Coburg
Zukunftstechnologie

3D-Druck in Franken: die radikalen Möglichkeiten der Wundermaschine (interaktiv)

Lebensmittel, Flugzeugteile, Herzgewebe: Wie 3D-Drucker funktionieren und was sie heute und in naher Zukunft herstellen können. Erstaunliches aus Franken.
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Der Roboterarm gehört zur Fertigung innovativer Sportschuhe, für die Adidas in Ansbach Sohlen im 3D-Drucker herstellt. Hannah Hlavacek/Adidas AG/dpa
Der Roboterarm gehört zur Fertigung innovativer Sportschuhe, für die Adidas in Ansbach Sohlen im 3D-Drucker herstellt. Hannah Hlavacek/Adidas AG/dpa
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Ich druck mir die Welt, widdewidde wie sie mir gefällt - viele sehen den 3D-Druck als revolutionärste, als radikalste Entwicklung seit der Erfindung des Internets an. War es am Anfang ein Thema, das vor allem Wissenschaftler und Maschinenbauer begeisterte, ist es inzwischen im Alltag angekommen.
"Im Automobilbereich lassen sich einzelne Bauteile für Luxuskarossen und Oldtimer herstellen. Die Materialeigenschaften sind super, das eröffnet ein breites Feld an Anwendungen. Bei Kunststoff hat der Spritzguss zwar bei großen Stückzahlen deutliche Vorteile - aber 3D-Verfahren werden besser und schneller", sagt der Coburger Professor für Maschinenbau Markus Stark. "Großes Potenzial sehe ich auch im Dienstleistungsbereich, wo Kunden sich beispielsweise Schmuck oder eigene Kreationen in Wunschfarbe und -material bestellen können." Stark kennt die Einsatzbereiche des 3D-Drucks schon lange. Im Interview erklärt er hier ausführlich, wo er die wichtigsten Anwendungsbereiche sieht.
An der Hochschule Coburg gibt es verschiedene Bereiche, die das Verfahren nutzen - beliebt ist es auch am Lehrstuhl für Integriertes Produktdesign, den Professor Peter Raab leitet. Seine Devise:


"Grenzen gibt es nur im Kopf"

 

 


Revolutionäre Idee: Körperteile aus dem 3D-Drucker

Die revolutionärsten Ideen in diesem Bereich ist es aber wohl, menschliche Körperteile auszudrucken. Dass im OP-Saal eines Krankenhauses standardmäßig ein 3D-Drucker steht, ist zwar noch Zukunftsmusik, aber Professor Thomas Scheibel vom Bayreuther Lehrstuhl für Biomaterialien hat schon mal ein Ohr ausgedruckt. Er arbeitet mit "Biotinte" aus lebenden Zellen und Spinnseidenmolekülen. "Spinnenseide ist bakteriostatisch. Ihre Oberfläche ist so aufgebaut, dass sich Bakterien oder Pilze nicht daran festhalten können." Bereits die alten Griechen wussten das und nahmen Spinnweben als Wundpflaster. Scheibel nutzt künstlich hergestellte Spinnseide als Werkstoff für das 3D-Druckverfahren. Das Material ist nicht nur steril und löst keine Immunreaktion aus, es ist auch recycelbar, es ist belastbarer als Nylon und alle anderen bekannten Fasern. Gemeinsam mit Felix Engel aus der Nephropathologischen Abteilung des Uni-Klinikums Erlangen arbeitet Scheibel derzeit daran, individuell auf Patienten abgestimmte Implantate auszudrucken. Dabei geht es um Organe: "Funktionierendes Herzgewebe kann sehr bald künstlich hergestellt werden. Die Frage ist nun, wann und wie dies in der Klinik ankommt", sagt Scheibel. In der Medizintechnik, vor allem bei Prothesen, ist 3D-Drucktechnik bereits häufiger zu finden.

 

 


So funktioniert ein 3D-Drucker

Die Technik kann je nach Material und Anforderungen unterschiedlich funktionieren, aber im Großen und Ganzen kommt es auf diese Aspekte an:

 



Der technikbegeisterte Durchschnittsfranke: lernen und spielen

Man muss kein Wissenschaftler sein, um sich mit dem Verfahren zu beschäftigen - nach und nach kommt der 3D-Druck im Alltag technikbegeisterter Durchschnittsfranken an. Es gibt Kurse der Volkshochschulen und der Jugendarbeit, Projekte von Modellbauern und Schülern. Bei ihrem Techniklehrer Ralf Heydemann (Foto) experimentieren zum Beispiel Schüler der Mittelschule Küps (Kreis Kronach) mit den Druckern. Um sie auf die rasanten Entwicklungen der neuen Technologien in der Berufswelt vorzubereiten, wurde ein Gerät angeschafft, das auch in der Wirtschaft eingesetzt wird. Die Kosten von 1700 Euro übernahmen Sponsoren. Für den Unterricht mit 3D-Druck gibt's verschiedene Ansätze: Die Firma CMB 3D stellt im mittelfränkischen Landkreis Weißenburg-Gunzenhausen 3D-Drucker her und will ihr Gerät namens "Hanni" durch Crowdfunding und Förderprojekte für knapp 100 Euro an Schulen verkaufen. Im Elektrohandel kostet ein einfacher 3D-Drucker für kleine Plastikteile ab etwa 300 Euro und eignet sich beispielsweise für den Modellbau. Billiger sind die 3D-Stifte, eine Spielerei, bei der mit einem Plastikfaden freihändig Objekte in die Luft "gemalt" werden. Wer die Technik einmal ernsthaft ausprobieren möchte, kann auch in einen 3D-Druckshop gehen.


Gedrucktes Titan für Flugzeugteile: Wie die Lichtenfelser Firma Concept Laser mit 3D-Druck den Weltmarkt eroberte

Die Drucker, die in Lichtenfels hergestellt werden, sind ein anderes Kaliber als das, was im Hobbyraum oder im Klassenzimmer steht.

 


Die Firma wuchs rasant, hat heute fast 400 Mitarbeiter und Ende 2016 verkauften die Franken 75 Prozent des Familienunternehmens für 550 Millionen Euro an den US-Konzern General Electric, der jetzt in Lichtenfels gut 100 Millionen Euro in ein Kompetenzzentrum investiert.

 


Adidas produziert Schuhsohlen in Serie im 3D-Drucker

Bereits vor zwei Jahren experimentierte der Herzogenauracher Sportartikelhersteller Adidas mit einem Laufschuh, dessen im 3D-Druck gefertigte Zwischensohle individuell an die Dämpfungsbedürfnisse des jeweiligen Läufers angepasst wird. Sohlen aus einer innovativen 3D-Netzstruktur lassen sich in einem anderen Fertigungsverfahren nicht herstellen. Beim 3D-Druck kann jeder Punkt der Sohle beeinflusst und angepasst werden. Schuhe mit 3D-Elementen wurden bisher nur in kleinen Stückzahlen hergestellt. Diesen Sommer begann die Serienproduktion von Tretern für den Massenmarkt, die zum Teil aus dem 3D-Drucker kommen: In der "Speedfactory" im mittelfränkischen Ansbach und in einer zweiten Fabrik, die in Atlanta im amerikanischen Bundesstaat Georgia gebaut wird, sollen künftig jedes Jahr mit Roboter- und 3D-Drucktechnik 500 000 Paar Schuhe hergestellt werden. Unter anderem Adidas-Konkurrent Nike arbeitet an ähnlichen Innovationen und setzt neben Robotik ebenfalls 3D-Druck ein - dass ein Schuh aus dem Drucker in Serie geht, ist bisher aber nur den Herzogenaurachern gelungen.