Wie wäre es, wenn am Auto ein Teil kaputt gehen würde und man nur ein Ersatzteil bräuchte, um es zu reparieren? Mit 3D-Druck ist schon sehr vieles möglich.
Von Mika Rottmann, Klasse BM81, Käthe Kollwitz Berufkolleg Oberhausen

Mit 3D-Druck können sehr komplizierte Formen, Bauteile, kleine Skulpturen, Ersatzteile und sogar kleine Teile für Maschinen einfach und schnell gedruckt werden.
3D-Drucker finden heute schon Verwendung in der Industrie und der Forschung. Aber auch im Privaten halten die Drucker immer mehr Einzug.

Drei Arten des 3D-Drucks

Es gibt verschiedene Varianten von 3D-Druckern und deren Drucktechniken.
Dazu zählen das selektive Schmelzverfahren, das Elektronenstrahlschmelzen und die additive Fertigung.

Beim selektiven Schmelzverfahren fährt ein Laserstrahl vorprogrammierte Bahnen ab und schmilzt dabei den Stoff unter dem Laserstrahl (meistens Kunststoffe in Pulverform). Danach erstarrt der Stoff zu einer festen Schicht. Nach jeder fertig erstarrten Schicht wird eine neue Pulverschicht aufgetragen, die dann wieder mit dem Laser bearbeitet wird.

Bei dem Elektrostrahlschmelzen passiert im Grunde das Gleiche, wie beim selektiven Schmelzverfahren. Hierbei wird ein Metallpulver mit einem Laserstrahl aufgeschmolzen.

Die additive Fertigung kommt ohne Laser aus. Dabei werden die Materialien schon im Drucker geschmolzen und werden dann Schicht für Schicht auf die Grundplatte aufgetragen. Dieses Verfahren funktioniert auch mit mehreren verschiedenen Farben auf einmal. Allerdings ist diese Art zu drucken durch die Höhe des Druckers eingeschränkt.

3D-Drucker benutzen als Materialien zumeist Kunststoffe, Kunstharze, Keramiken und Metalle. Diese werden dann in Pulverform oder dickflüssig verwendet. Allerdings müssen eventuell auch Dinge gebaut werden, die besonders leicht sein sollen. Dafür gibt es die Leichtbauweise, die nur Materialien zum drucken verwendet, die eine besonders geringe Dichte haben, also leichter sind. Die Leichtbauweise findet vor allem in der Luft- und Raumfahrt Anwendung. Allerdings können auch Körperimplantate mit dieser Variante hergestellt werden.

Schokolade zu Hause drucken?

Es gibt derzeit ein sehr großes Wachstum in der 3D-Druck-Branche. Dabei ist die Technik des 3D-Drucks gar nicht mehr so neu. Bereits in den 1980er Jahren war der Druck schon in der Industrie im Einsatz, um beispielsweise kleinere Darstellungsobjekte zu drucken. Allerdings war das Drucken von Teilen aus Kunststoff oder Metall nicht sehr rentabel und nur äußerst schwer zu realisieren. Heute gibt es auch Bausätze für kleine Hobbydrucker zu Hause. Sie sind im Internet für um die 1.000 Euro zu erwerben, wobei nach oben hin keine Grenzen gesetzt sind.

Der 3D-Druck findet heute zum Beispiel Anwendung in der Medizintechnik, bei Zahntechnikern, Hörgeräteakustikern, im Maschinenbau und Modellbau. Es ist sogar möglich, Essen zu drucken. Dazu füllt man beispielsweise flüssige Schokolade in einen Drucker und druckt damit, was man will. Die Schokolade übernimmt also die Aufgabe des eigentlichen Baumaterials, erstarrt später und man kann damit drucken, was man will, und es später essen!

Nachteile des 3D-Drucks

Allerdings birgt der 3D-Druck auch Gefahren. Beispielsweise könnte es Produktpiraterie geben, denn die Pläne für die Drucker müssen erst am Computer erstellt werden, und diese Pläne könnten geklaut werden. Außerdem stellen sich oft Fragen der Haftung – zum Beispiel bei der Herstellung von Ersatzteilen, falls diese kaputt gehen.

Natürlich gibt es auch moralische Grenzen, denn mit 3D-Druckern kann man wirklich alles drucken, was man dem Drucker vorgibt! Somit ist es auch möglich, sich eigene Waffen zu drucken, die hinterher sogar schusstauglich wären. (Allerdings nur für ein paar Schuss, denn danach hält das Material dem Druck nicht mehr Stand und fällt auseinander!)

Und auch der Gesundheitsaspekt spielt eine Rolle, denn je feiner das Pulver zum Drucken ist, umso lungenschädlicher ist es auch. Und teilweise müssen zum Drucken schon Schutzmasken getragen werden. Die verwendeten Kunststoffe sind manchmal auch giftig –für Mensch und Natur, denn die Umwelt kann natürlich ebenso schnell belastet werden. Auch besteht Grund zur Sorge, dass der 3D-Druck in absehbarer Zeit Arbeitsplätze stiehlt, weil alles automatisch laufen und drucken würde.

Was bringt die Zukunft?

Doch trotz aller Gefahren des 3D-Drucks, hat das Verfahren auch viele gute Seiten, denn der Druck wird mit Sicherheit viele Bereiche des Gesundheitswesens und der Logistik verbessern und somit das Leben leichter machen.

In China wird derzeit sogar ein Haus gebaut, dass komplett aus dem 3D-Drucker stammt. Die Hersteller behaupten, dass komplette Wolkenkratzer mit den modernen Druckern möglich wären. Bei uns in Deutschland und in der gesamten EU herrschen allerdings viel härtere Gesetze, weshalb der Anwendungsbereich hier noch nicht so fortgeschritten ist. In Stockholm jedoch entsteht momentan ein komplettes Haus aus dem 3D-Drucker, das sämtlichen Normen standhalten soll.

Für die Zukunft sind also noch viele Dinge möglich und auch schon in Planung. Tatsache ist, dass noch viele Dinge kommen werden und der 3D-Druck seine Zukunft noch vor sich hat. Was das genau sein wird? Man kann nur abwarten.

Beitragsbild: Karolina Grabowska via Pixabay