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3D-Druck – Hype oder Revolution?

Innert weniger Wochen ein einzigartiges Designerhaus mit 400 m² Wohnfläche erstellen, passgenaue Hüftgelenke, Prothesen, Zahnkronen und Knochenimplantate anfertigen, in einem Restaurant ein druckfrisches Drei-Gänge-Menü bestellen. Noch vor wenigen Jahren eine Vision, ist dies inzwischen alles Realität.

3D Drucker

Begeisterung – Ernüchterung

Der Hype um 3D-Drucker ist zurzeit riesig. Es gibt immer wieder Schlagzeilen zu bahnbrechenden Entwicklungen und Erzeugnissen, wie beispielsweise menschlichem Gewebe, das heute mit einem 3D-Drucker hergestellt werden kann. Experten und Visionäre aus dem Fachbereich reden bereits davon, dass anhand dieser Technologie künftig das Problem fehlender Spenderorgane gelöst werden könnte; sie sagen Fabriken ohne Fliessbänder voraus, eine neue industrielle Revolution, die ganze Branchen und die Weltwirtschaft verändern wird. Kritiker halten dem entgegen, dass die ganz grossen Erwartungen an die 3D-Druck-Technologie bisher nicht erfüllt worden seien, dass sich der ganze Hype langsam verflüchtige und die Ernüchterung bereits da sei.

3D-Drucker und die Technologie dahinter

Die Technologie des 3D-Drucks ist tatsächlich bereits Jahrzehnte alt. Der 3D-Druck wurde 1983 vom US-Amerikaner Chuck Hull erfunden. Hull nannte seine Technologie «Stereolithografie». Er meldete 1984 ein entsprechendes Patent an, das 1986 freigegeben wurde.

Im Gegensatz zu klassischen Papierdruckern können mit 3D-Druckern dreidimensionale Objekte erstellt werden (die zuvor am Computer als Konstruktionen entworfen wurden). Je nach Einsatzgebiet kommen unterschiedliche Fertigungstechniken und Verfahren zum Einsatz. Allen gemeinsam ist, dass das verwendete Material Schicht für Schicht aufgetragen wird.

Die Stereolithografie (STL/SLA) ist die älteste 3D-Druck-Technik. Dabei wird ein flüssiger, lichtaushärtender Kunststoff (z. B. Acryl- oder Epoxidharz) mit UV-Licht bestrahlt und schichtweise gehärtet. Die punktuelle Bestrahlung garantiert dabei höchstmögliche Präzision.

Das Fused Deposition Modeling (FDM) wird auch Schmelzschichtung genannt. Dabei werden Materialien wie Kunststoff, Wachs oder auch Schokolade verwendet, die durch das Erhitzen weich und formbar werden. Diese werden durch Erwärmung verflüssigt und durch eine Düse gepresst (extrudiert). Beim anschliessenden Abkühlen erhärtet das verwendete Material und bleibt danach stabil. Der Vorgang wird schichtweise wiederholt.

Eine weitere Methode ist der Pulverdruck. Dabei wird pulverförmiges Titan oder Aluminium mittels Lasertechnik stark erhitzt, sodass sich umliegende Partikel verbinden. Wiederholt werden neue Schichten von Pulver aufgetragen, bis das gewünschte Objekt fertiggestellt ist. Ein Beispiel hierfür ist eine Zahnkrone.

Zukunftweisende Technologie

Der 3D-Druck hat bereits in vielen Bereichen Einzug gehalten. Er hat seit seiner Erfindung langsame, aber durchaus grosse Fortschritte gemacht. Obwohl die oben beschriebenen, teils bahnbrechenden «Drucke» bereits Realität sind, gehören sie noch in die Kategorie Forschen und Entdecken. Aufgrund der Kosten sowie der Druckgeschwindigkeit und -qualität sind die 3D-Drucker für die Massenproduktion vorläufig noch ungeeignet. Sie werden in naher Zukunft wahrscheinlich noch keine Fliessbänder und Fabriken ersetzen oder gar hochkomplexe Spenderorgane herstellen. Allerdings ist der 3D-Druck bei geringen Stückzahlen, individueller Fertigung oder individualisierten kleineren Objekten (auch Herzklappen o. ä.) bereits heute wirtschaftlich und äusserst sinnvoll. Er bleibt somit eine zukunftsweisende Technologie mit viel Potenzial.

Bei AKAD Technics werden in verschiedenen Fächern aktuelle und kontroverse Themen aus den unterschiedlichsten Blickwinkeln beleuchtet, damit die Studierenden fundiert und aktiv zur Meinungsbildung beitragen können.

Autor:

Herr Matej Smokrovic, Wirtschaftsinformatiker


Publiziert am 05.12.2016 im Auftrag von AKAD Technics

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