Design und Technik Die Brille aus dem Drucker

Möglich, dass man sich irgendwann einmal eine neue schicke Sonnenbrille drucken wird, wenn man die alte verlegt hat. Noch sind solche 3D-Druckverfahren zu teuer für den Alltagsgebrauch. Fraunhofer-Forscher in Magdeburg testen aber schon einmal aus, was alles drinsteckt in der Technik.


Es kommt selten vor, dass eine neue Technik ausgerechnet die Kreativität von Künstlern und Designer bereichert. Die so genannten Rapid-Technologien sind eine dieser seltenen Ausnahmen, denn sie werden dem künstlerischen Wunsch nach Einzigartigkeit eines Produktes gerecht. Schon heute entstehen mithilfe des Verfahrens exklusive Lampen, Sonnenbrillen und Handtaschen - individuell nach Kundenwunsch hergestellt.

Brille als Blaupause: Schon heute kopieren 3D-Drucker aus solchen Vorbildern neue Brillen
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Brille als Blaupause: Schon heute kopieren 3D-Drucker aus solchen Vorbildern neue Brillen

Nach einer Vorlage im Computer entsteht dabei auf Knopfdruck der gewünschte Gegenstand. Möglich wird dies mit einer Art 3D-Drucker, der das Unikat auf einer festen Unterlage in die Höhe wachsen lässt. Schicht für Schicht bauen solche Geräte beispielsweise Tassen oder Teller aus Kunststoff oder Schmuckstücke aus Metall auf.

"Jahrhundertelang musste der Produkt-Designer darauf Rücksicht nehmen, was in der Fertigung überhaupt technisch machbar ist. Mit den Rapid-Verfahren entfällt dieser Zwang: Jede noch so komplizierte Produktgestalt ist herstellbar", erläutert Rudolf Meyer von der Fraunhofer-Allianz Rapid Prototyping in Magdeburg. Mittlerweile lassen sich deshalb viele Designer von den Möglichkeiten der neuen Technik beflügeln.

Das Rapid-Unternehmen EOS in Krailling bei München beispielsweise profitiert vom Interesse der Künstler: Hier wird eine Handtasche gefertigt, die nur aus Kunststoffringen von der Größe eines 10-Cent-Stückes besteht. Jeder Ring ist mit den jeweiligen Nachbarringen verhakt, so dass auf diese Weise ein Netz entsteht. "Industriell lässt sich so eine Handtasche gar nicht herstellen und von Hand müsste man alle Ringe einzeln miteinander verlöten, was wiederum nur mit Metall funktionieren würde. Der Kunde wollte aber einen weißen Kunststoff haben", berichtet Christof Stotko, Marketingleiter der Münchner Firma.

Um die Handtasche herzustellen, verteilt die Rapid-Maschine zunächst eine 0,1 Millimeter dünne Schicht Kunststoffpulver auf einer Arbeitsunterlage. Ein Laserstrahl bringt das Pulverbett genau dort zum Schmelzen, wo später Kettenglieder entstehen sollen. Beim Abkühlen erhärten die geschmolzenen Stellen und werden zu festem Kunststoff. Ein Relief aus verschlungenen Ringen ragt nun empor, während ringsum das Pulver liegen bleibt.

Ist die erste Schicht auf diese Weise fertig gestellt, geht die Prozedur von vorne los. Es wird eine neue Pulverschicht über das Relief der sich herausbildenden Ringe gestreut. Lage um Lage wächst die Handtasche mit diesem so genannten Laser-Sinter-Verfahren in die Höhe. Nach sieben Stunden Produktionszeit ist das Accessoire fertig. "Es ist eher ein exklusives Modeobjekt", sagt Stotko. Der Luxus aus Kunststoffringen kostet 1200 Dollar.

Solch ausgefallene Artikel werden bislang nur in kleinen Mengen produziert. Dafür heben sie sich meist mit ungewöhnlichen Geometrien von handelsüblichen Produkten ab. EOS druckt zum Beispiel Lampenschirme, die einem Würfel aus Mikadostäbchen gleichen. Auch 400 Designer-Sonnenbrillen stammen aus dem Münchner Werk. Diese ließen sich wegen einer besonderen Form des Stegs zwischen den Gläsern nicht industriell herstellen. Sogar verschiedene Kleidungsstücke aus Synthetik können die Geräte in einigen Stunden Arbeit zurechtlasern. Als Kostprobe präsentiert das Unternehmen ein maßgeschneidertes, filigranes Kettenhemd für Damen.

"Mit den Rapid-Verfahren lassen sich die Produkte individualisieren und dem Kunden quasi auf den Leib schneidern. Das ist faszinierend. Aber noch stehen wir hier am Anfang der Entwicklung", meint Meyer. Denn der schier unbegrenzten gestalterischen Freiheit steht bislang eine begrenzte Zahl an Werkstoffen gegenüber. Während der Ingenieur im Maschinenbau oder in der Textilindustrie zwischen tausenden Materialien wählt, verarbeiten die Rapid-Maschinen bis dato nur einige Dutzend Spezialwerkstoffe.

Neben Kunststoffen können Metall, Papier und Keramik verwendet werden. Allerdings erfordert jede Materialklasse ihre eigene Rapid-Maschine. "Wir arbeiten jedoch an neuen Materialien", gibt sich Stotko zuversichtlich.

Bisher kann jeder Kreation der Rapid-Fabrikanten auch nur aus einem einzigen Material bestehen, obwohl viele Alltagsgegenstände einen Lagenlook benötigen. So sind Brillengläser heute mit einer Antikratzschicht versiegelt. "Bislang kann man solche heterogenen Eigenschaften in einem Objekt noch nicht gezielt erzeugen. Aber unsere Forscher in der Fraunhofer-Allianz arbeiten daran", sagt Meyer.

Jedenfalls hat die Technik in den vergangenen Jahren beachtliche Fortschritte gemacht und der Preis für die Geräte ist gefallen. "Vielleicht werden in 5 bis 8 Jahren die ersten Haushalte über ihren eigenen 3D-Drucker verfügen, wenn die preiswertesten Geräte dann nur einige Tausend Euro statt der heute üblichen 25.000 Euro und mehr kosten", wagt Meyer einen Blick in die Zukunft. Das Media Lab des Massachusetts Institute of Technology hat bereits ein Haushaltsgerät entwickelt, das Plastik-Teller und Tassen für jede Mahlzeit frisch zubereitet. Ob die Heimproduktion sich wirklich durchsetzt, bezweifelt Meyer allerdings.

Susanne Donner, ddp

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