3D-Druck: Macht Druck!
Uff. Viele Ausrufezeichen. Wie sieht es tatsächlich aus mit dem Imperativ des Kreierens? Immerhin: Eine ganze Menge Geräte sind inzwischen auf dem Markt. Sie sind für den Heimgebrauch gedacht und entsprechend erschwinglich. Sie verarbeiten zumeist Kunststoffe mit unterschiedlichen Verfahren. Am weitesten verbreitet ist es sicherlich, einen Draht aus Polymilchsäure (Polylactic Acid, PLA) oder Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat (ABS) zu schmelzen und durch eine Düse zu drücken. Schmelzschichtung oder Fused Deposition Modeling(öffnet im neuen Fenster) (FDM) heißt diese Technik.
Der Druckkopf kann in zwei oder drei Achsen bewegt werden: Er flitzt zur Seite sowie nach vorne und hinten und trägt dabei jeweils eine Schicht des Kunststoffs auf. Um in die Höhe bauen zu können, kann entweder der Druckkopf in der Vertikalen bewegt - sprich: angehoben - werden, oder die Arbeitsplattform wird abgesenkt.
Machen, nicht kaufen
Einer der wichtigsten Akteure auf dem Markt ist sicherlich Makerbot Industries(öffnet im neuen Fenster) . Das New Yorker Unternehmen wurde von Bre Pettis gegründet. Es baut 3D-Drucker wie den Replicator 2 , die im eigenen Geschäft in New York verkauft werden. Pettis ist zudem einer der Köpfe der Maker-Bewegung(öffnet im neuen Fenster) . Sein Credo: Selber machen statt kaufen.
Um schon der Jugend früh das Selbermachen nahezubringen, setzt er sich dafür ein, dass öffentliche Schulen in den USA 3D-Drucker bekommen . Dabei denkt er - natürlich - in erster Linie an den Replicator, einen FDM-Drucker mit schickem schwarzen Metallgehäuse, der Objekte bis zu einer Größe von 28,4 cm x 15,5 cm x 15,2 cm aus PLA aufbauen kann. Makerbot bietet den Replicator auch in einer Variante an, die ABS verarbeitet .
Aber es gibt auch andere 3D-Drucker, die sich für den Schulunterricht eignen. Der Printrbot Jr. etwa, der eigens dafür entwickelt wurde. Er ist klein und handlich - das Gerät wiegt 2,7 Kilogramm, kann zusammengelegt werden und soll dann in einen Rucksack passen. Er baut per FDM Gegenstände von einer Größe bis zu 10 x 10 x 10 cm auf.
Aber vielleicht darf es auch etwas größer sein?
Großdruck, Zahndruck, Handdruck
Wer es gerne größer hat, sollte zum Rigidbot oder zum Rigidbot Big greifen: Auch die beiden Drucker des US-Unternehmens Invent-A-Part(öffnet im neuen Fenster) nutzen das FDM-Verfahren, als Baumaterial dient ein Draht aus PLA oder ABS. Das größte Objekt, das der Rigidbot drucken kann, misst 25,4 x 25,4 x 25,4 cm. Der Rigidbot Big schafft sogar 30,4 x 40,6 x 25,4 cm große Gegenstände.
Zähne zeigen
Variieren lässt sich so einiges: neben Form und Größe auch die Materialzuführung. Das oberpfälzische Unternehmen Sintermask(öffnet im neuen Fenster) etwa füttert seinen Fabbster nicht mit einem Kunststoffdraht, der auf einer Spule aufgewickelt ist, sondern mit den sogenannten Like-Sticks. Das sind knapp 25 Zentimeter lange Kunststoffstäbe, die an zwei Seiten gezahnt sind. Sie befinden sich in einem Magazin und werden von Zahnrädern vorwärts geschoben.
Der Vorteil sei, dass das Material präziser transportiert werde, erklärte Susanne Zeitler, eine Mitarbeiterin des Sintermask-Schwesterunternehmens Netfabb, im Gespräch mit Golem.de. Sonst funktioniert alles wie bei anderen Druckern auch: Der Kunststoff wird geschmolzen und durch eine Düse gedrückt. Dennoch hat Sintermask dafür eine andere Bezeichnung gewählt: Stick Deposition Moulding, kurz SDM.
Handgedruckt
Es geht aber auch deutlich weniger aufwendig - ohne einen komplizierten Mechanismus für den Druckkopf oder die Kunststoffzufuhr: Der 3Doodler ist ein Freihand-3D-Drucker, eine Art automatische Heißklebepistole: Das Gerät verarbeitet PLA und ABS, das von einem Motor in seinem Inneren durch die Druckdüse gedrückt wird. Eine Luftkühlung sorgt dafür, dass der geschmolzene Kunststoff sofort erkaltet, damit eine dreidimensionale Struktur, etwa eine Spirale, stabil ist.
Anfang 2013 hatte Hersteller Wobbleworks eine Crowdfunding-Kampagne initiiert , um die Serienproduktion des 3Doodlers zu finanzieren. Der Erfolg sei überwältigend gewesen, erzählte Max Bogue, einer der Wobbleworks-Gründer, Golem.de im September 2013 auf der Ifa in Berlin: Ziel seien 30.000 US-Dollar gewesen. Bekommen hätten sie über 2,3 Millionen US-Dollar. Voraussichtlich im Februar 2014 werden die 3Doodlers ausgeliefert.
Kamen einige der ersten Geräte noch selbst aus der Selbermachecke - das Gehäuse des Ultimaker etwa ist mit dem Laser ausgeschnitten, was zwar authentisch ist, aber schwarze Kanten macht -, gibt es inzwischen auch Design-3D-Drucker, die sich nahtlos ins moderne Wohnzimmer einfügen.
Schöner drucken mit Colani und dem MIT
So ein schicker Designerdrucker ist beispielsweise der in Singapur entwickelte Buccaneer , dessen Design stark an Apples Cube erinnert. Allerdings verärgerten die Entwickler ihre Unterstützer aus der erfolgreichen Crowdfunding-Kampagne später damit, dass sie die angekündigten Stretch-Goals trotz der erreichten Summen nicht einlösten.
Colanis organischer Drucker
Ebenfalls recht ansprechend sieht der Colani Freesculpt aus, den der Elektronikhändler Pearl mit viel Brimborium auf der Ifa vorstellte . Er trägt deutlich die Handschrift des bekannten Designers Luigi Colani(öffnet im neuen Fenster) : Statt gerader Kanten herrschen die typischen organischen Formen und geschwungenen Linien vor.
Colani pries seine Kreation derart an, dass den Zuhörer der Eindruck beschleichen mochte, er habe den 3D-Drucker soeben neu erfunden. Zu sehen ist davon bislang aber noch nichts: Die Produktion des Gerätes werde, teilte Pearl auf Anfrage von Golem.de mit, nach aktuellem Stand "nicht vor Juni 2014 beginnen."
Auch Ultimaker(öffnet im neuen Fenster) hat übrigens die Zeichen der Zeit erkannt: Der neue Drucker(öffnet im neuen Fenster) der Niederländer kommt nicht mehr im Laubsäge-Look daher, sondern mit einem Gehäuse aus einem glänzenden weißen Kunststoff .
Küchenmaschine belichtet Kunstharz
Schick ist auch der Form 1(öffnet im neuen Fenster) . Der 3D-Drucker des US-Unternehmens Formlabs(öffnet im neuen Fenster) erinnert mit seiner Basis aus gebürstetem Metall und der Abdeckung aus durchsichtigem, orangefarbenen Kunststoff an eine Küchenmaschine. Das Gerät wurde von einer Gruppe von Designern und Technikern des Media Lab am Massachusetts Institute of Technology (MIT) ersonnen und nutzt eine andere Drucktechnik als die bisher erwähnten. Dabei wird Kunststoff nicht geschmolzen, sondern ausgehärtet.
Stereolithographie(öffnet im neuen Fenster) (SLA) nennt sich diese 3D-Druck-Technik. Werkstoff ist ein flüssiges Kunstharz, das aushärtet, wenn es Licht mit einer bestimmten Wellenlänge ausgesetzt wird. Es befindet sich in einem Behälter auf der Basis. In der Basis sitzt ein Laser, der ähnlich wie der Druckkopf des FDM-Druckers beweglich ist. Er beleuchtet das Harz von unten.
Zu Beginn des Aufbauprozesses wird die Arbeitsplattform von oben in den Behälter abgesenkt. Der Laser fährt die Form des Gegenstandes ab und belichtet das Kunstharz. Danach wird die Arbeitsplattform angehoben und die nächste Lage wird ausgehärtet. Am Ende hängt das Werkstück kopfüber unter der Plattform.
Höhere Auflösung
Die Stereolithographie bringt bessere Ergebnisse als FDM: Die Auflösung ist höher - es ist also möglich, feinere Strukturen oder schmalere Wände zu erschaffen. Zudem soll die Oberfläche des Werkstücks glatter sein.
Der Nachteil ist, dass die Technik durch Patente geschützt ist. Das brachte Formlabs auch gleich eine Klage des Hardwareherstellers 3D Systems ein, der die SL erfunden hat. Gleich mit verklagt wurde die Crowdfunding-Plattform Kickstarter, über die Formlabs Geld gesammelt hatte. Kickstarter profitiere von der Patentrechtsverletzung, argumentierte 3D Systems.
Inzwischen scheinen sich 3D Systems und Formlabs außergerichtlich einigen zu wollen, wobei keine Details bekannt sind. Die Erfolgsgeschichte für Formlabs aber geht weiter: Schon das Ergebnis der Kickstarter-Kampagne übertraf die Erwartungen . Statt der beabsichtigten 100.000 US-Dollar kamen 2,94 Millionen US-Dollar zusammen. Über 1.000 3D-Drucker wurden seinerzeit vorbestellt und 2013 ausgeliefert. Im Oktober 2013 kam die nächste Finanzspritze: Formlabs erhielt in einer Finanzierungsrunde 19 Millionen US-Dollar. Davon sollen unter anderem größere Räumlichkeiten bezahlt werden.
Schall-Druck
Höchst ungewöhnlich ist der Peachy Printer(öffnet im neuen Fenster) . Auch er nutzt das Verfahren der Stereolithografie, baut also Gegenstände aus einem Flüssigharz, das durch Belichten aushärtet. Der Laser ist beim Drucker festmontiert. Sein Strahl wird von zwei beweglich gelagerten Spiegeln gelenkt.
Der Drucker wird nicht - wie zu vermuten wäre - per USB an den Rechner angeschlossen, sondern an dessen Kopfhörerbuchse. Ein Zusatzprogramm zu der 3D-Software Blender wandelt die 3D-Daten in Audiodateien um. Die Audiodatei wird abgespielt, und durch die Schwingungen werden die Spiegel bewegt, wodurch der Laserstrahl über das Flüssigharz geleitet wird.
Steter Tropfen
Für die Bewegung in der Vertikalen hat sich Entwickler Rylan Grayston einen einfachen, aber schlauen Mechanismus ausgedacht: Das Harz schwimmt auf einer Schicht Salzwasser. Durch ein Ventil tropft das Wasser in den Behälter und hebt das Harz nach und nach an, während das Bauteil auf dem Boden stehen bleibt.
Finanziert wurde die Entwicklung zum Teil über Kickstarter - und das recht erfolgreich: Statt der intendierten 50.000 kanadischen Dollar, etwa 34.000 Euro, bekam das Unternehmen Rinnovated Design(öffnet im neuen Fenster) über 650.000 kanadische Dollar, umgerechnet mehr als 445.000 Euro. Der musikalische 3D-Drucker soll für 100 kanadische Dollar, rund 70 Euro, auf den Markt kommen.
Aber wozu das alles? Was soll ich mit einem 3D-Drucker anfangen?
Mach was!
"Wir stellen die Gegenstände, die wir brauchen, selbst her, und zwar jetzt" , beschrieb Bre Pettis vor einigen Jahren im Interview mit Golem.de die Attraktion des 3D-Druckens. Aber ich? Was mach' ich?
Nun - eigentlich gibt es wenig, was sich nicht mit dem 3D-Drucker herstellen lässt. Er kann Gegenstände des täglichen Lebens machen, einen Fotoapparat etwa - einen analogen versteht sich. Oder vielleicht lieber eine Schallplatte ? Auch beliebt sind Figuren - das kann sogar die eigene sein: Die britische Supermarktkette Asda etwa bietet in einer Filiale ein Selbstporträt des Kunden an - in Form einer kleinen Statue aus dem 3D-Drucker .
Anzüglich
Auch Kleidung lässt sich mit einem 3D-Drucker herstellen, Bikinis beispielsweise. Das britische Unternehmen Tamicare(öffnet im neuen Fenster) will Anfang 2014 Unterwäsche für Frauen auf den Markt bringen, die per 3D-Druck aus Latex und Baumwollfasern hergestellt werden. Diese werden schichtweise aufgesprüht, so dass in Sekundenschnelle ein Kleidungsstück entsteht. Mit dem Verfahren sollen sich neben verschiedenen Kleidungsstücken auch Bandagen oder Hygieneartikel herstellen lassen.
Eindeutig schicker ging es Anfang 2013 bei der Paris Fashion Week zu: Dort führte die Niederländerin Iris van Herpen zwei Kreationen vor, die sie nicht geschneidert, sondern mit verschiedenen 3D-Druckern hergestellt hatte. Van Herpen nutzte allerdings keine Desktopdrucker, sondern Geräte aus der Industrie, die mehrere Materialien verarbeiten können. Dadurch konnte die Designerin Kleidungsstücke mit außergewöhnlichen Mustern, Texturen und Eigenschaften entwickeln.
3D-Druck verbindet
Beispiel Spielzeug: Die Organisationen Free Art and Technology Lab (F.A.T. Lab) und Sy-Lab etwa haben 2012 das Free Universal Construction Kit geschaffen und als 3D-Datei ins Internet gestellt: Es ist ein Satz von Verbindungsstücken, durch die zehn verschiedene Baukastensysteme miteinander kombiniert werden können, darunter Lego und Lego Duplo, Fischer Technik, der Zahnradbaukasten Gears! Gears! Gears! oder das Stecksystem Krinkles.
Die Stärke des 3D-Drucks liegt also darin, Gegenstände zu erzeugen, die mit konventionellen Verfahren nicht so einfach hergestellt werden könnten, sei es, weil sich bestimmte Formen auf traditionelle Weise gar nicht herstellen lassen oder weil es sich um Einzelstücke handelt, deren Produktion mit herkömmlichen Methoden zu teuer wäre. Roboter, wie etwa der bionische Handling-Assistent des Unternehmens Festo(öffnet im neuen Fenster) , werden deshalb oft mit diesen sogenannten additiven Herstellungsverfahren gebaut.
Nicht alles, was aus dem 3D-Drucker kommt, ist aber wie der schwäbische Roboterarm preiswürdig . Waffen zum Beispiel.
Ich druck dich tot!
Die Gruppe Defense Distributed um den Jurastudenten Cody Wilson aus Texas hat sich dem Drucken von Feuerwaffen verschrieben : Im Frühjahr 2013 stellte die Gruppe den Liberator vor, eine einschüssige Pistole, die bis auf den Schlagbolzen aus dem FDM-3D-Drucker kommt. Sie lässt sich, wie Wilson vorführte, auch abfeuern. Nachahmer ließen nicht lange auf sich warten .
Das US-Unternehmen Solid Concepts(öffnet im neuen Fenster) wollte die Leistungsfähigkeit von Metalldruckverfahren unter Beweis stellen, und auch diesen Texanern fiel nichts Besseres ein, als die 3D-Datei einer Feuerwaffe, genauer gesagt einen Colt M1911, mit selektivem Laserschmelzen(öffnet im neuen Fenster) (Selective Laser Melting, SLM) Realität werden zu lassen .
Der Liberator sorgte für reichlich Aufregung: Das US-Außenministerium verlangte, dass die Gruppe die 3D-Datei von ihrer Website entfernte . Sie begründete das damit, dass die Bereitstellung im Internet einem Export gleichkomme, Defense Distributed aber keine Lizenz für den Waffenexport habe.
Das Londoner Victoria and Albert Museum machte den Liberator daraufhin zum Exponat . Das renommierte Kunstgewerbe- und Designmuseum will damit auf die neue Technik aufmerksam machen - und auf die Probleme, die sie mit sich bringt.
Unsichtbar
Israelische Journalisten demonstrierten die Gefahr, die von einer solchen Waffe ausgeht. Sie schmuggelten eine Kunststoffwaffe in die Knesset , das Parlamentsgebäude. Zweimal passierten sie mit der Pistole im Gepäck die Sicherheitskontrollen. Beim zweiten Mal brachten sie die Waffe mit zu einer Veranstaltung, an der auch Premierminister Benjamin Netanjahu teilnahm.
Ein Alptraum für Sicherheitsbehörden. Einige Politiker in den USA wollen Waffen aus dem 3D-Drucker daher verbieten . Auch deutsche Behörden beschäftigen sich mit dem Thema: Das Bundeskriminalamt hat sogar einen 3D-Drucker angeschafft , "um eigene Tests, insbesondere im Bereich 'Ausdruck von Waffen oder Waffenteilen', durchzuführen."
Gefahr auf beiden Seiten
Gefahr droht aber nicht nur demjenigen, der vor der Waffe steht. Sie kann Schaden auch beim Schützen selbst anrichten: Die Polizei im australischen Bundesstaat New South Wales hat einen Liberator gebaut und getestet. Die Waffe explodierte beim Abfeuern.
Wie aber komme ich zu einer 3D-Datei? Also, natürlich zu einer anderen?
Copy - Print
Die erste Möglichkeit, eine Druckdatei zu bekommen, ist: Sie selbst erstellen. So wie ich erst einen Text schreibe und ihn dann auf dem Drucker ausgebe. Dazu bedarf es - neben viel Fantasie - Kenntnis von 3D-Software. Die gibt es inzwischen auch schon für Tablets .
Die Idee, sagte Maker-Aktivist Pettis im Golem-Interview, sei "das Wichtigste" , aber auch "das Schwierigste." Wem selber also partout nichts einfällt, der macht es wie bei Texten: Er holt sich einen Entwurf aus dem Internet. Von dem Portal Thingiverse(öffnet im neuen Fenster) etwa kann der ambitionierte, aber ideenlose Maker - ganz legal - Dateien herunterladen und den eigenen 3D-Drucker damit füttern.
Dreh Dich mal!
Passend zu den Ausgabegeräten drängen auch Eingabegeräte auf den Markt: 3D-Scanner, mit denen Gegenstände abgetastet werden. Sie erzeugen eine 3D-Datei, die dann gleich auf dem Drucker ausgegeben werden kann. Makerbot etwa hat den Digitizer als Ergänzung zum Replicator im Angebot. Aus Großbritannien kommt der Cubik , den das britische Unternehmen Cadscan(öffnet im neuen Fenster) teilweise per Crowdfunding finanziert hat.
Der Maker muss aber nicht unbedingt ein eigenes Gerät kaufen: Einige 3D-Drucker wie etwa der Colani Freesculpt haben eine Scan-Funktion integriert. Er kann aber auch eines seiner Mobilgeräte zu einem 3D-Scanner umfunktionieren: Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich etwa haben eine App für Android entwickelt, die es ermöglicht, mit der Kamera des Gerätes ein 3D-Modell aufzunehmen.
3D-iPad
Auch für die Konkurrenz gibt es eine Lösung: Das US-Unternehmen Occipital(öffnet im neuen Fenster) hat den Structure Sensor entwickelt , der auf das iPad gesteckt wird. Der Sensor hat zwei Infrarotleuchtdioden. Damit und mit der Kamera des iPads wird die Umgebung abgetastet. Bedient wird der Sensor über eine App.
Eine Kickstarter-Kampagne für den Structure Sensor im September 2013 war überaus erfolgreich: Statt der vorgegebenen 100.000 US-Dollar bekamen die Kalifornier knapp 1,3 Millionen US-Dollar.
Und wie ist die rechtliche Situation? Wer darf eigentlich was drucken? Theoretisch: jeder alles. Theoretisch! Aber praktisch?
Darf dat dat? Dat darf dat!
Tatsächlich dürften Nutzer auch urheberrechtlich oder patent- und geschmacksmusterrechtlich geschützte Gegenstände mit dem 3D-Drucker nachbauen, sagt Lambert Grosskopf. Ein Emblem aus einem Film, ein schick gestaltetes Accessoire, eine Figur aus einem Spiel: Kein Problem, erklärt der auf IT-, Medien- und Urheberrecht spezialisierte(öffnet im neuen Fenster) Jurist aus Bremen.
Bedingung sei aber, dass die Objekte für den privaten Gebrauch bestimmt seien. Eine weitere Einschränkung sei die Herkunft der Druckdatei: Wenn die Datei aus einer "offensichtlich rechtswidrigen Quelle" stamme, dürfe sie nicht verwendet werden. Der Nutzer muss sich also schon die Mühe machen, den Gegenstand selbst zu scannen oder einen Freund, Bekannten oder Verwandten bitten, ihm die Druckvorlage zu liefern.
Druckauftrag
Auch eine andere Person oder einen Dienstleister damit zu beauftragen, einen Gegenstand nach einer 3D-Datei für die private Nutzung aufzubauen, stellt keine Rechtsverletzung dar. Derzeit geht das sogar vergütungsfrei: Noch werden auf die 3D-Drucker keine Urheberabgaben erhoben. Grosskopf rät Herstellern und Importeuren aber, Rücklagen zu bilden: Die Verwertungsgesellschaften hätten das Thema auf der Tagesordnung. Es sei also nur eine Frage der Zeit, bis auch auf 3D-Drucker eine solche Abgabe erhoben werde, wie sie heute bereits für normale Drucker, Kopierer und Speichermedien zu zahlen ist.
Das ist eines der Anzeichen dafür, dass die 3D-Drucker auf den Endkundenmarkt drängen. Auch Unternehmen begreifen das und beschäftigen sich mit dem Thema. Selbst solche, von denen das nicht unbedingt zu erwarten wäre.
Ab in die 3D-Druckerei
Seit einigen Jahren gibt es Dienstleister wie das niederländische Unternehmen Shapeways , das inzwischen nach New York umgezogen ist, oder Sculpteo aus Frankreich. Wer keinen eigenen 3D-Drucker hat, kann ihnen eine 3D-Datei schicken und erhält nach einiger Zeit das fertige Objekt.
Im November 2013 ist die französische Post in das Geschäft mit dem Selbermachen eingestiegen: In drei Filialen in Paris wurden 3D-Drucker aufgestellt. Kunden können dort Objekte bauen lassen - Smartphone-Hüllen oder Visitenkartenboxen, die individuell angepasst werden können. Außerdem sollen Architekten dort Modelle bauen lassen. Sollte sich das auf ein halbes Jahr angelegte Projekt bewähren, will die Post weitere Drucker aufstellen.
Einstieg ins Endkundengeschäft
Im Juni 2013 hat Marktführer Stratasys Makerbot gekauft . Eine bemerkenswerte Entwicklung: Das Unternehmen, das die FDM-Technik entwickelt hat, war bis dato im Geschäftskundenbereich tätig. Es baut große Drucker für Kunden aus der Industrie - auch als OEM, etwa für Hewlett-Packard . Mit dem Kauf von Makerbot hat sich Stratasys auch im Endkundengeschäft positioniert - und das erscheint offensichtlich attraktiv genug für einen Kaufpreis von über 400 Millionen US-Dollar.
Für Microsoft scheint der 3D-Drucker schon beinahe selbstverständlich: Das Betriebssystem Windows 8.1 werde 3D-Drucker ebenso unterstützen wie herkömmliche 2D-Drucker, kündigte der Softwarekonzern im Juni 2013 an. Ein dreidimensionales Objekt aufzubauen, sei dann so einfach, wie eine Textdatei auszudrucken. Zumindest in der Theorie. In der Praxis sind jedoch oft genug noch Ausprobieren und Testdrucke angesagt.
McDruck
Falls noch letzte Zweifel bestanden, dass 3D-Drucken im Alltag angekommen ist, dürfte Mark Fabes sie im November 2013 ausgeräumt haben: McDonald's erwäge den Einsatz von 3D-Druckern, erklärte der IT-Chef des Konzerns in Großbritannien auf einer Veranstaltung über neue Technologie in München. Eine Möglichkeit sei etwa, die Figuren, die es zu bestimmten Menüs gibt, vor Ort in der Filiale zu drucken. "Das ist nur so ein Gedanke" , sagte Fabes dem britischen IT-Nachrichtenangebot The Register(öffnet im neuen Fenster) .
Vielleicht nicht unbedingt ein guter, wie er selbst zugab. Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen nämlich, dass 3D-Drucker gefährlich sein können.
Schadet 3D-Drucken der Gesundheit?
Es müsse geprüft werden, ob ein Gerät, das Kunststoff schmelze, in Restaurants aufgestellt werden könne. Tatsächlich stehen die Geräte inzwischen im Verdacht, schädlich für die Gesundheit zu sein: FDM-Geräte sollen ultrafeine Partikel (Ultrafine Particles, UFP) freisetzen, berichteten Wissenschaftler vom Illinois Institute of Technology in der Fachzeitschrift Atmospheric Environment(öffnet im neuen Fenster) .
Die Forscher um Brent Stephens hatten mehrere Geräte gleichen Typs Objekte aus PLA und aus ABS aufbauen lassen. Dann maßen sie die Konzentration der UFPs in der Luft. Diese sei während des Betriebs der Drucker deutlich angestiegen: Beim Drucken mit PLA seien in der Minute rund 20 Milliarden UFPs freigesetzt worden, beim Drucken mit ABS, das bei höheren Temperaturen verarbeitet wird, sogar rund 200 Milliarden UFPs.
Schädliche Anlagerungen
Und was bedeutet das? Die UFPs sind Partikel, die kleiner sind als 100 Nanometer. Sie können sich in der Lunge oder in den Atemwegen anlagern oder über den Riechnerv sogar ins Gehirn gelangen. Da sie eine relativ große Oberfläche haben, besteht zudem die Gefahr, dass sich weitere Teilchen an den UFPs festsetzen. Hohe UFP-Konzentrationen lösen möglicherweise Lungenkrebs, Schlaganfälle oder Asthma aus.
Eine Einschätzung sei schwierig - nicht zuletzt, weil sie nur einen 3D-Drucker getestet hätten, sagte Stephens Golem.de. Der getestete Drucker habe etwa so viele UFPs emittiert wie ein Laserdrucker. Den hielten die meisten für harmlos - allerdings zu Unrecht, wie aktuelle Untersuchungen zeigten. "Die Emissionen waren recht hoch, und ich bin ziemlich besorgt darüber" , sagt der Wissenschaftler.
Drucken und lüften
Zum kompletten Verzicht auf den 3D-Drucker rät er dennoch nicht. Aber zu Vorsichtsmaßnahmen: Beim Betrieb solle auf gute Lüftung geachtet werden, Schwebstofffilter oder eine Maske seien ebenfalls nützlich. "Wir arbeiten zudem mit einigen Kollegen daran, eine Filtervorrichtung für Drucker zu bauen, die sich als hilfreich erweisen könnte."
Insofern sollte McDonald's sich überlegen, ob es wirklich eine so gute Idee wäre, einen 3D-Drucker in einem Restaurant aufzustellen. Zumindest wenn dieser Figuren druckt. Und wie sieht es mit einem aus, der Fleischklopse druckt?
Drucken statt Kochen
Mancher mag argwöhnen, dass bereits heute der 3D-Drucker den Kochtopf ersetzen kann. Tatsächlich ist das Bioprinting aber noch in der Entwicklung. Schon 2010 haben Forscher vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) das Konzept Cornucopia(öffnet im neuen Fenster) vorgestellt: einen 3D-Drucker, der aus den Zutaten, die sich in Behältern oben auf dem Gerät befinden, eine Mahlzeit zubereitet .
2012 erregte das US-Unternehmen Modern Meadow(öffnet im neuen Fenster) mit dem Konzept Aufsehen, Fleisch im 3D-Drucker herzustellen . Schnitzel und Steaks sollen aus einer Biotinte aufgebaut werden, in der sich verschiedene lebende Zelltypen befinden. Der 3D-Drucker bringt die Biotinte in eine beständige Form. Diese kommt anschließend zum Reifen in einen Bioreaktor.
Ethisch und umweltfreundlich
Fleisch zu drucken sei ethisch und umweltfreundlich, da Massentierhaltung und Methanausstoß vermindert würden, sagen die Gründer Gabor und Andras Forgacs. Die beiden - Vater und Sohn - haben vor Modern Meadow das Bioprinting-Unternehmen Organovo(öffnet im neuen Fenster) gegründet. Es produziert Gewebe für medizinische Zwecke, etwa um Medikamente zu testen. Es soll auch für Transplantationen genutzt werden.
Auch die Nasa erwägt, Essen zu drucken: Die Astronauten sollten sich, so das Kalkül der US-Raumfahrtbehörde, künftig auf langen Flügen durchs All nahrhafte und geschmacklich akzeptable Mahlzeiten vom 3D-Drucker zubereiten lassen.
Als Druckmittel dient dabei nicht ein Kunststoffdraht, sondern Kartuschen, in denen sich Pulver oder Öle befinden. Das Öl bringt die Feuchtigkeit hinein, die Pulver den Rest: Kohlenhydrate, Proteine, Mikro- und Makronährstoffe. Vorteil ist unter anderem, dass die Pulver sich sehr lange halten.
Ausdrucksvolles Essen
Aus den Pulvern und den Ölen wird dann eine Pizza gedruckt. Das Konzept sieht in etwa so aus: Zuerst wird eine Lage Teig auf einer Arbeitsplattform aufgebracht. Die ist - ähnlich wie bei einem Druck, der ABS verarbeitet - beheizt, so dass die Pizza beim Drucken auch gleich gebacken wird. Danach kommt die Tomatensauce, die als Pulver gespeichert ist und dann mit Öl und Wasser gemischt wird. Den krönenden Abschluss bildet eine nahrhafte Proteinschicht.
Wie das in der Praxis aussieht, können sich die Verantwortlichen bei der Nasa in Barcelona vorführen lassen: Das spanische Unternehmen Natural Machines(öffnet im neuen Fenster) hat mit Foodini einen Drucker gebaut, der genau das macht.
Kekse!
In eine Kartusche wird der zu verarbeitende Stoff eingefüllt - das kann Teig für Plätzchen oder Pizza, Schokolade oder eine Sauce sein. Der Drucker bringt diese dann in Form. Zu Weihnachten könnte er beispielsweise zum Einsatz kommen: Statt Plätzchen mit langweiligen Ausstechern zu machen, könnte er Weihnachtsgebäck in abgefahrenste Formen bringen - und sie auch gleich noch dekorieren. Dieses Weihnachten wird das aber noch nichts, die Spanier wollen den Essensdrucker Mitte 2014 auf den Markt bringen. Für immerhin fast 1.000 Euro.
Foodini sei dazu gedacht, Mahlzeiten herzustellen, für deren Zubereitung oft die Zeit fehle, sagte Lynnete Kucsma, Mitgründerin des Unternehmens, der BBC(öffnet im neuen Fenster) . Ein Beispiel seien Ravioli: Normalerweise muss zuerst der Nudelteig zubereitet und dünn ausgerollt werden. Dann wird er ausgeschnitten, belegt und mit einem weiteren Teigstück abgedeckt.
Foodini hingegen druckt erst den Teigboden, setzt dann die Füllung und deckt diese mit Teig ab. Fertig. Klingt gut?
Teig - Füllung - Teig
Einen Nachteil hat das Gerät indes: Wie viele der FDM-Drucker hat auch der Foodini nur einen einfachen Extruder - er kann also nur eine Zutat verarbeiten. Die Herstellung von Ravioli würde demnach so aussehen: Erst wird die Arbeitsfläche mit Teigböden gepflastert. Dann wird die Kartusche mit dem Teig gegen die mit der Füllung ausgetauscht, damit die Böden belegt werden können. Schließlich kommt wieder die Teigkartusche dran, um die Ravioli zu schließen. Und dann geht das Ganze von vorne los, weil die Arbeitsplattform kaum genug Platz für Ravioli für die ganze Familie bieten dürfte.
Klingt irgendwie kompliziert - und noch nicht richtig überzeugend. Andererseits: Für FDM-Drucker wie den Ultimaker gibt es inzwischen auch Doppelextruder als Erweiterung . Warum also nicht irgendwann auch für den Foodini? Einen Doppel-, Dreifach-, oder Vierfachextruder? Vielleicht zu Weihnachten 2015: Der Foodini druckt dann Kekse mit dem eigenen Konterfei - mit Lippen aus Marmelade, Augen aus Zuckerguss und Schokolade.
Und was haben Sie sich zu Weihnachten gewünscht ?