Sie denken 3D-Drucker gibt es erst seit Kurzem? Stimmt nicht ganz. Bereits Anfang der 80er Jahre, genauer gesagt im Jahre 1982 beschrieb der Japaner Hideo Kodama vom Nagoya Municipal Industrial Research Institute die Erstellung eines Festkörpers mithilfe eines Druckverfahrens. Und nur 2 Jahre später, 1984 also, war es dann so weit - der erste 3D-Drucker wurde von der 3D-System Corporation in den USA gebaut. Und der Drucker wurde nicht nur gebaut, der funktionierte auch.
{{include_include-magazin}}Selbstverständlich war diese Technologie damals unfassbar teuer. Wenn Sie sich daran erinnern, was die ersten PCs und normalen Laser- oder Tintenstrahldrucker gekostet haben, können Sie sich das ungefähr vorstellen. Erst zu Beginn des 21. Jahrhunderts wurde das Produktionsverfahren von 3D-Druckern einigermaßen erschwinglich. So finden wir dann erst seit einiger Zeit die Situation vor, das 3D-Drucker, vor allem aufgrund der zahlreichen Möglichkeiten, die sie uns bieten, in aller Munde sind.
So funktionieren 3D Drucker
3D-Drucker verhalten sich im Prinzip ähnlich wie Industrieroboter, die schon seit Langem in verschiedenen Industriebereichen eingesetzt werden. Der Computer gibt konkrete Befehle, die der Roboter, bzw. in diesem Fall der 3D-Drucker dann ausführt. Um überhaupt einen Gegenstand drucken zu können, muss dieser natürlich vorab entworfen werden. Der Entwurf entsteht in der Regel mit Programmen zur Erstellung animierter Modelle. Solche CAD Programme (Computer Aided Design) werden sowohl in der Architektur, dem Bauingenieurwesen und Maschinenbau, der Elektrotechnik und all deren Fachrichtungen, bis hin zur Zahntechnik eingesetzt.
Das virtuell entstandene Projekt wird von dem Programm in digitale Querschnitte zerteilt, die beim Druckvorgang gelayert (übereinandergelegt) werden können. So reproduziert der 3D-Drucker dann das am Computer entstandene Modell in feste Materie.
Je nach Modell, müssen natürlich unterschiedliche Materialien genutzt werden, um den fertigen 3D-Druck auch seiner Bestimmung gemäß nutzen zu können. Abhängig vom 3D-Drucker kann es sich dabei um Papier, verschiedene Kunststoffe, Metalle, polyurethanähnliche Materialien oder Kautschuk handeln.
Im Prinzip sprüht, presst oder spritzt der 3D-Drucker das jeweilige Material auf eine Platte. Auf dieser Platte baut er dann in Schichten das zu druckende Objekt, das zuvor als virtuelles Modell am PC entstanden ist, in feinen Schichten nach. Genau so, wie ein handelsüblicher Tintenstrahldrucker, der die Tinte nach und nach an der richtigen Stelle aus das Papier spritzt. Im Falle des 3D-Druckers ist die Tinte eben ein anderes Material. Und die Technik des Druckers erlaubt zudem schlichtweg eine weitere Dimension - die dritte.
Die einzelnen Schichten, die der Drucker beim Druckprozess übereinanderlegt sind im Schnitt etwa 0,1 Millimeter dick. Die derzeit am höchsten entwickelten 3D-Drucker erzeugen hauchdünne, feine Schichten von nur etwa 0,016 Millimeter.
Anwendungsbereiche von 3D-Druckern
Die 3D-Drucktechnologie wird bereits in vielen Branchen genutzt. Luft- und Raumfahrt, Automobilbranche, Industriedesign und Architektur sind nur einige Disziplinen. Auch im Bereich von Kleidung kommen mehr und mehr 3D-Drucker zum Einsatz. Denken Sie einfach mal ein die Sohle ihrer Sportschuhe. Da die heutigen 3D-Druckmaschinen bis zu 100 verschiedene Materialien drucken können, sind die Möglichkeiten bereits jetzt enorm groß.
Der eigene 3D-Drucker für den Hausgebrauch
Aufgrund der immer günstiger werdenden Produktionskosten der Drucker, sind 3D-Drucktechnologien nicht mehr allein der Industrie vorbehalten. Mit einem eigenen 3D-Drucker für zu Hause, lassen sich unzählige Projekte verwirklichen. Und das nicht nur für Bastelfreunde und Heimwerker.
Verschiedenste Firmen sind momentan dabei, kostengünstige Desktop-3D-Drucker zu entwickeln. So sollen in nicht all zu ferner Zukunft Endverbraucher in den Genuss von erschwinglichen Druckrobotern für den Hausgebrauch kommen.
Ein interessantes Projekt ist beispielsweise der RepRap. Ziel ist es einen Replikator als Open Source Hardware zu schaffen, der in der Lage ist, seine eigenen Bauteile selbst auszudrucken. So kann sich dieser nicht nur erweitern, sondern außerdem Ersatz- und Verschleißteile selber produzieren. Etwas, dass man sich als Mensch auch wünschen würde, oder?!
Kontroversen zum 3D-Druck
In jeder neuartigen Technik steckt natürlich auch das Potential zum Missbrauch dieser jeweiligen Technologie. Ohne Einsteins Relativitätstheorie wären wir heute nicht im Besitz von mittlerweile alltäglichen Technologien. Wir hätten weder klares Bild auf unserem Fernseher, noch würde unser GPS exakt funktionieren. Allerdings war die Entdeckung der Äquivalenz von Masse und Energie, die berühmte Formel E=mc², auch eine entscheidende theoretische Voraussetzung für die Entwicklung der Atombombe. Aber zurück zum 3D-Druck.
Ende 2013 gab es zum Beispiel einen Fall, bei dem mehrere 3D-Drucker verwendet wurden, um Schusswaffen herzustellen. Eigentlich nur für eine Ausstellung im Londoner Victoria and Albert Museum. Da die Pistole aus Plastik mit einem Schlagbolzen aus Metall jedoch zahlreiche Diskussionen hervorrief, wurde in den USA von einer texanischen Firma eine 3D-Drucker-Pistole ganz aus Metall erstellt, um mal zu sehen wie gefährlich so etwas sein kann. Und siehe da - diese Pistole funktionierte angeblich recht gut. Noch sind 3D-Drucker für den Hausgebraucht nicht in der Lage Metallgegenstände herzustellen, aber die Weiterentwicklung der Technologie hinsichtlich der Möglichkeit gefährliche Gegenstände zu reproduzieren, sollte man durchaus im Auge behalten.
Bei der 3D-Drucktechnologie geht es aber vor allem um das geistige Eigentum, Urheberrecht von eingetragenen Designs, Patenten und wo weiter. Letzten Endes sind wir (noch) alle von der Wirtschaft abhängig. Wenn plötzlich jeder seine eigenen Produkte fertigt und man nicht einmal mehr Ersatzteile besorgen muss, da man auch diese selbst herstellen kann, wird es schwierig für die Firmen, noch nennenswerte Umsätze zu generieren. In Folge kann das zu massivem Stellenabbau und Arbeitslosigkeit oder jedenfalls niedrigeren Löhnen führen. Auf der anderen Seite sparen sich Verbraucher und andere Wirtschaftszweige hingegen einiges an Geld für teure Anschaffungen.
3D-Drucker und GeldFuerMuell
Bei GeldFuerMuell kaufen wir momentan hauptsächlich leere Patronen für Tintenstrahldrucker und Tonerkartuschen für Laserdrucker an. Die leeren Druckspulen, die bei 3D-Druckern verwendet werden, können Sie also derzeit noch nicht an uns verschicken. Aber mit fortschreitendem Erfolg der 3D-Drucker kann sich das durchaus ändern. Es bleibt also festzuhalten, dass die 3D-Drucktechnologie die Möglichkeit besitzt, aufgrund der enorm vielfältigen Einsatzmöglichkeiten, unsere Gesellschaft langfristig komplett umzuformen.