anfang war die Idee

2011 verlor der Südafrikaner Richard Van As bei einem Arbeitsunfall die Finger seiner rechten Hand, eine professionelle Prothesenversorgung konnte er sich finanziell nicht leisten. Er suchte nach einem Weg, preiswerten Ersatz für seine fehlenden Finger zu bekommen und begann zu tüfteln.

Mithilfe von Crowdfunding und etwas Zeit war er schließlich in der Lage, Handprothesen per 3D-Drucker zu erstellen und gründete gemeinsam mit dem US-Amerikaner Iwan Owen das tolle Projekt „Robohand“, mit dem bereits vielen Menschen (darunter viele Kinder) preiswert zu einer Hand-, Finger oder Armprothese verholfen werden konnte.

Hierzulande, aber auch weltweit, scheint es gerade im Bereich der Prothetik immer wieder Probleme mit der Kostenübernahme durch Krankenkassen zu geben, sodass sich letztendlich jemand einfach selbst seine Gedanken machte, handelte und sich somit selber half.

Organe aus dem Drucker

Bleiben wir im medizinischen Bereich. Das Thema Organspende hat in den vergangenen Tagen wieder vermehrt für politische Diskussionen gesorgt, es wird nach wie vor konträr diskutiert und ist sehr emotionsbehaftet, denn es geht um Leben und Tod.

Die Bereitschaft zur Organspende ist allgemein gesunken, was große Probleme für Patienten mit sich bringt, welche dringend auf ein Spenderorgan hoffen und warten. Auf der anderen Seite der Waagschale steht die Angst vieler Menschen, die potenzielle Spender sein können. Sie befürchten, im Fall eines Falles eventuell zu schnell als Spender freigegeben zu werden.

Möglicherweise wird der 3D-Drucker zu einem Meilenstein in der Transplantationsmedizin aufsteigen, denn Medizin und Wissenschaft versuchen schon seit einiger Zeit, Organe per 3D-Druck herzustellen und verwenden im sogenannten Bioprinting zu diesem Zweck organische Materialien in Form von menschlichen Zellen. Ein Milliliter des Materials besteht aus ca. 80 Millionen Zellen.

Die Möglichkeiten hier können grenzenlos werden; Spenderherzen und Spendernieren könnten in Zukunft aus dem 3D-Biodrucker kommen und Menschen helfen, zu genesen – ohne dafür auf einen Spender warten zu müssen. Auf diesem Gebiet wird bereits mit Hochdruck geforscht und gearbeitet; in Zukunft wird man sicher mit guten Ergebnissen rechnen können.

Pizza Printo – die Pizza aus dem Drucker

In der Weltraumküche war es die NASA, die ihren Astronauten tatsächlich eine Pizza aus dem Drucker lieferte, natürlich aus den entsprechenden (essbaren) Komponenten.

So sehr wir von den Möglichkeiten des 3D-Druckes fasziniert sind, eine Pizza möchte man dann vielleicht doch lieber aus frischen und handverlesenen Zutaten backen und genießen. „FoodPrinting“ oder auch „Digital Food“, aromatisiertes Essen aus dem Drucker?

Nun ja … selbst wenn es schmecken sollte und schlussendlich unsere natürlich gewachsene Nahrung ja auch nur aus Atomen besteht, so können wir uns eine leckere Pizza Printo derzeit noch schwer vorstellen…

Und die Kosten?

Inzwischen ist der Kauf eines 3D-Druckers erschwinglich geworden, die Preise bewegen sich – je nachdem was man ausdrucken möchte – ab € 380,- aufwärts.

Es könnte tatsächlich ziemlich nützlich sein, so ein Gerät im Haus zu haben. Wenn beispielsweise im Haushalt irgendetwas kaputtgeht, so kann man es sich ganz einfach passgenau auf dem 3D-Drucker nachdrucken. Sind zum Beispiel an einem Gerät irgendwelche Kunststoffteile zerbrochen, so wirft man nicht den Gegenstand als Ganzes weg, sondern druckt sich einfach die benötigte Komponente als Ersatzteil neu aus.

Sicherlich wird man wohl für das Drucken von hochwertigeren Materialien ein bisschen tiefer ins Portemonnaie greifen müssen, doch alleine schon der Gedanke an 3D-Drucken ist faszinierend.

Kleine Dinge, wie z. B. Schmuck, Spielzeuge oder Kunstobjekte lassen sich prima in der Heimanwendung ausdrucken. Benötigt man jedoch belastbare Gegenstände (womit wir wieder beim Gartenhaus und seinen Möbeln wären) und perfekte Rundungen, so wird man um einen professionellen Drucker mit entsprechender Budgetplanung nicht herumkommen.

Anmerkung und nicht unwichtig zu wissen: Für die Anwendung im 3D-Druck zuhause ist der Druck mit Metall-3D im Moment (noch) nicht möglich.

Fabelhaftes aus dem FabLab

Wer sich selbst keinen 3D-Drucker zulegen möchte, dem bietet sich noch die äußerst reizvolle Idee, sein gewünschtes Objekt in einem FabrikationsLabor (FabLab) auszudrucken. Ein FabLab (auch „offene Werkstatt“ oder „MakerSpace“) ermöglicht privaten Personen, ihre entworfenen Objekte als Einzelstücke in einem modernen und industriellen Verfahren zu produzieren. Der 3D-Drucker ist eine typische Apparatur in einem FabLab!

Oder man lässt ausdrucken und lädt seine CAD-Datei (zur Wiederholung: engl. computer-aided design) bei einem Online-Service hoch und kann sich das ausgedruckte Werkstück bequem per Versand nach Hause liefern lassen.

Spannend ist zudem auch, dass man nicht unbedingt einen 3D-Scanner benötigt, um seine Objekte in Daten umzuwandeln, in einigen Fällen reicht auch eine ganz normale Webcam aus – man braucht hierzu lediglich eine spezielle Software zur Berechnung und auch hier gibt es Online-Dienste, die das gewünschte Objekt mithilfe von Fotos aus verschiedenen Blickwinkeln in eine Datei konvertieren können.

Noch ein bisschen Statistik

Der Digitalverband Bitkom führte im vergangenen Jahr eine Studie zu dem Thema durch und kam zu dem Ergebnis, dass 18 % der Bürger in der BRD bereits einen 3D-Druck erstellt haben, die Hälfte hiervon nahm einen Dienstleistungsanbieter in Anspruch. 3 % der Anwender druckten ihr Objekt am Arbeitsplatz aus.

Eine weitere Umfrage aus 2017 ergab, dass es jedoch eher unwahrscheinlich scheint, dass der 3D-Drucker ähnlich wie die Waschmaschine oder der Geschirrspüler Einzug in die Haushalte findet. Wahrscheinlich ist allerdings, dass es vermehrt 3D-Druck-Dienstleister geben wird, welche via Kundenauftrag (ob nun Privatkonsumenten oder Unternehmen) die bestellten 3D-Objekte ausdrucken.

Es ist ähnlich dem Fotografieren, die meisten Fotografierenden schicken ihre Filme oder ihre digitalen Bilder zum Entwickeln immer noch an ein Fotolabor, das uns per Abzug weitaus bessere und feinere Ergebnisse in größeren Farbspektrum liefern kann, als ein Ausdruck am heimischen Tintenstrahldrucker.

Vermutlich geht die Tendenz eher zu einem 3D-Scanner, um Objekte präzise zu scannen, vermessen und zu berechnen. Manche Geräte haben bereits nur noch die handliche Größe eines Smartphones und zeichnen mit größter Präzision das gewünschte Objekt auf.

Das Handling ist hierbei so einfach, wie die Benutzung einer Digitalkamera – die Ergebnisse bestellt man dann komfortabel über einen entsprechenden Online-Dienst. Wäre das nicht sogar eine Idee für ein Weihnachtsgeschenk? 😉

Wer über dieses spannende Thema gerne noch mehr erfahren möchte, dem empfehlen wir die nachfolgenden Links.

https://youtu.be/Cl8ijPGEKO8 (National Geographic)

https://youtu.be/mx3IhV4ivKA (Euronews)

https://youtu.be/1y42DQDptRc (Scoobe3D 3D-Scanner)

Die Welt ist 3D – bis zum nächsten Mal!

Letzte Beiträge
Schreiben Sie uns!

Nicht lesbar? Text ändern. captcha txt