Die Welt im Druck

Jede Form, jede Größe und jedes Material: Dinge werden nicht mehr geschraubt, gelötet, geschliffen oder gefräst, sondern gedruckt. Ob Kleidung und Schuhe, Töpfe und Teller, Schmuck, Spielzeug, Möbel, Gartenzäune, Häuser und gar Statuen der eigenen Kinder: Jeder Mensch kann sich alles, was er sich wünscht, selbst anfertigen . . . mit dem 3D-Drucker. Fabriken sind out, der globale Warenverkehr endlich klimafreundlich, weil obsolet. Denn im Internet werden keine Produkte, sondern nur Rohmaterialien und Bauanleitungen feilgeboten - die Fertigung verlagert sich in die Wohnzimmer. Sogar das Abendessen lässt sich drucken.

Noch vor vier bis fünf Jahren war das die Vorstellung. Der 3D-Druck galt als die Dampflokomotive der Produktion. Einige Pioniere sahen in der neuen Technologie eine Industrierevolution 5.0. Nicht einmal Roboter würden dann noch in den Fabriken werken, meinten sie, weil sogar die Karosserien fahrbarer Untersätze hausgemacht werden könnten. Heute zeigt sich, das ist nicht eingetreten. Nicht der 3D-Drucker, sondern ein Dieselskandal erschüttert die Autoindustrie, Lebensmittel wachsen weiterhin nach und Kleidung wird wie in alten Zeiten gewebt.

Warum blieb die Vision bisher eine kühne? Mit einem Filzstift malt Johannes Homa das Bild eines Weges auf eine weiße Tafel. "Gartners Hype-Zyklus: Am Anfang zeigt die Kurve steil aufwärts. Ihr Höhepunkt steht für extrem überzogene Erwartungen in eine neue Technologie: In diesem Momentum scheint bis zur Weltrettung alles möglich - so wie noch vor vier bis fünf Jahren", sagt der Wiener Experte für den 3D-Druck.

Doch siehe da - auf einen Sitz sackt die Kurve ab. Die Mehrheit der Hoffnungen zerschellt an den Klippen der Praxis, die viele Ideen als Spielerei, nicht kostendeckend oder nicht sinnvoll enttarnt. Zeit für den Auftritt einer Portion Vernunft, die aufzeigt "welche Produkte sinnvollerweise tatsächlich gedruckt werden sollten - und welche nicht". Langsam geht es wieder aufwärts, diesmal auf einem flacheren Pfad, der sich allmählich auf einer Geraden einpendelt. Technologiepropheten nennen sie "Plateau der Produktivität". Für Homa ist dieses Stadium ein guter Platz. Mit seinem Partner Johannes Benedikt hat er ein Unternehmen gegründet, das Drucker für Bauteile aus Keramik erzeugt. Lithoz heißt die im sechsten Wiener Gemeindebezirk beheimatete Firma, die kein Start-up mehr ist, sondern ein expandierendes Unternehmen mit derzeit 60 Mitarbeitern und einer Niederlassung in den USA.

Massenhaft einzigartig

"Additive Fertigung" antwortet Homa, wenn er gefragt wird, was er beruflich macht. Dabei werden biologisch abbaubare Fäden oder auch Pulver geschmolzen, durch einen Druckkopf eingezogen und übereinandergeschichtet. Was kommt heraus? Der Absolvent der Technischen Universität Wien und Inhaber zahlreicher Patente zeichnet ein inhomogenes Bild: Als effizient, schnell und kostengünstig erweise sich die additive Fertigung von Prototypen, Kleinserien und Spezialanfertigungen. Das große Geld aber liege in "Mass Customization". Das Kunstwort kombiniert die englischen Begriffe "mass production" und "customization", und bedeutet "Massenanpassung" - die Massenerzeugung individuell ausgerichteter Güter. Homa zieht eine 20x20 Zentimeter große, quadratische Unterlage aus seiner Schreibtischlade. Aus ihm ragen, dicht aneinander gekuschelt, verschieden geformte, hautfarbene kleine Wülste. "98 Prozent der Hörgeräte-Schalen werden heute mit additiver Fertigung erzeugt. Sie sind unterschiedlich geformt wie die Gehörgänge jedes Menschen", erklärt der Firmengründer.

Jede Form, jede Geometrie, jede Größe aus fast jedem Material: Diese Vision bewahrheitet sich. Mehr noch: 3D-Drucker schaffen Formen, die es sonst gar nicht gäbe. Jede Figur, deren Koordinaten ein Computer-Algorithmus erfassen kann, ist druckfähig. Außerirdisch anmutende Schuhe. Transparente Spielzeug-Elefantenkühe mit Spielzeug-Elefantenkindern im Bauch. Kugeln mit verzahnten Schichten, die sich gegeneinander drehen. Wärmetauscher für Industriemaschinen mit einem Querschnitt wie ein Schneekristall. Kerosinsparende Bauteile für Flugzeugturbinen. Raketenstücke. Knochenimplantate, die sich im Zuge der Heilung mit dem betroffenen Abschnitt des Stützapparats verbinden und sich danach in ihm auflösen. Kronen und Brücken als Zahnersatz. Formen für jährlich 300.000 unsichtbare Zahnspangen, die die Beißerchen in Position schieben. Allein dieses Patent bringt der US-Herstellerfirma Align Technology einen Jahresumsatz von einer Milliarde Dollar. "Bei der richtigen Anwendung kommt man in interessante Stückzahlen", sagt Homa.

Häuser in ein paar Tagen

Dabei ist das Prinzip der additiven Fertigung nicht einmal neu. Schon die alten Ägypter bauten ihre Pyramiden Schicht für Schicht. Durch Aufeinanderstapeln einzelner Blöcke entstanden nach und nach pyramidale Grabmonumente. Heutige Baumeister wollen das Verfahren beschleunigen. Sie wollen Häuser in ein paar Tagen bauen, ohne Bagger und ohne Gerüst. Mit einem 3D-Drucker für Beton wäre es vom Architekt bis zum Gebäude nur ein Knopfdruck, so die Idee. Ihre Verwirklichung würde den Hausbau billiger machen. Jedem sein Eigenheim aus dem Printer - diese Vorstellung bleibt.

Ein Bauingenieur aus China, wo der Mangel an Wohnraum mit immer höheren Wolkenkratzern in gigantischen Vorortzonen bekämpft wird, will schon so weit sein. Ma Yihe, Geschäftsführer der Baufirma Winsun, machte im Jahr 2016 Schlagzeilen für zehn Ein-Zimmer-Häuser, die er angab, binnen 24 Stunden Schicht für Schicht ausgedruckt und binnen einer Woche zusammengefügt zu haben - ganz ohne Bauteam. Allerdings durfte das Fernsehen den Drucker nicht filmen. In einer Doku im Sender "Arte" äußern Fachkollegen Zweifel, was die Solidität der Bauwerke betrifft. Anderen Berichten zufolge arbeitet Ma Yihe mit dieser Technik bereits an Wohnhäusern.

Auch in Österreich fehlt es an Baustandards für den Druck. Etwa muss der Beton rasch, nachdem er aus der Düse des Roboters kommt, eine hohe Festigkeit erreichen. Zudem müssen sich viele Schichten stabil verbinden. Das Innsbrucker Unternehmen Baumit und die Universität Innsbruck haben einen 3D-Drucker für Beton konstruiert. Wohnbauten sind das Ziel. Bisher wurde immerhin eine erkleckliche Anzahl höchst unterschiedlicher Bauteile erzeugt.

Wolkenkratzer, die binnen wenigen Wochen stehen, könnten Millionen von Bauarbeitern zum Stempeln schicken. "Wie sich die Arbeit verändert, ist den meisten Menschen nicht klar. Wir hören von Jobabbau und wollen immer bessere Dinge immer billiger. Der 3D-Druck soll uns individuelle Produkte zum Preis von Massenware bringen", betont Helene Wagner, eine der Projektleiterinnen für die Ausstellung "Arbeit und Produktion - weiter gedacht".

Diese seit Freitag im Technischen Museum Wien (TMW) laufende Schau thematisiert Veränderungen der Industrieproduktion. Während sich in der Haupthalle bedächtig eine Dampfmaschine bewegt, schnurren in der neuen Ausstellung Roboter und rattern im "techLAB" 3D-Drucker und Lasercutter vor sich hin. "Wir kommen mit der Ausstellung dorthin, wo das Technische Museum vor 100 Jahren war, als Innovationen ausgestellt wurden und die Leute kamen, um zu staunen und neue Entwicklungen zu sehen", erklärte TMW-Direktorin Gabriele Zuna-Kratky diese Woche am Rande einer Presseführung.

Roboter scannen Bauteile und ordnen oder holen Medikamente aus einem Lager - das ist die eine Seite. Designer schicken Koordinaten an einen Drucker, der eine Metallkugel erzeugt, die anders als ihre herkömmlichen Schwestern hüpft wie ein Gummiball: Das ist die andere Seite. Indes basteln Forscher bereits an Ziegelsteinen aus Mondstaub, mit denen vor Ort eine Mondbasis gedruckt werden soll. Wenn diese Zukunftstechnologien hier und im All kombiniert werden können, dann wird der 3D-Druck wohl noch viel mehr verändern, als man ihm jemals zutraute - in einer ferneren Zukunft.