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25.06.2013

06:34 Uhr

Was stimmt wirklich?

Die Mythen um den 3D-Druck

VonChristof Kerkmann

Der Hype um 3D-Drucker ist groß – so wechselt der kleine Gerätehersteller Makerbot jetzt für 400 Millionen Dollar den Besitzer. Doch viele Erwartungen an die Technologie sind überzogen. Die größten Mythen im Überblick.

Untersuchungen im Windkanal: Am Institut für experimentelle Strömungsmechanik der TU Berlin nutzen Forscher 3D-Modelle von neuen Fahrzeugen.

Untersuchungen im Windkanal: Am Institut für experimentelle Strömungsmechanik der TU Berlin nutzen Forscher 3D-Modelle von neuen Fahrzeugen.

1. Mythos: 3D-Druck ist eine neue Technologie
Auch wenn Firmen wie Makerbot noch jung sind: Die Technologie ist viel älter. Den ersten funktionierenden 3D-Drucker entwickelte 1984 Charles Hull, Gründer der Firma 3D Systems. Wenige Jahre später kamen dreidimensionale Druckverfahren bereits in der Industrie zum Einsatz, um Modelle oder Prototypen zu erstellen, etwa bei den Autoherstellern. Rapid Prototyping nennen die Fachleute das. Dank technischer Fortschritte ließen sich später auch Objekte in Produktionsqualität drucken – Rapid Manufacturing lautet der Fachbegriff. Diese industriell genutzten Geräte mit den wenig aufregenden Namen kosten oft sechsstellige Summen.

Dass heute so viel über 3D-Drucker geschrieben wird, hat andere Gründe. Zum einen macht die Wissenschaft faszinierende Fortschritte. Forscher in Schottland haben beispielsweise ein Druckverfahren entwickelt, das mit embryonalen Stammzellen arbeitet – Fernziel: Organe nachbauen. Zum anderen machen Firmen wie Makerbot und Sculpteo die Technologie massentauglich. Mit einem CAD-Programm kann heute im Prinzip jeder ein Modell zeichnen und selbst drucken oder bei einem Dienstleister bestellen. Beides ist zwar nicht ganz billig, aber für einen passionierten Tüftler durchaus bezahlbar. So ist eine wachsende Szene von Hobby-Designern entstanden.

Revolutionäre Technologie

3D-Drucker für jeden Haushalt?

Revolutionäre Technologie: 3D-Drucker für jeden Haushalt?

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2. Mythos: 3D-Drucker lösen das Fließband ab

Der 3D-Druck ist in der Tat revolutionär: Nie zuvor gab es eine Technologie, mit der sich so leicht Ideen in die Realität umsetzen lassen, aus Bits Atome werden. Das heißt aber nicht, dass das Produktionsverfahren auch eine industrielle Revolution entzündet und herkömmliche Fabriken überflüssig macht.

Denn im Vergleich zur industriellen Massenproduktion haben 3D-Drucker einen entscheidenden Nachteil: Sie sind zu langsam und zu teuer. Das liegt in der Natur des Produktionsverfahrens. Die Geräte erstellen die Objekte nicht auf einmal, sondern fügen Schicht auf Schicht – und das dauert Stunden oder sogar Tage. Dann ist das Druckmaterial immer noch unverhältnismäßig teuer, vergleichbar mit der Tinte eines 2D-Druckers. Überdies gibt es bei der Produktion keine Größenvorteile, anders als in einer Fabrik. Selbst wenn die Technologie solche Fortschritte macht wie einst der Computer (der über die Jahrzehnte immer kleiner, billiger und leistungsfähiger wurde), ändert sich daran so schnell nichts.

Die Werkzeuge der 3D-Drucker

3D-Drucker

Ein 3D-Drucker wandelt am Computer entworfene Konstruktionen in reale Objekte um. Dabei trägt er Schicht für Schicht ein Material auf – entweder indem er heißen Kunststoff durch eine Düse presst, mit einem Laser ein Metallpulver an den entsprechenden Stellen schmelzen lässt oder Kunstharz mit UV-Licht aushärtet. Weil das Material Schritt für Schritt hinzugefügt wird, ist von einem additiven Verfahren die Rede.

CNC-Fräse

Auch eine CNC-Fräse erstellt aus einer digitalen Konstruktionszeichnung ein Objekt. Mit einem Bohrkopf bearbeitet sie einen Block aus Holz, Kunststoff oder Metall, bis die gewünschte Form übrig bleibt. Experten bezeichnen das auch als subtraktives Verfahren.

3D-Scanner

Wer ein Objekt nicht selbst konstruieren will, kann sich mit einem 3D-Scanner behelfen. Dieser tastet mit einem Laser oder einer Kamera Gegenstände ab und wandelt sie in ein 3D-Bild um.

Lasercutter

Ein Lasercutter schneidet Muster in verschiedene Materialien – von Holz bis Metall. Um daraus dreidimensionale Objekte zu erstellen, müssen Bastler mehrere dieser Platten übereinander kleben.

Computer

Wie beim 2D-Druck ist der Computer die Steuerungszentrale: Nutzer können am Bildschirm mit CAD-Software Konstruktionen entwerfen. Auch wenn sie Objekte mit einem 3D-Scanner erfassen, geht es nicht ohne die maschinellen Berechnungen.

Ihre Stärke spielt die Technologie indes bei Einzelanfertigungen und Kleinserien aus. Ein Beispiel: Wenn ein Ingenieur ein seltenes Ersatzteil benötigt, ist es womöglich billiger, dieses drucken zu lassen, als eine Produktionsstraße umzurüsten oder einen Handwerker zu beauftragen. Es gibt viele solcher Exempel: Hochgerüstete Dentallabore stellen so individuelle Zahnkronen her, Akustiker an die Ohrmuschel angepasste Hörgeräte. Autohersteller bauen Vorserienmodelle, Schmuckdesigner fabrizieren Accessoires in kleiner Auflage.

„So wie die Mikrowelle nicht alle anderen Formen des Kochen ersetzt hat wie anfangs vorhergesagt, wird der 3D-Druck auch nicht andere Herstellungstechnologien ersetzen“, schreibt Carl Bass, Chef der Software-Firma Autodesk, in einem Beitrag für das Magazin „Wired“. Er sieht darin eher eine Ergänzung.

Kommentare (17)

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pool

25.06.2013, 07:07 Uhr

Die Technologie ist weniger als eine CNC-Werkzeugmaschine, ein hochgiftiges Spielzeug mit unbedingter Kaputtbarkeitsgarantie. Wahrscheinlich versagt die komplizierte Plastikmechanik nach wenigen Durchgängen, wenn die Plastikknarre halbfertig ist. Oder die Düsen sind verstopft und der Düsenkopf kostet dann drei mal so viel wie ein ein Neugerät.
Eine Tonne Plastiksosse hat sicher auch ihren Preis und das Nervengift zum Aushärten macht den Beruf des Neurologen wieder attraktiv.

Mit CNC-Werkzeugmaschinen lassen sich metallische Bauteile fräsen, setzt allerdings gute trigonometrische Kenntnisse voraus.
Das Gerät wird nie ein die Masse erreichen. Zu kompliziert, zu anfällig, zu gross der Einsatz, zu mickrig das Ergebnis.

Account gelöscht!

25.06.2013, 07:46 Uhr

Es wurde auch mal behauptet, daß die Menschheit nur 5 Computer benötigt.

Account gelöscht!

25.06.2013, 07:47 Uhr

Ach ja: Eisenbahn fahren war übrigens auch mal unmöglich und supergefährlich.

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