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Technologie auf der Cebit: Darum ist die Industrie so fasziniert von 3D-Druckern

Ein Bauteil eines 3D-Druckers, das aus dem Drucker kommt

Ein Bauteil eines 3D-Druckers, das aus dem Drucker kommt

Berlin -

Davon träumen Fußballfans. Arm in Arm mit Jerome Boateng, Thomas Müller oder Manuel Neuer. Das lässt sich demnächst relativ einfach verwirklichen und sogar dauerhaft konservieren. Allerdings nur im verkleinerten Maßstab 1:10 oder 1:20 und nicht aus Fleisch und Blut, sondern aus Kunststoff. Zur Fußball-Europameisterschaft im Sommer können sich Enthusiasten dreidimensionale Selfies mit ihren Helden der Nationalmannschaft zulegen oder  - noch besser - schenken lassen. Hergestellt werden sie von der Firma Staramba, einem Berliner Startup-Unternehmen und zwar im 3D-Druck. Unendlich viele Gegenstände lassen mit einem „Drucker“ herstellen. Diese neue Technologie  erlebt gerade einen Boom – nicht nur bei Freunden von Ballspielen. Experten erwarten massives Wachstum vor allem in der Luftfahrt und der Medizintechnik.

Gleichwohl. Staramba-Chef Julian von Hassell sieht auch im Geschäft mit Miniaturfiguren der Kicker große Potenziale. Die Anhänger wollten nicht mehr nur Mützen und Schals, sondern zunehmend „individuelle und selbstkonfigurierte Lösungen“. Die Miniaturfiguren nach dem Prinzip „Mein Star und ich“ seien begehrte Sammlerstücke. Der Star wird nach einmal digitalisierten Daten gedruckt. Der Fan muss für ein verkleinertes Abbild seines Selbst nur seinen Kopf mit einem Smartphone scannen. Ein passender Körper wird aus einer digitalen Bibliothek menschlicher Formen ausgesucht.   Und das alles nicht nur zur Euro 2016. Staramba bietet ein großes Team internationaler Fußballgrößen an, die über Fanshops vertrieben werden. Auch Pop-Musiker wie Sido oder die Metallband Black Veil Brides gibt es bei Staramba en miniature, aber sehr detailgetreu – das unterscheide die 3D-Druck-Erzeugnisse vom kruden Spritzguß, so von Hassell.

Staramba ist nur ein Geschäftsmodell für den 3D-Druck, der vor einigen Jahren als Sensation gefeiert wurde. Aus Kunststoff oder Metall lassen sich alle nur denkbaren Formen erzeugen, auch höchst komplexe. Drucken bedeutet, dass die Gegenstände Schicht für Schicht computergesteuert aufgebaut werden. In den vergangenen Monaten sind in vielerorts Läden aufgemacht worden, wo bevorzugt gescannte  Selbstbildnisse gedruckt werden.

Potenzial in der Medizin

Die Analysten des Marktforschungsunternehmens Gartner erwarten, dass in diesem Jahr weltweit knapp 500.000 3D-Drucker verkauft werden. Das ist mehr als doppelt so viel wie 2015. Und die Zeichen stehen auf einem rasanten Wachstum. 2018 soll der Absatz schon fast 2,5 Millionen Stück betragen. Gartner hat den 3D-Druck zu einem der zehn wichtigsten Trends der Hightech-Branche für 2016 ernannt und erwartet eine Art selbstverstärkenden Effekt, der durch technischen Fortschritt angetrieben wird. Die Verfahren rund ums dreidimensionale Drucken hätten einen hohen Reifegrad erreicht. Dadurch würden Hardware und Software leichter zugänglich und billiger. So entstünden Chancen für neue Geschäftsideen, Nachfrage und Wettbewerb würden sich steigern und neue Anwendungsbereiche entstehen, was die Kosten reduziert und so weiter.

Auf der bevorstehenden Computerschau Cebit und der nachfolgenden Hannover Messe wird der 3D-Druck im Zentrum  stehen – als ein Beispiel für neue, aus der Digitalisierung erwachsene Produktionsverfahren, die oft mit dem Etikett Industrie 4.0 versehen werden. 

Die Kosten waren bislang der größte Hemmschuh für den 3D-Druck. Er taugt nicht für die Massenproduktion. Deshalb hat die Technologie nur Chancen, wenn es um hochwertige und individuelle Produkte geht. Auf die Medizintechnik trifft beides zu. So bietet laut Gartner inzwischen jeder große Hörgeräte-Hersteller Produkte an, die genau passend für das Ohr des Patienten sein sollen. Deshalb habe der 3D-Druck in diesem Geschäftsfeld den Durchbruch geschafft. Einen Markt mit einem Potenzial von weltweit jährlich 15 Milliarden Dollar sehen die Marktforscher bei Hüft- und Kniegelenken. Auch hier ist der entscheidende Punkt, dass die Implantate bis auf den Bruchteil eines Millimeters genau passend für den Patienten gefertigt werden können. Mehrere Studien beweisen, dass die Heilung beim Einsatz der gedruckten Gelenke schneller erfolgt, dass die Beweglichkeit der Patienten nachher größer ist und dass bei komplexen Operationen die Erfolgsquote höher liegt. Gartner prognostiziert, dass gedruckte künstliche Gelenke in zwei bis fünf Jahren der Standard sein werden.

Am weitesten fortgeschritten ist der Einsatz der neuen Verfahren in der Zahntechnik. Medienberichten zufolge kommt inzwischen jede zweite Dentalkrone oder Brücke aus einem Drucker. Der  Kiefer wird gescannt und innerhalb von nur einem Tag lassen sich Implantate herstellen. 

Science-Fiction-Träume 

Routiniert geht es auch inzwischen auch bei der Airbus-Tochter Premium Aerotech im niedersächsischen Varel zu. Dort wird gerade die Fertigung von doppelwandigen Treibstoffrohren aus Titan hochgefahren. Das Bauteil wird mittels eines Lasers im 3D-Druck-Verfahren aus Titanpulver hergestellt. „Wir sind in Serie gegangen“, sagt Airbus-Manager Peter Sander. Früher wurde das Teil aus Guß gefertigt und war doppelt so teuer. Der Flugzeugbauer hat noch einiges vor. Mitte des Jahres soll auch mit Edelstahl gedruckt werden. Und im nächsten Jahr will das Unternehmen eine Trennwand aus Aluminium in 2,10 Länge in einem Stück erzeugen. Für Flugzeugbauer ist der 3D-Druck höchst interessant, denn er erlaubt, Gewicht zu reduzieren. Und Gewicht ist in der Luftfahrt entscheidend, denn damit lässt sich Sprit sparen. Airbus-Ingenieure schauen sich dabei die Bauprinzipien von Pflanzen ab, um etwa eine extrem leichte und extrem feste Halterung zu entwickeln, die nicht mit konventionellen Maschinen, sondern nur mit 3D-Druckern gefertigt werden kann. Sie wird bereits im neuen A350-Jet verbaut.   

Weit von der praktischen Anwendung entfernt ist hingegen ein echtes Science-Fiction-Thema: das  sogenannte Bio-Printing. Fünf bis zehn Jahre werde es noch dauern, bis sich diese Verfahren durchsetzen könne, erwarten die Experten von Gartner. Zellen, lebendiges Gewebe, Proteine, auch DNA sollen eines Tages aus dem Drucker kommen. Analyst Michael Shanler spricht sehr zurückhaltend von „signifikanten Barrieren“. Denn man habe es beim Bio-Printing mit extremer Komplexität zu tun, und ein sehr hohes Maß an Sorgfalt sei überdies nötig.  Gleichwohl träumen Zukunftsforscher schon davon, ganze Organe zu drucken.