Geschichte des 3D Drucks - Teil II
Vom Hype zum produktiven Einsatz in der Industrie
Während wir Sie in unserem ersten Beitrag zur Geschichte des 3D Drucks mit zu den Anfängen der Technologie genommen haben, wollen wir in diesem Artikel betrachten, wie sich die Additive Fertigung in den ersten beide Jahrzehnten der 2000er Jahre zum regelrechten Hype entwickelt hat und welche Stellung die Technologie heute einnimmt.
Beginnendes Bewusstsein für die Vorteile des 3D Drucks
Nachdem in den 1980er und 1990er Jahren die ersten 3D Druck Verfahren und Drucker entwickelt worden waren, wurde dem 3D Druck um die Jahrtausendwende nach und nach vermehrtes Interesse zu Teil. Dies hing damit zusammen, dass die Technologie stetig weiterentwickelt wurde und zudem in immer mehr Bereichen zur Anwendung kam.
Besonders in der Biotechnik konnten zu diesem Zeitpunkt erste bemerkenswerte Erfolge verzeichnet werden. So wurde 3D Druck bereits 1999 am Wake Forest Institute für Regenerative Medizin in Winston-Salem in North Carolina genutzt, um die synthetischen Bausteine für eine künstliche Harnblase herzustellen. In den folgenden Jahren konnten mithilfe der Technologie dann außerdem eine künstliche Miniaturniere, komplexe Beinprothesen und künstliche Blutgefäße hergestellt werden.
Von der Wissenschaft zum Privatgebrauch
Während diese Erfolge jedoch in erster Linie für Wissenschaft und Forschung von Interesse waren, erreichte der 3D Druck Anfang der 2000er Jahre schließlich das Bewusstsein der breiten Öffentlichkeit und fand zunehmend im Privat- und Hobbybereich Anwendung. Dazu trugen verschiedene Ereignisse und Errungenschaften bei.
Im Jahr 2004 startete beispielsweise der britische Ingenieur und Mathematiker Adrian Bowyer eine Open-source Initiative mit dem Ziel einen 3D Drucker zu bauen, der neben Objekten aus verschiedenen Kunstoffen auch selbst weitere 3D Drucker produzieren kann. Bekannt wurde dieses Vorhaben unter dem Namen RepRap, kurz für Replicating Rapid-prototyper. Während die Kosten für 3D Drucker bis dahin tausende von Euro betrugen, war es mit diesem Konzept zum ersten Mal möglich, Drucker für wenige hundert Euro herzustellen. Der erste kommerzielle 3D Drucker nach diesem Prinzip kam schließlich im Jahr 2008 mit dem Namen „Darwin“ auf den Markt.
Die Entwicklung und Herstellung kostengünstigerer 3D Drucker wurde ab 2009 auch durch das Ende mehrerer 3D Druck Patente vorangetrieben. So endete in diesem Jahr etwa das von Charles Hull gehaltene Patent für die SLA Technologie sowie auch das FDM Patent von Stratasys. Wettbewerber wie beispielsweise das israelische Unternehmen Makerbot, ließen daraufhin nicht lange auf sich warten und brachten sehr schnell neue DIY-Drucker-Kits auf den Markt. Diese Kits waren dabei nicht nur deutlich günstiger, sondern nun auch nicht mehr in erster Linie auf die Industrie, sondern auf Einzelverbraucher und eine wachsende Hobby 3D Druck Community ausgelegt.
Die wachsende Verbreitung des 3D Drucks wurde nicht zuletzt auch durch die zunehmende Verfügbarkeit von CAD Tools, zur Erstellung von 3D Modellen am eigenen Computer und das Entstehen verschiedener Plattformen, auf denen diese Modelle geteilt und ausgetauscht werden konnten, vorangetrieben. Eines der bekanntesten Beispiele dafür ist die ebenfalls von Makerbot entwickelte Plattform Thingiverse, die 2009 online ging und schnell zur größten digitalen 3D Druck Community und Bibliothek für 3D Druck Dateien wurde.
Ereignisse, wie das erste 3D gedruckte Auto mit dem Namen „Urbee“ des kanadischen Unternehmens Kor Ecologic im Jahr 2010 oder das erste 3D gedruckte unbemannte Flugzeug der University of Southampton in Großbritannien ein Jahr später trugen dazu bei, dass der 3D Druck auch medial immer mehr ins Zentrum rückte. Den Höhepunkt erreichte dieser Hype 2013 als US-Präsident Barack Obama den 3D Druck in seiner Rede zur Lage der Nation als Technologie der Zukunft bezeichnete.
Ernüchterung und Produktivität
Doch konnte der 3D Druck die in ihn als Zukunftstechnologie gesetzten Erwartungen auch erfüllen? Diese Frage lässt sich wohl am besten aus zwei verschiedenen Blickwinkeln beantworten.
Betrachten wir zunächst den Privatbereich. Zu Beginn des 3D Druck Hypes waren hier viele davon ausgegangen, dass 3D Drucker, ähnlich wie normale Bürodrucker, bald in jedem Haushalt verfügbar sein würden. So sollte es möglich werden jegliche Objekte nach Bedarf ganz einfach zuhause selbst herzustellen. Es lässt sich wohl recht leicht erkennen, dass diese Annahme so nicht eingetreten ist.
Auch wenn seit den 2010er Jahren 3D Drucker relativ kostengünstig erworben werden konnten, wurde bald deutlich, dass ein Drucker alleine oft nicht ausreichend war, um Teile in entsprechender Qualität herzustellen, sondern zusätzliches Wissen zu Fertigungsprozess und Materialien benötigt wird. Das führte letztendlich zu einer deutlichen Ernüchterung und dazu, dass sich der 3D Druck im Privatgebrauch nie in breiter Masse durchsetzen konnte. Die Technologie bleibt hier bis heute hauptsächlich auf eine Hobby Community beschränkt.
Anders sieht es im industriellen Umfeld aus. Auch hier fanden in den ersten beiden Jahrzehnten der 2000er ständige technologische Weiterentwicklungen statt. Und auch an komplett neuen Verfahren wurde weiterhin geforscht und entwickelt. So brachte beispielsweise HP mit dem Multi Jet Fusion Verfahren eine neue Technologie auf den Markt, welche heute das wirtschaftlichste und schnellste additive Kunststoff-Fertigungsverfahren ist.
Neben der Weiterentwicklung der Technologie selbst, trug vor allem auch die ständige Entwicklung neuer, widerstandsfähigerer und stabilerer Materialien dazu bei, dass heute mittels 3D Druck äußerst hochwertige Bauteile für anspruchsvolle Anwendungsfälle gefertigt werden können.
Diese Neuerungen machten es unter anderem möglich, dass der 3D Druck bald nicht mehr nur für das Prototyping verwendet wurde, wie es vor allem in seiner Anfangszeit der Fall war, sondern inzwischen auch zunehmend für die Fertigung gedruckter Endverbrauchsteile zum Einsatz kommt und fester Bestandteil in vielen Herstellungsprozessen ist. Durch die Entstehung zahlreicher 3D Druck Dienstleister in den vergangenen 20 Jahren wurde diese Entwicklung zudem weiter vorangetrieben.
Besonders in der Medizintechnik, der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt und auch der Baubranche ist der 3D Druck heute nicht mehr wegzudenken und es lässt sich festhalten, dass der Hype um den 3D Druck zwar deutlich abgeflacht ist, die Technologie aber im industriellen Umfeld inzwischen ausgereift ist und produktiv eingesetzt wird.
Darauf, wie sich der 3D Druck in den oben genannten Industriezweigen möglicherweise noch weiterentwickeln wird und wie allgemein die Zukunft der Technologie aussehen könnte, wollen wir in einem unserer nächsten Beiträge eingehen.