Fortschritt | 3D-Drucker: Bald Realität für Jedermann?

05.02.2013

Ein wenig "Star Trek" ist im heute angekommen: Was im TV als Replikator Dinge aus dem Nichts zauberte, scheinen 3D-Drucker heute zu können. Wie es funktioniert und wie man heute schon an individuell gefertigte 3D-Drucke kommt: diesmal im "Fortschritt".

Druck eines Armbands mit einer filiganen Struktur auf einem Hobby-Drucker. / Foto: © Trinckle

Kennen Sie Star Trek? Da gab es so Geräte, die nannten sich „Replikator“. Da stellte man sich davor, sagte „eine Tomatensuppe bitte“ – und dann kam aus dem Nichts eine heiße Suppe.

Dinge in einem Kasten aus dem Nichts entstehen zu lassen, ist inzwischen gar nicht mehr so weit entfernt. 3D-Drucken wird seit einiger Zeit so viel diskutiert, dass die Worte „Hype“ und „das nächste ganz große Ding“ in keinem Artikel über 3D-Drucker fehlen dürfen.

Waffen, Organe oder einfache Smartphonehalterungen – die Möglichkeiten scheinen unbegrenzt. Marlene Vogel ist Physikerin an der FU Berlin – und arbeitet daran, das Drucken von dreidimensionalen Objekten bald für Jedermann möglich ist.

In ihrem StartUp „Trinckle“ sollen Kunden sich direkt an Designer wenden können – und so gemeinsam ihren individuellen Wunsch verwirklichen. Wo die Grenzen liegen, wie es funktioniert und was es kostet, erzählt sie im Interview.

+ + + Das Interview zum mitlesen + + +

Florian Reichle, Marlene Vogel, Gunnar Schulze / © TrinckleDas Trinckle-TeamFlorian Reichle, Marlene Vogel, Gunnar Schulze / © Trinckle 

Wie funktioniert ein 3D-Drucker eigentlich?

Es gibt mehrere verschiedene Techniken. Eine der Techniken, die in letzter Zeit sehr bekannt wird, ist in Hobby-3D-Druckern verbaut. Dort ist es so, dass man einen Plastikdraht nimmt, der wird durch eine erhitzte Düse geschoben und am Ende der Düse wird geschmolzen wird. Das ist ganz ähnlich wie bei einer Heißklebepistole. Diese Düse kann man computergesteuert bewegen und dann Schicht für Schicht ein Objekt aufbauen, indem man eben an den Stellen, wo nachher das Objekt sein soll, Material durch die erhitzte Düse auf das Objekt aufspritzt.

Und damit lässt sich alles drucken?

Das kann man ein bisschen einschränken. Bei der eben beschriebenen Technik ist das so, dass man damit Sachen drucken kann, die einer gewissen funktionalen Anforderung gerecht werden. Es gibt aber noch verschiedene andere Techniken, wo man aus einem Pulver druckt. Da kommen dann auch verschiedene Materialien zum Einsatz, zum Beispiel Hochleistungs-Industrieplastiken oder Metall, man kann aber auch schon mit Glas und Keramik drucken. Damit kriegt man natürlich eine größere Bandbreite an Produkten, die man herstellen kann.

Ein «RapMan» Drucker druckt aus grünem Material ein Armband. / © TrinckleEin Armband aus dem NichtsEin «RapMan» Drucker druckt aus grünem Material ein Armband. / © Trinckle 

Trotzdem ist es momentan so, dass im Wesentlichen Produkte, die aus einem einzigen Material entstehen, gemacht werden können. Es gibt auch schon Verfahren, wo man mehrere Farben gleichzeitig in das Objekt einbringen kann, aber am Schluss ist das dann entweder ein Metallobjekt, ein Plastikobjeht oder ein Glasobjekt.

Das ist also momentan noch eine gewisse Einschränkung, wenn es darum geht, was man damit alles herstellen kann. Es gibt allerdings auch schon Drucker, die mehrere Materialien gleichzeitig verarbeiten können, beispielsweise einen elastischen und einen starren Kunststoff gleichzeitig und auch die Zwischenstufen zwischen fest und elastisch. Damit wurde schon eine funktionstüchtige Querflöte ausgedruckt, mit Ventilen und allem, was dazu gehört. Das heißt, daran sieht man, dass schon relativ viel machbar ist.

Wenn man jetzt aber in Richtung Elektronik-Produkte geht, zum Beispiel ein Smartphone, da kann man bis auf weiteres nicht erwarten, dass man auf den Knopf drückt und dieses Smartphone purzelt einem fertig aus dem Drucker. Weil dort natürlich sehr viele verschiedene Komponenten verbaut sind, die zum Teil auch eine sehr hohe Anforderung an Genauigkeit und auch Mikrostrukturierung haben. Dort ist es eher möglich, dass man einzelne Teile dieser Produkte mit 3D-Druck herstellt und dann mit anderen Produkten, die zum Beispiel aus der Halbleiter-Industrie kommen, kombiniert.

Soweit kann ich das auch alles nachvollziehen. Aber wenn man sich die Schlagzeilen der letzten Wochen anhört, dann war ja auch immer wieder die Rede von Fleisch oder Organen oder überhaupt Essen, das man damit herzustellen kann. Wie geht denn das?

Wenn es um Organe geht, dann findet dort der Fachbegriff des «Tissue Engineering» Verwendung. Das bedeutet, dass man bestimmte Gewebe in einer Art und Weise behandelt, dass sie nachher eine bestimmte Form haben. Beispielsweise die Form einer Niere oder einer Leber. Dazu braucht man zweierlei Typen von Materialien: Auf der einen Seite die Zellen, idealerweise Körperzellen des Patienten, für den nachher dieses Organ hergestellt werden soll. Dazu braucht man noch so eine Art Stützgerüst, in das diese Zellen dann einwachsen können, damit sie eine Form einnehmen, die notwendig ist, um die Funktion des Organs zu gewährleisten. Um diese Stützkonstruktion herzustellen, könnte man beispielsweise auch 3D-gedruckte Konstruktionen benutzen.

Wenn man sagt, man druckt Körperzellen, ist es wichtig, dass man sich klar macht, dass man eben nicht die Körperzellen herstellt, sondern man druckt mit Körperzellen.

Das klingt sehr teuer. Ist das noch bezahlbar?

In dem Bereich von normalen Consumer-Produkten, also Produkten für den Alltagsbedarf ist es so, dass die Sachen tatsächlich teurer sind, als wenn man sie aus einer Serienfertigung nimmt, wo mehrere hunderttausend Stück auf einmal hergestellt werden. Dort ist es so, dass man relativ hohe Kosten am Anfang hat, um das Produkt zu entwickeln und die Form herzustellen, aus der dann diese hunderttausend Stück erzeugt werden. Da man aber so viele produzieren kann, verteilen sich nachher die Kosten auf eine sehr große Stückzahl. Das fertige Spritzgußteil, was dann in diesen 1000er Stückzahlen hergestellt wird, zu produzieren, ist dann wieder relativ günstig.

Nachteil daran ist natürlich, dass man nur vorgefertigte Produkte bekommt, die man eben als Kunde kaum beeinflussen kann. Wenn es also dahin geht, dass man sagt, ich möchte lieber individuelle Produkte haben, die auf meine Bedürfnisse zugeschnitten sind, dann ist 3D-Druck die ideale Technik. Da ist es auch so, dass die Sachen gar nicht mehr so teuer sind, wie man sich das vielleicht vorstellen könnte. Es ist durchaus möglich, dass man eine sehr individuell gestaltete Tasse mit einem ganz speziellen Henkel, in den noch ein Name eingraviert ist, für ungefähr 30 Euro bekommt. Es ist also nicht unbezahlbar, aber auch nicht vergleichbar mit einer Tasse, die ich im Großhandel kaufe und schon für unter 5 Euro bekomme.

Jetzt liest man ja immer wieder: das ist alles eine nette Vision. Aber im Alltag von Jedermann wird das nicht ankommen. Sie sehen das scheinbar etwas anders, sonst hätten Sie nicht ein Startup gegründet, dass ein bisschen so etwas wie der Science-Fiction-Nachfolger der Copyshops zu sein scheint. „Trinckle“ heißt das. Was ist Ihre Idee dahinter?

Bei „Trinckle“ wollen wir diese ganzen Möglichkeiten, die der 3D-Druck bietet, also dass die Produkte für den Kunden individuell hergestellt werden können, für den Kunden möglich machen. Denn es ist so, dass diese Hobby-Drucker zwar schon relativ günstig sind, die gibt’s für zwischen 600 und 1300 Euro, aber sie erfordern ein relativ hohes Maß an technischem Können und auch einer gewissen Übereinkunft, dass man sich mit dieser Technik auseinandersetzen möchte. Aber es gibt ja noch viel bessere Drucker und das sind Industrie-Profidrucker und diese möchten wir dem Kunden über unser Netzwerk zur Verfügung stellen. Wir haben ein weites Netzwerk an verschiedenen professionellen Druckerherstellern und wir möchten den Kunden die Möglichkeit bieten auch diese hochqualitativen Drucke bei uns zu bekommen und gleichzeitig darauf Einfluss zu nehmen, wie das Produkt nachher aussehen soll, indem sie zum Beispiel mit Designern, die solche Produkte herstellen können, direkt über unsere Plattform kommunizieren. Dort können sie auch nachfragen, ob ein bestimmtes Produkt, das der Kunde im Kopf hat, für ihn direkt hergestellt werden kann.

Und wie weit ist der Weg noch – bis ich zuhause sitze und mir bei einem solchen Unternehmen alles Mögliche aus dem 3D-Drucker bestellen kann?

Ich würde sagen, das fängt definitiv gerade an. Unsere Plattform ist jetzt schon seit einer Woche für die Öffentlichkeit zugänglich. Sie ist noch ein bisschen in der Testphase, wir verbessern noch vieles, aber man kann schon einiges sehen, man kann schon 3D-Drucke in Auftrag geben…

Was haben Sie denn schon gedruckt?

Wir haben einen Handyhalter gedruckt, den man am Fahrrad montieren kann. Die Problemstellung war folgende: Ein Bekannter hat ein Handy gekauft, aber eben kein Iphone, wollte aber trotzdem diese Kartenfunktion bei google Maps zum Beispiel nutzen, um schöne Fahrrad-Touren zu machen. Er hatte aber das Problem, dass es für dieses Smartphone, das er hatte, keinen Fahrradhalter gab. Dann haben wir uns das mal angeguckt und haben gesagt: Das wäre doch eine super Sache, wenn er genau das bekommen könnte, wie er es braucht, also passgenau für sein Smartphone entwickelt. Wir haben einen Handyhalter entwickelt, der perfekt gepasst hat, das Handy sitzt sicher drin, es kann nicht raus fallen und lässt sich gut am Fahrrad fest machen. Solche Sachen haben wir schon gemacht und das ist auch ein gutes Anwendungsbeispiel für den 3D-Druck.