Was ist 30 Jahre alt, fühlt sich aber brandneu an? Ob du es glaubst oder nicht, es ist der 3D-Druck. Ja, diese Technologie gibt es schon seit den Beegees. Begleiten Sie uns auf einen kurzen Rundgang durch die Geschichte des 3D-Drucks.

1981 bis 1999: Additive Fertigung in den Kinderschuhen

Im Jahr 1981 veröffentlichte Hideo Kodama vom Nagoya Municipal Industrial Research Institute seinen Bericht über ein funktionelles Rapid-Prototyping-System, das Fotopolymere verwendet (mehr dazu in einer Minute). Ein solides, gedrucktes Modell wurde in Schichten aufgebaut, von denen jede einem Querschnitt des Modells entsprach.

Drei Jahre später, 1984, betrat Chuck Hull Neuland, indem er die Stereolithografie erfand, die zu einer der beliebtesten Arten des 3D-Drucks wurde.

Die Stereolithografie (SLA) ermöglicht es Designern, 3D-Modelle anhand digitaler Daten zu erstellen (ja, auch ich war überrascht, als ich erfuhr, dass Computer in den frühen Achtzigern 3D-Modelle erstellen konnten), die dann zur Erstellung eines physischen, greifbaren Objekts verwendet werden können.

Der Schlüssel zur SLA ist eine Art Material auf Acrylbasis, das als Fotopolymer bekannt ist. Wie in den verschiedenen Arten von 3D-Druckern ausführlich beschrieben, ist SLA ein additives Verfahren, bei dem flüssige Materialien durch selektives Aushärten mit einer Lichtquelle in ein festes Stück Kunststoff umgewandelt werden. Bei diesem Verfahren wird das Material dann in die Form des Designs Ihres 3D-Modells geformt. In diesem Leitfaden erfahren Sie mehr über Photopolymere.

Diese neue Technologie war eine große Neuigkeit für Erfinder und Unternehmer, die nun ihre Entwürfe als Prototypen herstellen und testen konnten, ohne sich zu hohen Vorabinvestitionen in die Fertigung verpflichten zu müssen.

Im Jahr 1992 wurde George Bush zum Präsidenten gewählt, und 3D Systems (das Unternehmen von Charles Hull) entwickelte die weltweit erste Maschine für den stereolithografischen Druck (SLA), die es ermöglichte, komplexe Komponenten Schicht für Schicht in einem Bruchteil der normalerweise benötigten Zeit herzustellen.

Im selben Jahr stellte das Startup DTM das weltweit erste selektive Lasersinter-System (SLS) her, das einen Laser in ein Pulver statt in eine Flüssigkeit schießt.

Diese Technologien steckten noch in den Kinderschuhen und waren nicht ideal; das Material verformte sich beim Aushärten, und die Maschinen waren für Heimwerker unerschwinglich, aber ihre Zukunft war unbestreitbar.

Jahrzehnte später hat die Geschichte des 3D-Drucks das alte Sprichwort bewiesen, dass die Vergangenheit nur ein Fenster in die Zukunft ist und dass sich diese Technologie immer noch weiterentwickelt.

1999 bis 2011: Die jugendliche Geschichte des 3D-Drucks

Die Zeit vor dem Jahr 2000 war aufregend – nicht nur, weil 1999 die letzte Staffel von Beverly Hills 90210 ausgestrahlt wurde, sondern auch, weil die erste 3D-gedruckte Männlichkeit einem Menschen eingepflanzt wurde. Forscher am Wake Forest Institute for Regenerative Medicine veröffentlichten künstliche Abdrücke einer menschlichen Blase und beschichteten diese Abdrücke dann mit den Zellen menschlicher Patienten.

Das neu erzeugte Gewebe wurde dann den Patienten eingepflanzt, wobei die Wahrscheinlichkeit gering war, dass ihr Immunsystem sie abstoßen würde, da sie aus ihren eigenen Zellen hergestellt wurden.

Medizinisch gesehen war dies ein grandioses Jahrzehnt in der Geschichte des 3D-Drucks. In nur 10 kurzen Jahren stellten Wissenschaftler verschiedener Institutionen und Start-ups eine funktionale Miniaturniere her, druckten die ersten Blutgefäße nur aus menschlichen Zellen und bauten eine Beinprothese aus komplizierten Teilen zusammen, die in genau der gleichen Struktur gedruckt wurden.

Es war auch das Jahrzehnt, in dem der 3D-Druck die Open-Source-Bewegung begründete. Im Jahr 2005 gründete das RepRap-Projekt von Dr. Adrian Bowyer eine Open-Source-Initiative, um einen 3D-Drucker zu entwickeln, der sich im Wesentlichen selbst bauen oder fast alle Teile selbst drucken kann.

Der 2008 vorgestellte „Darwin“ ist ein selbstreplizierender Drucker, der genau das kann. Plötzlich waren die Menschen in aller Welt in der Lage, alles, was sie sich ausdenken konnten, selbst herzustellen.

Ab Mitte der 2000er Jahre hatte die Demokratisierung der Fertigung die Fantasie der Öffentlichkeit beflügelt, ebenso wie die Idee der individuellen Massenfertigung (die im Gegensatz zu Jumbo-Shrimps nicht wirklich ein Oxymoron ist).

Die erste SLS-Maschine wurde 2006 kommerziell nutzbar und öffnete die Tür zur On-Demand-Fertigung von Industriekomponenten. Das 3D-Druck-Startup Objet (inzwischen mit Stratasys fusioniert) konstruierte einen 3D-Drucker, der mit zahlreichen Materialien drucken konnte, wodurch ein einziges Teil in verschiedenen Versionen mit unterschiedlichen Materialeigenschaften hergestellt werden konnte.

Abgerundet wurden die äußerst kreativen Innovationen des Jahrzehnts durch die Einführung kollaborativer Co-Creation-Dienste wie Shapeways, einem 3D-Druckmarkt, auf dem Designer Feedback von Kunden und anderen Designern einholen und ihre Produkte dann ganz einfach herstellen können.

Als Krönung des Ganzen trat MakerBot auf den Plan, das Open-Source-DIY-Kits für Hersteller anbietet, mit denen diese ihre eigenen 3D-Drucker bauen können. Zu dieser Zeit fielen die Eintrittsbarrieren für Erfinder und Designer täglich.

2012 bis heute: 3D-Druck in seiner Blütezeit

Wenn man heute auf die letzten Jahrzehnte zurückblickt, hat man das Gefühl, dass wir in der Zukunft leben. Coming soon: 3D-gedruckte Raumanzüge!

Nun ja, fast. Während der Anschaffungspreis von 3D-Druckern rapide gesunken ist, haben sich die 3D-Drucker weiter verbessert. Heute können Sie einen 3D-Drucker für weniger als 500 Dollar kaufen, der ein Modell übertrifft, das vor einem Jahrzehnt noch über 3000 Dollar gekostet hätte.

Mit der kontinuierlichen Verbesserung des 3D-Drucks gehen die Innovatoren in einer Weise an die Grenzen, von der Charles Hull nur träumen konnte. Designer sind nicht mehr nur auf den Druck mit Vinyl beschränkt. Ein Beispiel: Jetzt können Sie den Verlobungsring Ihrer Träume aus Silber oder Gold drucken. Ingenieure der Universität Southampton haben das weltweit erste unbemannte 3D-gedruckte Flugzeug geflogen, und KOR Ecologic hat den Prototyp des Urbee entwickelt, eines Fahrzeugs mit einer 3D-gedruckten Karosserie, das auf der Autobahn 200 Meilen pro Stunde zurücklegen soll.

Damit sind wir bei der Gegenwart angelangt; wenn diese Geschichtsstunde veröffentlicht wird, wird es sicherlich noch viele andere Durchbrüche in der additiven Fertigung irgendwo auf der Welt gegeben haben. Es ist fast unmöglich, dies aufrechtzuerhalten. Letztendlich werden unsere Kinder Kunstprojekte mit dem 3D-Drucker ihres Klassenzimmers erstellen, und unser Zahnarzt wird in der Lage sein, ein Rezept für ein individuell gedrucktes Gebiss auszustellen.

In der Zwischenzeit werde ich die Nachrichten verfolgen und auf meinen Raumanzug warten.