3D-Drucker: Neuer High-Tech Trend für den Hausgebrauch?

In jüngster Zeit erlebt eine Technologie, die schon seit den 1980er Jahren industriell eingesetzt wird, einen großen Hype bei Hobbybastlern und (semi-)professionellen Gewerbetreibenden: Der Einsatz von 3D-Druckern. Waren diese früher aufgrund der hohen Anschaffungskosten der Geräte nur den großen Unternehmen vorbehalten, so können sich jetzt, dank dem Auslaufen einiger wichtiger Patente, auch immer mehr „Otto-Normalverbraucher“ diese Drucker leisten. Günstige Drucker gibt es heutzutage schon für unter 1.000 € und wenn man die Bauanleitungen von OpenSource-Projekten wie ReRap umsetzt, kann man auch schon für noch weniger Geld loslegen.

Einen Haken haben diese billigen 3D-Drucker allerdings meistens. Sie arbeiten mit dem Schmelzverfahren, bei dem mit verflüssigtem Kunststoff gedruckt wird und erreichen leider nie ganz die Genauigkeit, wie ihre großen Brüder. Und außerdem ist es bei diesen Modellen oft nicht möglich mit Metall oder Keramik zu drucken. Für solche Drucker, welche diese Materialien verarbeiten können, muss meist viel tiefer in die Tasche gegriffen werden. Verallgemeinert kann man zwischen 3 Hauptverfahren unterscheiden, nach denen 3D-Drucker ihre Druckerzeugnisse herstellen:

• Schmelzverfahren: Auch als Fused Deposition Melting (FDM) bekannt. Bei dieser Technik wird der Feststoff (meist Kunststoff) unter starker Hitzeeinwirkung in der Druckdüse (Extruder) geschmolzen und dann schichtweise aufgetragen. Es gibt verschiedene Extruder, mit denen auch der Druck mit Ton, Schokolade, Teig, Holz (Mischung aus Holzmehl und Harz), ABS, Nylon oder wasserlösslichem Polyvinyl-Alkohol (PVA, häufig als Stützmaterial eingesetzt) möglich ist.
• Sinter-Verfahren: Auch als Selective Laser Sinter/Melting (SLS/SLM) bekannt. Dabei wird das Druckmaterial in Form eines Pulvers aufgebracht. Mit Hilfe eines Lasers wird es verklebt (SLS) oder direkt verschmolzen (SLM). Das zweitgenannte Verfahren hat leider den Nachteil, dass es aufgrund der hohen Hitze zu Ungenauigkeiten kommen kann, wenn geschmolzenes Material zu tropfen beginnt. Hier kann man mit dem SLS-Verfahren wesentlich höhere Genauigkeiten erzielen. Allerdings müssen die gesinterten Modelle noch in einem Ofen gehärtet werden. Dank der Pulverform können aber auch unterschiedliche Metalle, sowie auch Legierungen, gedruckt werden. Die Drucker, die mit diesen Verfahren arbeiten, sind leider noch immer ziemlich teuer.
• Stereolithografie (STL oder SLA): Hier werden flüssige Kunststoffe, welche unter Lichteinwirkung aushärten, in einen Wasserbehälter gefüllt. Das Modell entsteht dann schichtweise, indem der Kunststoff mit der Hilfe eines Lasers oder eines DLP-Projektors belichtet und damit dann der Aushärteprozess in Gang gesetzt wird. Leider halten die hiermit gedruckten Objekte nicht sonderlich hohen Belastungen stand.

Der Phantasie scheinen mittlerweile keine Grenzen mehr gesetzt zu sein. Und mittlerweile ist es dank der verschiedensten Vorlagen aus diversen Communities auch einfach möglich, sich eine 3D-Datei herunterzuladen, diese nach den eigenen Vorstellungen zu modifizieren und sie sich dann einfach zuhause auszudrucken. So kann man sich mittlerweile zum Beispiel eine STL-Datei downloaden und mit Hilfe dieser Datei eine eigene Handytasche für sein Nokia Lumia 820 gestalten. Das ist natürlich auch eine der großen Stärken der neuen Druckerwelt: So individuell wie möglich vor Ort etwas Eigenes produzieren in kleiner Stückzahl oder als Unikat. Und genau darin kann man auch eines der größten Probleme der 3D-Drucker sehen. Jeder kann praktisch alles herstellen ohne dafür ein Patent besitzen zu müssen. Imitate oder vielleicht sogar funktionsfähige Waffen…

Günstige Drucker gibt es zum Beispiel bei der deutschen Firma Fabbster für um die 1.700 Euro. Und auch den Protos X400 von German RepRap gibt es für gute 1.800 € – alles made in germany, versteht sich! Den neuen 3D-Drucker CubeX des US-amerikanischen Unternehmens 3D Systems bekommt man schon ab rund 2.000 Euro. Dafür kann er dann aber nur einfarbig drucken. Es gibt ihn aber auch als Zwei- und Drei-Farben-Variante für die man natürlich etwas mehr Geld hinblättern muss (2.300 bzw. 3.100 €). Und auch der Platzhirsch Stratasys bietet einen Desktop-3D-Drucker für wenig Geld, ohne dabei aber die hochwertigen und großen 3D-Drucker zu vergessen.

Die Anwendungsmöglichkeiten der 3D-Wunderwerke sind vielfältig und lassen sich nun auch für den Heimgebrauch anwenden und vor allem bezahlen. Da müssen nun nicht mehr mittlere fünfstellige Beträge investiert werden und den Einsatzmöglichkeiten sind praktische keine Grenzen gesetzt. Sind wir nun auf dem Weg in eine Zeit voller Erfindergeist und Do-it-yourself-Mentalität? Social Science 2.0? Wir werden es erleben…

Bilder: © 3D Systems