Fans der Serie "Raumschiff Enterprise" konnten Ende der 80er-Jahre schon einen Blick in die Zukunft werfen: Die Crew rund um Captain Jean-Luc Picard bezog damals ihr Essen über einen Replikator. Eine Maschine, die anfangs Mahlzeiten aus Proteinmolekülen herstellen konnte - später auch Ersatzteile für das Schiff. 3-D-Druck heutzutage funktioniert ähnlich, wie sich das die Autoren der Science-Fiction-Serie vor mehr als drei Jahrzehnten vorgestellt haben. Gedruckt wird alles: von der Mahlzeit über das Haus bis hin sogar zu menschlichen Organen. Nur so schnell, wie viele dachten, hat sich die 3-D-Druck-Technologie bislang nicht verbreitet.
"Diese Technik wird nicht nur die Machtverhältnisse in der industriellen Fertigung neu definieren, sondern die Wirtschaftswelt als Ganzes erschüttern." Als Neil Gershenfeld, Professor am Massachusetts Institute of Technology (MIT), vor mehr als einem Jahrzehnt diese Worte zu Protokoll gab, waren die Erwartungen an die junge Technologie immens. 3-D-Druck war die Innovation der Stunde, an der Börse wurden 3-D-Druck-Aktien nach oben gejubelt. Inzwischen haben sich die Erwartungen der Realität angenähert. Weder hat jeder Bürger einen 3-D-Drucker in der Hosentasche, noch handelt es sich um eine weltfremde Fertigungsmethode. 3-D-Druck ist reif für den Einsatz, aber nicht für jeden Zweck erste Wahl.
Nahe Austin in Texas soll dieses Jahr eine Siedlung aus 100 Häusern aus dem Drucker entstehen
Was alle Arten von 3-D-Druck gemein haben: Es handelt sich um additive Fertigungsmethoden. Im Grundsatz wird Material - sei es Kunststoff oder Protein - Schicht für Schicht aufgetragen, sodass ein dreidimensionales Objekt entsteht. Faszinierend jedoch ist, was dann so alles aus einem Drucker kommen kann.
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Häuser etwa: Vor wenigen Monaten entstand in Beckum in Nordrhein-Westfallen das erste Haus aus dem 3-D-Drucker in Deutschland. Fünf Minuten braucht der Betondrucker für einen Quadratmeter Wand. Das 160-Quadratmeter-Musterhaus war so in 100 Stunden fertig. Statt einer Maurerkolonne beaufsichtigten nur wenige Arbeiter den Fortschritt. In der Baubranche, die unter dem Fachkräftemangel leidet, ein entscheidender Vorteil. In den Staaten ist die Technik schon weiter: Nahe Austin in Texas soll dieses Jahr eine Siedlung aus 100 Häusern aus dem Drucker entstehen.
Das Wiener Start-up Revo Foods hat einen speziellen 3-D-Drucker entwickelt: Aus knapp einem Dutzend Zutaten, darunter Erbsenprotein, Algen, Zitrusfasern, pflanzlichen Ölen und Fasern, fertigt das Gerät Schicht für Schicht ein Lachs-Imitat.
(Foto: Revo Foods)Die Nachteile liegen allerdings ebenso auf der Hand. Bauen mit Beton ist umstritten. Naturmaterialien wie Holz sind nicht drucktauglich. Felix Pakleppa, Hauptgeschäftsführer des Zentralverbandes Deutsches Handwerk, sieht die Vorteile der 3-D-Technik auf dem Bau daher vor allem in der Vorfertigung. Derart gedruckte Bauelemente könnten dann einfach zur Baustelle gefahren werden. Der 3-D-Drucker bliebe fest an einem Ort installiert. Neben Beton könnten an der Baustelle dann auch andere Materialien verbaut werden.
3-D-Lachs soll gegen die Überfischung der Weltmeere helfen
Wenn schon das Haus aus dem Drucker kommt, wieso nicht auch das Essen? Mehrere junge Unternehmen experimentieren mit der Technologie. Das Wiener Start-up Revo Foods hat einen speziellen 3-D-Drucker entwickelt: Aus knapp einem Dutzend Zutaten, darunter Erbsenprotein, Algen, Zitrusfasern, pflanzlichen Ölen und Fasern, fertigt das Gerät Schicht für Schicht ein Lachs-Imitat. Aromen und Düfte sorgen dafür, dass der Unterschied zum echten Fisch kaum auffallen soll. Vitamine und Omega-3-Fettsäuren werden zugesetzt, sodass der 3-D-Lachs gesünder wird als das Original aus den Weltmeeren.
Ein Patient bekommt in der Zahnklinik Implaneo ein neues Gebiss mit Implantaten aus dem 3-D-Drucker eingesetzt.
(Foto: Robert Haas)Das vor zwei Jahren gegründete Unternehmen will so gegen die Überfischung der Weltmeere helfen. Bis jetzt gibt es den Fisch in ausgewählten Märkten zu kaufen, beispielsweise auch in Bayern. Lachs ist das erste Produkt des Unternehmens. Die Wissenschaftler des Teams arbeiten an anderen Sorten: Thunfisch etwa.
Was mit Fisch möglich ist, sollte für Fleisch kein Problem sein: Das bereits vier Jahre alte Unternehmen Redefine Meat verspricht ein industrielles 3-D-Druckverfahren für Lebensmittel, "das in der Lage ist, die Textur, den Geschmack und das Geschmackerlebnis von Rindfleisch" zu imitieren - ohne Tiere oder tierische Produkte. Das sei nachhaltiger, gesünder und preiswerter als echtes Fleisch. Ohne Gentechnik, ohne Cholesterin, ohne Konservierungsstoffe. In Restaurants in London, Amsterdam, Berlin und Israel lässt sich das bereits probieren.
Forscher arbeiten daran, Nierengewebe zu drucken
Und der Mensch? In der Zahntechnik läuft die 3-D-Revolution. Eine Krone oder Brücke lässt sich mit dem Drucker günstiger und schneller herstellen. Aber auch in Medizin und Biomedizin experimentieren die Forscher. 3D Systems, führender US-Anbieter im 3-D-Druck, hat im Herbst das Biotechunternehmen Volumetric übernommen. Das Start-up hatte mit 3-D-gedruckten Gefäßen auf sich aufmerksam gemacht, die eine Lunge nachahmen. 3D Systems wolle so die Entwicklung biogedruckter menschlicher Organe beschleunigen, erklärte Jeffrey Graves, Chef des Unternehmens.
Israelische Forscher haben 2019 mit einem 3-D-Drucker ein Mini-Herz aus menschlichem Gewebe erzeugt.
(Foto: Ilia Yefimovich/dpa)Trestle Biotherapeutics arbeitet seit Kurzem mit Forschern der Harvard University zusammen, um Nierengewebe zu drucken. Das könnte schwer kranken Patienten helfen, weg von der Dialyse zu kommen. In einem Wettbewerb der US-Weltraumagentur Nasa gelang es Forschern vergangenes Jahr, Lebergewebe additiv zu fertigen. Das soll künftig nicht nur im All helfen, sondern auch Menschen auf der Erde.
Die Beispiele zeigen: In der Industrie wird die Technologie in vielen Bereichen bereits erfolgreich eingesetzt, etwa im Prototypenbau. Der Bau von Häusern, der Ersatz von Fleisch oder menschlichen Organen: Das klingt noch wie Science-Fiction, wird in einigen Jahren aber ebenso alltagstauglich sein. Bis jeder einen Replikator zu Hause stehen hat, vergeht aber wohl noch Zeit.
