Jumbo, Schweiz
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Das Thema 3-D-Druck bei Jumbo in der Schweiz.

Trends und Technologien

3-D-Druck: bald in jedem Baumarkt?

3-D-Druck ist ein Thema, das bei vielen die Phantasie anregt. Fast unbemerkt hat sich die Technologie in zahlreichen Bereichen bereits durchgesetzt.

Der Patient erwachte aus der OP. Bei einer mehrstündigen Operation war ihm ein Geschwür aus dem Gehör entfernt worden. Unklar blieb bei den Voruntersuchungen, ob die Gehörknöchelchen würden unbeschädigt erhalten bleiben können. Für den Fall aber, dass schnell ein passender Ersatz benötigt worden wäre, fand sich im OP-Saal ein 3-D-Drucker. Bei Bedarf hätten schnell und passend die entsprechenden "Ersatzteile" hergestellt werden können.Was sich vielleicht noch ein wenig anhört wie Science-Fiction, ist in der Medizin bereits seit Jahren Realität. Ob Zähne und Brücken im Dentalbereich oder auch Finger- und Wirbelsäulenimplantate werden mit Hilfe der Technologie hergestellt. Materialien, die in diesem Bereich angewendet werden, sind meist Kunststoffe oder Metalle.Visionen der Mediziner gehen soweit, eines Tages Organe mit Hilfe einer Biotinte ausdrucken zu können. Manche Experten gehen inzwischen sogar soweit, nach dem Internet im 3-D-Druck die nächste große technologische Revolution zu sehen.
Für Aufsehen sorgt die Technologie auch im Baubereich. Aus China kommt die Meldung, dass ein Unternehmen ganze Häuser druckt, nicht etwa nur Fertiggaragen, sondern ganze Luxusvillen. Gedruckt werden vor Ort die vorher auf dem Computer geplanten Bauteile. Diese werden auf der Baustelle an herkömmliche Stahlträger gesteckt und die Hohlräume mit Isolierstoffen gefüllt. Dabei ist das Verfahren nicht nur preiswert und schnell, sondern auch noch umweltfreundlich. Denn zum Einsatz kommen nicht nur Materialien wie Zement und Härtungsmittel, sondern auch Bauschutt. Wie bei allen anderen Bereichen ist auch hier einer der bestechenden Vorteile, dass es beim Produktionsprozess so gut wie keinen Abfall gibt.
Auch in Dubai wird inzwischen nicht mehr nur gebaut, sondern auch gedruckt. Dort soll das erste Bürogebäude der Welt entstehen, das vollständig aus dem 3-D-Drucker kommt.
Sehr früh auf den Technologie-Trend reagiert hat die Bonner Baumarktkette Knauber Freizeit GmbH & CO. KG. Bereits im Dezember 2013 hat die Firma das Projekt 3-D-Druck auf der Fläche in Bonn eingeführt. Mittlerweile finden sich an insgesamt fünf  Geräte dieser Art in den Filialen Bonn und Pulheim.
Knauber ist mit der Entscheidung, 3-D-Drucker einzuführen, bis heute sehr zufrieden. Seit 2014 werden sogar Kinder-Workshops zum Thema "Einführung in die 3-D-Druck Technik an" angeboten. Diese, betont Knauber, würden sehr gut angenommen. Auf der jüngsten Spielwarenmesse in Nürnberg war der 3-D-Druck zu einem der bestimmenden Trends der Messe ausgerufen worden.
Die Drucker kommen bei Knauber  unter Anleitung geschulter Mitarbeiter zum Einsatz. Gemeinsam mit den Kunden werden dann die gewünschten Produkte gefertigt. Zu den Kunden zählen unter anderem Architekten, die sich ihre Modelle drucken lassen. Endverbraucher kommen aber auch mit ihren eigens erstellten Dateien zum Ersatzteil-Druck. Zudem werden vor Ort Personen eingescannt und ausgedruckt. Viele Verbraucher nutzen nach Informationen von Knauber diese Technik, um 3-D-Selbstportraits oder Portraits von Kindern und Enkeln zum Verschenken zu erstellen. So bekommen Oma und Opa ihr Enkelkind als mini 3-D-Abbildung zum Geburtstag geschenkt. Selbst am Druck, oder vielleicht besser Abdruck, von  Hunden und Pferden wurde bei Knauber bereits experimentiert. Auch den Verkauf von 3-D-Druckern kann sich Knauber vorstellen, allerdings nur dann, wenn der Anbieter eine eigene Kundenhotline zum Thema anbiete. Aus der Erfahrung wisse man, dass diese Produkte im Moment noch sehr anfällig seien. Ohne einen solchen Service könne man es sich momentan deshalb noch nicht vorstellen, 3-D-Drucker zu verkaufen, heißt es bei Knauber. Davon abgesehen plant Knauber, das Thema auf alle Filialen auszuweiten und nicht nur Kinder-Workshops, sondern auch Erwachsenen-Workshops anzubieten.
"In der 3-D-Druck-Technik sehen wir eine völlig neue Dimension des Einkaufens. Denn der Endverwender wird zum Produzenten vor allem von Ersatzteilen oder Produktergänzungen. Nach dem Motto 'Reparieren statt Wegschmeißen' können diese Gegenstände in unseren Märkten im 3-D-Druck gefertigt werden", erklärt Dr. Nektarios Bakakis, Geschäftsführer Knauber Freizeitmärkte. "Dazu muss man sich nur noch beim jeweiligen Anbieter die passende Druckvorlage herunterladen und kann so unter anderem Lieferzeit und -kosten sparen." (Anm. d. Red.: Bakakis hat zum 30. September das Unternehmen Knauber verlassen).
Für Baumärkte scheint die Technologie geradezu wie geschaffen. Zwar leidet diese im breiten Anwendungsbereich für Endverbraucher wie oben gesehen noch unter gewissen Kinderkrankheiten. Und die Bandbreite der druckbaren Produkte ist nach wie vor begrenzt. Doch mit Blick auf die vielfältige Anwendung in hochanspruchsvollen Feldern wie der Medizin dürfte die Überwindung dieser Anlaufschwierigkeiten nur eine Frage der Zeit sein. Denn wohin wird es die Kunden wohl ziehen, wenn es gilt Ersatzteil welcher Art auch immer drucken zu lassen?Bosch hat auf den Trend reagiert und im Frühjahr erstmals unter der Marke Dremel einen 3-D-Drucker der Öffentlichkeit vorgestellt. "Der Dremel 3D Idea Builder ist seit Juni im deutschen Markt", sagt Christian Thess, Leiter Verkauf Deutschland, Österreich und Schweiz, "das erste Feedback ist sehr positiv." Mit dem Produkt habe Bosch ein besonders einfach zu bedienendes Gerät für jedermann auf den Markt gebracht, das Anwendern neue Möglichkeiten erschließen soll, eigene Ideen in Farben und Formen umzusetzen und zu verwirklichen. Beispiele sind dekorative Gegenstände wie Vasen und Kerzenständer, Stifthalter, fehlende Würfel oder Spielfiguren. "Der 3-D-Druck ist ein interessantes neues Geschäftsfeld für uns", so Theiss weiter,  "wir werden den Markt genau beobachten und das Angebot anhand der Bedürfnisse der Verwender weiterentwickeln."
Aber nicht nur im Sortiment finden sich inzwischen 3-D-Drucker, auch bei der Entwicklung  von Prototypen für künftige Geräte-Generationen kommt die Technologie bei Bosch in Leinfelden zum Einsatz. "Wir glauben an das Potenzial dieser Technologie", unterstreicht Theiss, "deshalb haben wir uns dieses neue Geschäftsfeld für erschlossen."
Andere gehen bereits weiter und sehen Perspektiven für die Technologie nicht nur in der Einzelteilfertigung, sondern auch in der industriellen Produktion. "3-D-Druckverfahren werden sich im industriellen Umfeld zunehmend als flexible und schnelle Fertigungsmethode etablieren", ist Professor Hermann Seitz, Inhaber des Lehrstuhls für Fluidtechnik und Mikrofluidtechnik der Rostocker Fakultät für Maschinenbau und Schiffstechnik, überzeugt.
Doch während derzeit noch offen ist, in wieweit die hohen Erwartungen in die neue Technologie sich tatsächlich erfüllen werden, arbeiten Forscher bereits an der nächsten Dimension: dem 4-D-Druck. Dabei wird mit Materialien gearbeitet, die ihre Eigenschaften und ihr Verhalten verändern können, angeregt durch externe Impulse wie beispielsweise Temperaturveränderungen. Doch bis es soweit ist, dass der T-1000 Androide wie in dem Science-Fiction-Thriller "Terminator II" mit Arnold Schwarzenegger Wirklichkeit wird, dürfte es -- zum Glück -- noch eine Zeitlang dauern. 

3-D-Druck: 1986 erste Patentanmeldung


Der 3-D-Druck wurde 1983 von dem US-Amerikaner Chuck Hull erfunden. Hull hat seine 3-D-Druck-Technologie als Stereolithografie bezeichnet und im Jahre 1986 die erste Patentanmeldung publiziert.
Meist arbeiten 3-D-Druckmaschinen nur mit einem Werkstoff oder einer Werkstoffmischung und einem Druckverfahren. Versuchsweise wurden aber schon kombinierte Druckverfahren erprobt. So haben etwa Wissenschaftler eine komplette Zink-Luft-Batterie aus mehreren Werkstoffen gedruckt. Hewlett-Packard hat Ende Oktober 2014 einen 3-D-Drucker, bei dem verschiedene flüssige Materialien kombiniert werden, vorgestellt.
Das Drucken von Kunststoffen in unterschiedlichen Härtegraden und Farben ist inzwischen auch simultan möglich. Dies macht Prozesse, die bisher mehrere Fertigungsschritte benötigten, in einem Arbeitsgang durchführbar. So kann beispielsweise ein Objekt stellenweise mit gummiähnlichen Flächen stoßresistent gemacht werden.
Mittels Drucks in zwei Komponenten, von denen später eine, die nur vorübergehende Heftfunktion hat, etwa durch Wasser herausgelöst oder als loses Pulver aus Fugen geblasen wird, lassen sich einander durchdringende Teile (z. B. Glieder einer Kette) oder formschlüssig verbundene (doch drehbare) (Paradebeispiel: Differentialgetriebe), oder verschiebbare (z. B. Kolben in Zylinder) herstellen.
3-D-Drucker von Bosch
3-D-Drucker von Bosch der Marke Dremel.
3-D-Druck
Experten sehen im 3-D-Druck die nächste große technologische Revolution nach dem Internet.
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