Am alten Herd ist ein Plastikteil abgebrochen und es gibt kein Ersatz mehr dafür? Du hast einen selten, aber wichtigen Lego-Stein verloren? Du hast eine Idee im Kopf, dir fehlt allerdings ein Prototyp? Genau hier kommen 3D-Drucker zum Einsatz. Wie alt diese Technologie bereits ist und wie sie genau funktioniert, schauen wir uns in der heutigen Folge von TechUcation@school an.

3D Drucker sind eigentlich gar keine neue Erfindung. Die rasante Entwicklung des 3D-Drucks begann Anfang der 80er Jahre, getrieben durch den Bedarf an schnellen und kostengünstigeren Lösungen zur Generierung von Prototypen für die Serienfertigung. Wissenschaftler*innen aus der ganzen Welt haben an dem 3D Druck getüftelt, doch als Erfinder gilt allgemein der US-Amerikaner Charles Hull. Er meldete 1984 sein erstes Patent für einen Prototypen des 3D Druckers an. Seitdem wurde die Technologie immer stetig weiterentwickelt.

So, wie funktioniert nun also der 3D Druck? Mit dem Drucker werden in Schichtbauweise verschiedenste, dreidimensionale Objekte hergestellt. Das Objekt, welches gedruckt werden soll, muss digital als dreidimensionales Modell vorliegen. Alle 3D Drucker beinhalten eine Software, die aus der Datei mit dem 3D-Modell die nötigen Werkzeugbahnen und Befehle an den Drucker berechnet. Gedruckt wird mit einer Düse, welche in alle Richtungen gefahren werden kann, also seitwärts, vor- und rückwärts und auf- und abwärts. Aus der Düse kommt das verflüssigte Druckmaterial heraus. Dieses Material härtet schnell und so kann es Schicht für Schicht auf den Bahnen aufgetragen werden.

Beim Material sind der Vorstellung heute (fast) keine Grenzen gesetzt: zum Beispiel gibt es heute 3D Drucker, die ein Modell aus Schokolade drucken können. Zu den klassischen und am häufigsten verwendeten 3D-Druck-Materialien gehören jedoch die Filamente. Das sind Kunststofffäden, die auf einer Spule aufgerollt, vom 3D-Drucker eingeschmolzen und so Schicht für Schicht zu einem fertigen Objekt verarbeitet werden. Auch Metalle sind ein beliebtes Material.

Ein weiteres Verfahren ist der 3D Druck mit der Digitalen Lichtverarbeitung (Digital Light Processing, DLP). Diese Technologie arbeitet auf einer Harzbasis. Hier entsteht das Objekt durch einen digitalen Lichtprozessor, der als UV-Lichtquelle dient, und Harz verfestigt. Ein Lichtprojektor härtet das Harz bei diesem Verfahren Schicht für Schicht aus.

In den vergangenen Jahren schritt die Entwicklung rund um den 3D-Druck mit hohem Tempo voran. Vom technischen Gimmick entwickelte sich das Verfahren so zu einer echten Alternative für ganze Industriezweige. Mit einem Druckroboter können heute beispielsweise ganze Häuser einfach „ausgedruckt“ werden. Dabei werden dann einzelne Betonschichten in Bahnen aufgetragen. Schaut da gern mal in unsere Infobox, dort haben wir euch ein passendes Video verlinkt.

Vor allem im medizinischen Bereich gab es einen großen Höhepunkt in der Geschichte des 3D-Drucks: Zum ersten Mal wurde einem Menschen ein 3D-gedrucktes Organ implantiert. Heute kann die menschliche Niere beispielsweise mit synthetischen Strukturen nachgebaut werden.

Ihr seht also: der 3D Druck entwickelt sich nicht nur in Tiefe, sondern auch in die Breite. Mittlerweile ist er auch in Unternehmen angekommen und wird dort eingesetzt…..