In neuen Dimensionen

Mit unterschiedlichsten Ansätzen wollen Wissenschaftler weltweit das Produktspektrum derzeitiger 3D-Drucker erweitern.

Es ist noch nicht lange her, da konnte sich in einem Kneipengespräch kaum jemand etwas unter dem Begriff „3D-Druck“ vorstellen. Auch blumige Beschreibungen, wie Gegenstände auf einer Plattform Schicht für Schicht aus computergenerierten Daten „wachsen“, halfen wenig. Meist hellte sich das Gesicht des Gegenübers erst auf, wenn man den Replicator aus „Star Trek“ erwähnte. Das ist nun vorbei: Der 3D-Druck ist in den vergangenen anderthalb Jahren Pop geworden. Manche sehen in ihm schon die industrielle Produktion der Zukunft: flexibel, individualisierbar, für Kleinserien geeignet und dazu noch nachhaltig – solange nur Druckdaten verschickt werden und nicht die Produkte selbst. Die heutigen Großfabriken würden vielleicht bald von zahllosen Garagen und Werkstätten abgelöst, in denen sich jeder zum Produzenten aufschwingt, der am Rechner 3D-Modelle bauen und den Print-Button seiner Maschine drücken kann.

So jedenfalls malen es die Enthusiasten aus. Wer selbst schon mit 3D-Druckern gearbeitet hat, weiß allerdings, dass die Technik von einem universellen Produktionsmittel noch weit entfernt ist. Sicher, die Bandbreite an verarbeiteten Materialien liest sich beeindruckend: Neben Kunststoffen und Metalllegierungen lassen sich so verschiedene Stoffe wie Schokolade, Glas, biologisches Gewebe, Beton und Holz „drucken“ – teilweise handelt es sich aber lediglich um Prototypen. Vor allem sind noch viele 3D-Druckverfahren langsam und können kaum verschiedene Materialien gleichzeitig verarbeiten. Hod Lipson, einer der führenden 3D-Druck-Forscher an der Cornell University im US-Bundesstaat New York, ist jedoch überzeugt, dass sich die Technologie sehr rasch weiterentwickeln wird. „Wir befinden uns gerade in einem Stadium, das dem Übergang vom Schwarz-Weiß- zum Farbfernsehen entspricht“, sagt der Ingenieur.

Derzeit gehe es noch in erster Linie darum, die äußere Form der gedruckten Gegenstände zu meistern, so Lipson. Spannend werde es, wenn man auch deren Materialstruktur gezielt beeinflussen könne, etwa um ihnen elektrische Eigenschaften zu verleihen. Lipson selbst hat bereits aus einer Kombination von reinen Kunststoffen, Elektrolyten und metallhaltigen Polymeren Batterien ausgedruckt. Auch Aktoren – Teile, die unter Spannung ihre Form verändern und unter anderem in der Regelungstechnik und Robotik eingesetzt werden – hat er mit seiner Gruppe gefertigt. Bislang sind diese Objekte jedoch kaum mehr als Demos. (nbo)