Die Produktionsmethode ist eigentlich schon 30 Jahre alt, nennt sich Rapid Prototyping, und wird in der Industrie bei der Produktion von Kleinserien sehr erfolgreich eingesetzt. Inzwischen wurden die Maschinen leicht verändert und sind preisgünstig geworden. Deshalb finden sie jetzt ihren Weg allmählich aus den Werkhallen in die kleinen Manufakturen und sogar in die Wohnzimmer. Der Designer Andreas Fischer vom Fraunhofer-Institut in Stuttgart gibt einen Überblick.
""Die ganz kleinen Selbstbaukästen kriegen sie ab 2000 bis 3000 Euro. Die Maschine, die wir vor Ort hatten, liegt bei ungefähr 15.000 Euro. Das geht hoch bis 500.000 Euro, größere Maschinen dann eben. Bei den größeren Maschinen ist es so, dass sie die natürlich nicht mehr in einen Laden oder irgendwohin stellen. Da brauchen sie eine Maschinenhalle. Was wir gezeigt haben, war fused deposition modelling, das zweite Verfahren, dass wir noch im Hause haben, ist das Lasersintern. Das ist eben eher für industrielle Anwendungen und das können sie nicht im Laden machen. Da können sie aber auch größere Bauteile mit besserer Auflösung herstellen."
Plastikstühle, Bauteile für Motoren… In den USA hat kürzlich ein Teenager sogar ein halbautomatisches Gewehr mit solch einem 3D-Drucker hergestellt. Die Möglichkeiten sind vielfältig. Zwei unterschiedliche Produktionsverfahren haben sich dabei durchgesetzt. Im Hobbybereich dominiert dabei eindeutig das Fused-deposition-modelling-Verfahren, das Jannis Breuninger, Projektleiter Digitale Drucktechnik am Fraunhofer-Institut in Stuttgart, so erklärt:
"Dieses erste Verfahren funktioniert im Prinzip wie eine Heißklebepistole, so kann man sich das vorstellen, das heißt, wir haben ein Strangmaterial, das eben an einer Düse verflüssigt wird und diese Düse verfährt dreidimensional im Bauraum. Sie kann somit eben im Prinzip dreidimensional ausdrucken. Das zweite Verfahren, das selektive Lasersintern, was wir als Schwerpunkt haben, funktioniert über Kunststoffpulver. Da wird immer eine Schicht Kunststoffpulver auf eine höhenverstellbare Bauplattform aufgebracht und über einen Laser werden eben bestimmte Bereiche verschmolzen. Danach kommt die zweite Schicht Pulver oben drüber und eine neue Schicht Pulver wird verschmolzen, und so entstehen eben dreidimensionale Objekte über diesen schichtweisen Aufbau, also Schicht für Schicht entsteht dieses 3D-Modell, kann, oder dieses 3D-Computermodell wird dann in Realität umgesetzt."
Außer Kunststoffen können auch Metalle und Keramiken verarbeitet werden. Sogar Biokunststoffe, die auf natürlichem Wege auf dem Komposthaufen abgebaut werden können, werden in den Laboratorien für die Fertigung von Alltagsgegenständen entwickelt. "3D-Druckertinte" nennen die Insider diese Pulver, aus denen Spielzeug, Zahnräder oder Stifte "gedruckt" werden können. Damit zum Beispiel eine Kaffeetasse dann mittels 3D-Druckverfahren hergestellt werden kann, sind allerdings auch noch virtuelle Blaupausen, also Produktionsdaten vonnöten, die dem 3D-Drucker genau sagen, wie ein bestimmter Gegenstand Schicht für Schicht aufgetragen wird. Und hier liegt noch ein gewisses Problem. Andreas Fischer.
"Sie brauchen letztendlich irgendwie, dass im Hintergrund ein Designer oder Ingenieur ist, um 3D-Modelle am CAD zu erstellen. Ansonsten haben Sie einen Drucker, ich vergleiche das gerne mit einem 2D-Drucker, Sie haben einen 2D-Laserdrucker und Sie haben kein Word, das bringt Ihnen also gar nichts. Das ist genau der Punkt, den wir dann gesagt haben, okay, die anderen 95 Prozent der Menschheit können wir nur erreichen, wenn wir denen praktisch helfen, ihre Ideen in ein CAD-Modell umzuwandeln und dann zu drucken. Das heißt, man muss schon Ingenieur von der Ausbildung sein und die CAD-Software beherrschen, um die Daten überhaupt zu generieren, die man dann ausdruckt."
Oder der Anwender lädt sich die benötigten CAD- und Druckdaten von einem der einschlägigen Portale herunter. Andreas Fischer hat da noch eine andere Idee. Ihm schweben 3D-Copyshops vor, die Zahnbürsten, Kaffeetassen oder individuellen Schmuck nach den Vorstellungen des Kunden konstruieren und per 3D-Drucker sofort ausdrucken.
"Das ist die eigentliche Idee, die dahinter steckt, also, dass ich irgendein Problem zum Beispiel habe, Kaffeetasse wäre ein Beispiel, oder mir ist ein Knopf abgegangen von meinem Herd, wo's keine Ersatzteile mehr gibt, dann komme ich mit den kaputten Knopf eben zum Copy Shop und der kann jetzt entweder gestemmt werden oder nachmodelliert, wahrscheinlich eher nachmodelliert, und dann wird er ausgedruckt und der Knopf wäre dann wieder dar."
""Die ganz kleinen Selbstbaukästen kriegen sie ab 2000 bis 3000 Euro. Die Maschine, die wir vor Ort hatten, liegt bei ungefähr 15.000 Euro. Das geht hoch bis 500.000 Euro, größere Maschinen dann eben. Bei den größeren Maschinen ist es so, dass sie die natürlich nicht mehr in einen Laden oder irgendwohin stellen. Da brauchen sie eine Maschinenhalle. Was wir gezeigt haben, war fused deposition modelling, das zweite Verfahren, dass wir noch im Hause haben, ist das Lasersintern. Das ist eben eher für industrielle Anwendungen und das können sie nicht im Laden machen. Da können sie aber auch größere Bauteile mit besserer Auflösung herstellen."
Plastikstühle, Bauteile für Motoren… In den USA hat kürzlich ein Teenager sogar ein halbautomatisches Gewehr mit solch einem 3D-Drucker hergestellt. Die Möglichkeiten sind vielfältig. Zwei unterschiedliche Produktionsverfahren haben sich dabei durchgesetzt. Im Hobbybereich dominiert dabei eindeutig das Fused-deposition-modelling-Verfahren, das Jannis Breuninger, Projektleiter Digitale Drucktechnik am Fraunhofer-Institut in Stuttgart, so erklärt:
"Dieses erste Verfahren funktioniert im Prinzip wie eine Heißklebepistole, so kann man sich das vorstellen, das heißt, wir haben ein Strangmaterial, das eben an einer Düse verflüssigt wird und diese Düse verfährt dreidimensional im Bauraum. Sie kann somit eben im Prinzip dreidimensional ausdrucken. Das zweite Verfahren, das selektive Lasersintern, was wir als Schwerpunkt haben, funktioniert über Kunststoffpulver. Da wird immer eine Schicht Kunststoffpulver auf eine höhenverstellbare Bauplattform aufgebracht und über einen Laser werden eben bestimmte Bereiche verschmolzen. Danach kommt die zweite Schicht Pulver oben drüber und eine neue Schicht Pulver wird verschmolzen, und so entstehen eben dreidimensionale Objekte über diesen schichtweisen Aufbau, also Schicht für Schicht entsteht dieses 3D-Modell, kann, oder dieses 3D-Computermodell wird dann in Realität umgesetzt."
Außer Kunststoffen können auch Metalle und Keramiken verarbeitet werden. Sogar Biokunststoffe, die auf natürlichem Wege auf dem Komposthaufen abgebaut werden können, werden in den Laboratorien für die Fertigung von Alltagsgegenständen entwickelt. "3D-Druckertinte" nennen die Insider diese Pulver, aus denen Spielzeug, Zahnräder oder Stifte "gedruckt" werden können. Damit zum Beispiel eine Kaffeetasse dann mittels 3D-Druckverfahren hergestellt werden kann, sind allerdings auch noch virtuelle Blaupausen, also Produktionsdaten vonnöten, die dem 3D-Drucker genau sagen, wie ein bestimmter Gegenstand Schicht für Schicht aufgetragen wird. Und hier liegt noch ein gewisses Problem. Andreas Fischer.
"Sie brauchen letztendlich irgendwie, dass im Hintergrund ein Designer oder Ingenieur ist, um 3D-Modelle am CAD zu erstellen. Ansonsten haben Sie einen Drucker, ich vergleiche das gerne mit einem 2D-Drucker, Sie haben einen 2D-Laserdrucker und Sie haben kein Word, das bringt Ihnen also gar nichts. Das ist genau der Punkt, den wir dann gesagt haben, okay, die anderen 95 Prozent der Menschheit können wir nur erreichen, wenn wir denen praktisch helfen, ihre Ideen in ein CAD-Modell umzuwandeln und dann zu drucken. Das heißt, man muss schon Ingenieur von der Ausbildung sein und die CAD-Software beherrschen, um die Daten überhaupt zu generieren, die man dann ausdruckt."
Oder der Anwender lädt sich die benötigten CAD- und Druckdaten von einem der einschlägigen Portale herunter. Andreas Fischer hat da noch eine andere Idee. Ihm schweben 3D-Copyshops vor, die Zahnbürsten, Kaffeetassen oder individuellen Schmuck nach den Vorstellungen des Kunden konstruieren und per 3D-Drucker sofort ausdrucken.
"Das ist die eigentliche Idee, die dahinter steckt, also, dass ich irgendein Problem zum Beispiel habe, Kaffeetasse wäre ein Beispiel, oder mir ist ein Knopf abgegangen von meinem Herd, wo's keine Ersatzteile mehr gibt, dann komme ich mit den kaputten Knopf eben zum Copy Shop und der kann jetzt entweder gestemmt werden oder nachmodelliert, wahrscheinlich eher nachmodelliert, und dann wird er ausgedruckt und der Knopf wäre dann wieder dar."