Weekly News

In der niederländischen Stadt Gemert wurde die weltweit erste Brücke aus dem Drucker eingeweiht. Sie wurde in nur drei Monaten gefertigt und ist für Fahrräder gedacht. ENTWICKLUNG

Druck on Demand

Sie werden weltweit eingesetzt und gelten als die neue Wunderwaffe der Industrie. So verwendet Elon Musk 3D-Drucker, um die Brennkammern für seine Raumkapsel Dragon V2 herzustellen. Und auch die Bauhütte der Sagrada Familia von Antonia Gaudí arbeitet mit der neuen Technik, um komplizierte Modelle zu fertigen.

Die Nachfertigung on demand ist für uns eine Vision, um in Zukunft die Versorgung mit weniger benötigten Original-ersatzteilen wirtschaftlich und nachhaltig sicherzustellen.

Sie sind groß wie ein Kühlschrank und wirken eigentlich recht unscheinbar. Und doch sind sie nicht mehr wegzudenken. In den letzten 30 Jahren seit der Erfindung des Verfahrens zur Stereolithografie durch den Briten Charles W. Hull haben die 3D-Drucker ihren Siegeszug um die Welt angetreten.

Heute arbeiten die innovativen Maschinen für die Medizin, den Flugzeug- und Automobilbau, für Architekten und Künstler oder im Maschinenbau. Immer neue Verfahrenstechniken wurden entwickelt, um Modelle und Prototypen kostengünstig und viel schneller herzustellen als mit den bis dahin bekannten Verfahren.

So setzt zum Beispiel der Neurologe Dr. André Kemmling vom Universitätsklinikum Schleswig-Holstein seit einem Jahr auf im 3D-Drucker hergestellte künstliche Arterien. 70 Patienten mit einem Aneurysma hat er damit schon erfolgreich behandelt. Als Grundlage dienen die dreidimensionalen Scans aus dem Computertomografen.

Innerhalb von zwei Tagen werden die Arterien dann aus Silikon gedruckt. Und weil die Ärzte auch mit den Arterien detailgetreu vor der OP üben können, verkürzt sich die Zeit bei den Eingriffen um 50 Prozent. „Der 3D-Druck kann noch für viele andere medizinische Verfahren eingesetzt werden. Die Modelle sind bei allen möglichen klinischen Anwendungen von Bedeutung“, sagt der Neurologe aus Lübeck.

Auch bei Airbus setzt man seit längerer Zeit auf die Verfahren des 3D-Druckes. Moderne Flugzeuge müssen leichter werden, um Kerosin zu sparen. Der Anteil von Carbon wächst stetig im Flugzeugbau. Auf der diesjährigen Luftfahrtshow in Paris stellte ein französischer Zulieferer die erste „gedruckte“ Kabinentür der Weltöffentlichkeit vor. Die von Sogeclair entwickelte Tür ist 30 Prozent leichter als herkömmliche Kabinentüren. Ein großer 3D-Drucker stellte die Modelle für den anschließenden Feinguss mit Aluminium her. Etwaige Änderungen konnten schnell korrigiert werden. „Hier bietet sich die Möglichkeit, den 3D-Druck mit dem altbewährten Feinguss zu kombinieren“, sagt Thierry Herrero, Director Sales West Europe bei voxeljet. Die voxeljet AG hatte den Drucker mit einem Bauraum von 1000 x 600 x 500 Millimetern dafür entwickelt.

Und auch in der Bauindustrie schaut man auf erste wichtige Experimente mit einem 3D-Drucker, der sogar Beton verarbeitet. In der niederländischen Stadt Gemert wurde die weltweit erste Brücke aus dem Drucker eingeweiht. Sie soll das Gewicht von 40 Lastwagen tragen, ist aber nur für Fahrräder gedacht. Die acht Meter lange und 3,50 Meter breite Brücke wurde in nur drei Monaten gefertigt. 800 Schichten Beton wurden aufgebracht. Nach Aussagen von Experten fällt der Bedarf an Beton wesentlich geringer aus als bei einem herkömmlichen Verfahren. An anderen Orten arbeitet man an neuen Verfahren, um schneller und effektiver zu bauen. In Amsterdam entsteht zurzeit die erste Stahlbrücke aus dem 3D-Drucker.

Die neue Technik findet auch in der Automobilindustrie bereits Anwendung. So hat der Volkswagenkonzern 90 Drucker an 26 Standorten im Einsatz. Besondere und seltene Ersatzteile wie ein Getriebehebel des Porsche 959 werden so in Kleinserien hergestellt. VW untersucht aber auch, ob ganze Motorblöcke in der Zukunft so entstehen könnten. Bislang liegt der Fokus aber auf der Versorgung mit Ersatzteilen, so Alexander Schmid, Vertrieb After Sales der AUDI AG: „Die Nachfertigung on demand ist für uns eine Vision, um in der Zukunft die Versorgung mit Originalersatzteilen wirtschaftlich und nachhaltig zu sichern.“

Schon ab einer Stückzahl von 200 Stück rechnet sich das. In Zukunft sollen aber auch Serien von 3000 Stück kostengünstig realisierbar werden. Durch den Einsatz von 3D-Druckern nur
im Werk Portugal spart der Automobilkonzern jährlich 160 000 Dollar an Werkzeugkosten (Quelle: www.3d-grewnzenlos.de). Es ist dann nur eine Frage der Zeit, bis auch die ersten 3D-Drucker zu den Händlern kommen, um für den Kunden gleich vor Ort günstige Ersatzteile zu drucken.

Etwas weiter ist der Einsatz von 3D-Druckern in der Raumfahrt. Der Amerikaner Elon Musk, der mit seiner Firma „SpaceX“ bereits im nächsten Jahr Touristen ins Weltall befördern will, fertigt die Brennkammern für die Raumkapsel „Dragon V2“ mithilfe von 3D-Druckern im Direct-Metal-Laser-Sintering-Verfahren. Und im August dieses Jahres wurde der erste „gedruckte“ Satellit von der internationalen Raumstation ISS ins All befördert. Mit dem kleinen, niedlichen Teil wollen die russischen Forscher erproben, wie lange das Material haltbar ist. „Tomsk TPU-120“ sendet zudem Grüße in einer Vielzahl von Sprachen zur Erde.

Die Erfindung des Briten Charles W. Hull ist aus der modernen industriellen Produktion nicht mehr wegzudenken. Und längst sind noch nicht alle Möglichkeiten ausgeschöpft, was mit den unterschiedlichsten Druckern alles zu produzieren ist. Natürlich ist auch einmal Unfug dabei, wie der „Pizza-Drucker“ der Firma Foodini. Doch auch hier sind sich die Forscher sicher – in Zukunft werden wir viele Lebensmittel aus dem Drucker beziehen: „Die können Pizza- oder Pastagerichte in allen möglichen Formen herstellen. Will man eine Lasagne in Form einer Rose, dann geht das. Oder eine Pizza in Form eines Herzens, das kann unser 3D-Lebensmitteldrucker auch“, sagt Kjeld van Bommel, Entwickler von Lebensmitteldruckern und Forscher an der Universität Eindhoven.

Fakten

3D-Drucker werden immer beliebter. Einige Hersteller bieten sie zum Teil schon für Preise unter 1.000 Euro an. Nach oben sind keine Grenzen gesetzt. Je größer der Druckraum und je komplizierter die Technik, desto teurer sind natürlich die Geräte. Auch in den Schulen werden jetzt die ersten Drucker im Technikunterricht eingesetzt – damit die Ingenieure von morgen sich heute schon dafür begeistern können.

Teile diesen Artikel

Journalist

Jörg Wernien

Weitere Artikel