Exaddon: 3D-Drucker baut millimetergroßen David von Michelangelo

Ein in der Schweiz entwickeltes 3D-Druck-Verfahren ermöglicht es, winzige Objekte aus einem Metall aufzubauen. Demonstriert wurde das Verfahren anhand einer Miniaturversion eines berühmten Kunstwerks.

Artikel veröffentlicht am 20. Dezember 2019, 11:55 Uhr, Werner Pluta

3D-gedruckter David: Was würde Michaelangelo sagen? (Bild: Giorgio Ercolano, Exaddon)

Über fünf Meter hoch, rund sechs Tonnen schwer, gehauen aus einem einzigen Marmorblock: Michelangelos David gehört zweifellos zu den Meisterwerken abendländischer Kunst. Unzählige Kopien gibt es davon, allein zwei in Originalgröße in Florenz, dem Ort der Entstehung, und natürlich Abertausende, die in Souvenirläden feilgeboten werden. Die neueste Reproduktion der Statue hat es in sich: Sie ist mit Sockel gerade mal einen Millimeter groß.

Angefertigt wurde sie von Giorgio Ercolano von Exaddon und dem Team von Tomaso Zambelli vom Labor für Biosensorik und Bioelektronik der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) in Zürich. Exaddon ist ein Ableger des ETH-Spinoffs Cytosurge. Dabei kam ein 3D-Druck-Verfahren zum Einsatz, das Zambelli vor einigen Jahren entwickelte. Es ermöglicht, Metallobjekte im Nano- und Mikrometerbereich aufzubauen. Die Firma Exaddon entwickelte das Verfahren weiter, unter anderem wurde es beschleunigt.

Das Druckmaterial wird mit Hilfe einer Mikropipette ausgebracht. Das Metall liegt als Lösung vor, die auf einer leitenden Grundplatte elektrochemisch abgeschieden wird. Die Pipette ist an eine Blattfeder (Cantilever) gekoppelt, die es ermöglicht, die Kraft zu überwachen, mit der die Pipettenspitze das Substrat berührt. Der David besteht aus Kupfer. Der Drucker verarbeitet aber auch andere Metalle, darunter Platin, Gold, Nickel oder Silber.

Der Druck dauerte 30 Stunden

Die 3D-Daten für den David sind im Internet frei verfügbar. Die Figur wurde in einem Durchgang und ohne Stützstruktur gedruckt. Der Drucker brauchte dafür 30 Stunden. Ercolano hat auch noch eine kleinere Version aufgebaut, die nur 0,1 Millimeter groß ist und eine geringere Auflösung hat. Dieser David war in 20 Minuten fertig.

Theoretisch könnte das Gerät Figuren bis zu einer Größe von fünf Millimetern aufbauen. Allerdings müsste es dafür eine größere Druckpatrone haben. Die fasst nämlich nur einen Mikroliter Druckmaterial, was gerade für die Herstellung des großen Davids ausreichte.

Ercolano hat den Michelangelo gedruckt, um zu zeigen, was mit dem Verfahren möglich ist. Vorher seien damit nur Säulen oder Spiralen gedruckt worden. "Das Verfahren erlaubt aber, auch beliebige komplexe Strukturen und Geometrien zu drucken", sagt Ercolano. Er und seine Kollegen haben das Projekt in der Fachzeitschrift Micromachines beschrieben.

Potenzielle Nutzer des 3D-Druckverfahrens sind Unternehmen aus der Elektronikbranche. Sie könnten damit Computerchips verbinden oder Mikroelektronik reparieren.