Gedruckte Häuser, Raketen und Organe: Was 3D-Druck heute kann

Markierte Begriffe erklären wir kurz, wenn du darauf zeigst oder tippst.

Auf deinem Drucker entstehen Halterungen, Figuren und Ersatzteile. In der Industrie und Forschung druckt man mit demselben Grundprinzip ganz andere Dinge: Wohnhäuser, Raketen, Brücken und sogar Implantate aus lebenden Zellen. Hier sind belegte Beispiele, jeweils mit Jahr, und eine ehrliche Einordnung, was davon Alltag ist und was noch Forschung.

Häuser aus dem Drucker

Beim Bauen mit 3D-Druck fährt ein großer Portaldrucker über die Baustelle und legt einen speziellen Beton oder Mörtel Schicht für Schicht ab, ähnlich wie dein Drucker Filament.

Das erste gedruckte Wohnhaus Deutschlands steht in Beckum in Nordrhein-Westfalen. Der Druck begann 2020, am 26. Juli 2021 wurde das Haus offiziell eröffnet. Es hat zwei Geschosse und rund 160 m² Wohnfläche. Gedruckt hat ein BOD2-Drucker des dänischen Herstellers COBOD, umgesetzt von der Firma PERI. Für einen Quadratmeter doppelschalige Wand brauchte der Drucker etwa fünf Minuten. Das Land NRW förderte das Projekt mit knapp 200.000 Euro.

Wichtig zur Einordnung: Gedruckt werden vor allem die Wände. Fundament, Dach, Fenster und Haustechnik entstehen weiterhin auf herkömmliche Weise.

Raumfahrt und Luftfahrt

Hier ist 3D-Druck längst keine Spielerei mehr, sondern Serienproduktion. Gedruckt wird meist aus Metallpulver, das ein Laser Schicht für Schicht verschmilzt.

• GE-Treibstoffdüse (ab 2015): Für das Flugzeugtriebwerk LEAP druckt GE eine Treibstoffdüse, die früher aus 20 verschweißten Einzelteilen bestand, als ein einziges Teil. Laut GE ist sie 25 % leichter und fünfmal haltbarer. Bis Oktober 2018 wurden über 30.000 Stück gedruckt.
• SpaceX SuperDraco (2014): Die Brennkammer des SuperDraco-Triebwerks für die Raumkapsel Dragon 2 wird aus der Nickellegierung Inconel gedruckt. Bis Juli 2014 lief die gedruckte Brennkammer über 80 Mal im Test.
• Relativity Space Terran 1 (2023): Am 22. März 2023 startete die Rakete Terran 1, die zu etwa 85 % ihrer Masse aus gedruckten Teilen bestand. Sie überstand den Start und die Stufentrennung, erreichte aber keine Umlaufbahn. Gezeigt hat der Flug trotzdem, dass eine weitgehend gedruckte Rakete die Belastungen beim Start aushält.

Medizin

Prothesen und Implantate

Implantate aus dem Drucker sind in der Medizin angekommen. Ein bekanntes frühes Beispiel: 2011 erhielt eine 83-jährige Patientin in den Niederlanden einen kompletten Unterkiefer aus Titan, gedruckt von der belgischen Firma LayerWise. Guinness führt ihn als ersten gedruckten vollständigen Unterkiefer. Laut Bericht konnte die Frau einen Tag nach der Operation wieder sprechen und schlucken.

Der große Vorteil: Ein gedrucktes Implantat lässt sich genau an die Anatomie eines Menschen anpassen, auf Basis von CT-Daten.

Bioprinting: Ohren ja, Organe noch nicht

Beim Bioprinting druckt man nicht mit Kunststoff oder Metall, sondern mit einer “Biotinte”, die lebende Zellen enthält. Im März 2022 bekam eine 20-jährige Frau in den USA ein Ohr-Implantat, das aus ihren eigenen Knorpelzellen gedruckt wurde. Sie war mit einer Fehlbildung des Ohrs (Mikrotie) geboren worden. Das Implantat namens AuriNovo stammt von der Firma 3DBio Therapeutics und wird in einer klinischen Studie mit elf Patienten untersucht. Wie gut solche Implantate langfristig halten, ist also noch offen.

Ganze Organe wie Niere, Leber oder Herz kann man dagegen noch nicht drucken und transplantieren. Die größte Hürde sind die Blutgefäße: Ein Organ braucht ein fein verzweigtes Netz von großen Arterien bis zu winzigen Kapillaren, sonst sterben die Zellen im Inneren ab. Der Forscher Anthony Atala vom Wake Forest Institute for Regenerative Medicine beschreibt genau dieses Problem als das, woran die Forschung seit Jahrzehnten arbeitet. Schlagzeilen über “gedruckte Organe” meinen meist kleine Gewebestücke im Labor.

Lebensmittel

Auch Essen lässt sich drucken. Im September 2023 kam das erste gedruckte Lebensmittel in einen Supermarkt: Das österreichische Start-up Revo Foods brachte in Wien eine vegane Lachs-Alternative auf den Markt. Sie besteht unter anderem aus Mykoprotein (aus Pilzen), Erbsenprotein und Algen. Der Druck sorgt dafür, dass die Schichten an die faserige Struktur von Fisch erinnern.

Brücken

Am 15. Juli 2021 eröffnete Königin Máxima in Amsterdam eine Fußgängerbrücke aus gedrucktem Edelstahl. Die Brücke der Firma MX3D ist etwa 12 Meter lang und überspannt die Gracht Oudezijds Achterburgwal. Gedruckt haben sie Industrieroboter, die Metall Schicht für Schicht aufschweißen. Das Projekt startete 2015, die Eröffnung war ursprünglich für 2017 geplant. In der Brücke stecken Sensoren, die Belastung und Zustand messen. Die Daten fließen in ein digitales Modell der Brücke, einen sogenannten digitalen Zwilling.

Mode und Schuhe

Im April 2017 stellte Adidas den Futurecraft 4D vor. Die Zwischensohle entsteht im 3D-Druck mit dem Verfahren Digital Light Synthesis der Firma Carbon, einem Harzdruckverfahren. Der Vorteil: Die Sohle kann an verschiedenen Stellen unterschiedlich fest sein. Adidas plante 5.000 Paar für 2017 und über 100.000 Paar bis Ende 2018. Das Obermaterial ist weiterhin klassisch genäht.

Was das für dich bedeutet

Die meisten dieser Beispiele nutzen Verfahren, die mit deinem Heimdrucker nur das Grundprinzip teilen: Schicht für Schicht. Material, Maschinen und Preise sind völlig andere. Trotzdem zeigt jedes Beispiel dasselbe: 3D-Druck lohnt sich dort, wo Formen individuell, komplex oder in kleiner Stückzahl gebraucht werden. Genau das gilt auch für dein Ersatzteil zu Hause. Welche Verfahren es gibt, erklärt Was ist 3D-Druck?.

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