3D-Druck – das Ende unserer Wegwerfgesellschaft?

Ob in die Industrie, der Kunst oder der Medizin –3 D Drucker könnten zu einer Schlüsselindustrie des 21. Jahrhunderts werden.

Ob in die Industrie, der Kunst oder der Medizin –3 D Drucker könnten zu einer Schlüsselindustrie des 21. Jahrhunderts werden. (Screenshot: youtube.com/mdock)

Der 3D-Druck hat einstige Grenzen aufgehoben: Implantate, ja sogar Organe können transplantiert und die Welt ein ganzes Stück weit besser gemacht werden.

Behinderungen sind kein Hindernis – dank 3D-Druck

Körperliche Behinderungen sind in aller Regel einschränkend: verschiedene Tätigkeiten können nicht mehr unternommen werden, mögliche Behandlungen sind dermaßen teuer, dass sie eigentlich nicht leistbar sind. Der 3D-Druck jedoch revolutioniert dieses Feld gerade. Schauen wir uns das bei Derby, dem gehbehinderten Husky an: Derby kam mit unterentwickelten Vorderpfoten zur Welt. Huskys sind sehr lauffreudige Hunde, und so wäre seine Lebensqualität extrem eingeschränkt, gäbe es nicht den 3D-Druck.

Das Unternehmen 3D Systems hat ein Paar Prothesen für den Husky gedruckt. Es waren zwei Druckversuche notwendig: das erste Paar Prothesen saß nicht richtig; Derby nahm seinen Oberkörper so weit nach vorn, dass dies auf Dauer die Wirbelsäule falsch belasten würde. Das zweite Paar jedoch saß richtig und heute kann Derby toben und rennen wie es seiner Rasse gebührt:

Prothesen aus dem 3D-Drucker: unkonventionell und erschwinglich

Sehen wir den Tatsachen ins Auge: Menschen mit körperlichen Behinderungen wie nicht funktionierenden Gliedmaßen können sich konventionell hergestellte Prothesen in aller Regel nicht leisten und die medizinische Notwendigkeit, von der Krankenkassen im Erstattungsfall reden, ist eben nicht immer gegeben. Nicht selten kosten konventionell hergestellte Prothesen mehr als 10.000 Euro.

Auch nachlassende, aber lebenswichtige Organe haben es in sich, es ist schon fast makaber: versagt ein Organ, muss der Betroffende auf eine Organspende warten, und damit auf den Tod eines anderen Menschen. Verschiedene Organanteile, etwa Herzklappen, können auch durch tierische Pendants ersetzt werden, etwa durch die Herzklappen von Schweinen oder Rindern. Auch in der Zahnmedizin findet tierischer Ersatz Einsatz: Kiefer lassen sich durch Schweinekiefer ersetzen, etwa bei fortgeschrittener Paradontose.

Mit dem 3D-Druck tun sich in allen genannten Fällen Chancen auf, die bereits rege genutzt werden. Sehen wir auf weitere Beispiele aus der Praxis:

3D-gedruckte Titan-Knieprothesen

Die Paracelsus-Klinik in Henstedt-Ulzburg druckt seit Januar 2016 Knieprothesen aus Titan, die bereits in fünf Patienten eingesetzt wurden. Produziert werden die zementfreien Prothesen im hauseigenen 3D-Drucker.

Die Titanprothesen wachsen besonders gut in die Knochen ein und bringen somit erhöhte Stabilität, erkärte Chefarzt Dr. Christian Clausen gegenüber dem Stadtmagazin Henstedt-Ulzburg. Lange Physiotherapien sind nach dem Einsetzen der frisch gedruckten Prothesen nicht nötig: die Knieprothese ist ab erfolgreicher Integration sofort voll belastbar.

Schnabelprothese im 3D-Druck

Im chinesischen Hongshan Forest Zoo leben Kakadus. Zwei Raufbolde gerieten in eine Rangelei und der Schnabel des Kakadus „Huizai“ wurde derartig verletzt, dass ihm die Spitze fehlte. Vögel können ohne ihre Schnäbel nicht überleben – sie werden für die Nahrungsaufnahme und fürs Sozialverhalten zwingend benötigt.

Also beauftragte man das Nanjing Research Institute of Additive Manufacturing, das den Schnabel scannte und im 3D-Druck eine Prothese herstellte. Mittels Operation wurden die Schnabelreste des Vogels mit der Prothese verbunden, „Huizai“ kann wieder fressen und wird nun auch wieder von seinen Artgenossen als Kakadu wahrgenommen.

3D-Druck-Startup baut Prothese für 250 €

exiii nennt sich ein Startup aus Tokio, das sich auf den 3D-Druck spezialisiert hat. Wie eingangs erwähnt, können konventionell gefertigte Prothesen gut und gerne im fünfstelligen Bereich kosten – exiii gelang es jedoch, eine Handprothese zu drucken, die lediglich 250 € kostet. Mobilität wird leistbar durch den 3D-Druck!

Aus 60 Einzelteilen besteht der aktuelle Prototyp der bionischen Hand. Und mit nur 650 Gramm Gewicht kann man wahrlich von neuer Motorik sprechen: Schnürsenkel binden funktioniert genauso leicht wie das Umblättern von Buchseiten. Bis zu 12 Stunden spendet der Akku des aktuellen Modells Energie. Kein Wunder, dass exiii neben dem IF-Design-Preis in Gold auch die Auszeichnung „Best 100“ des Good Design Awards 2015 für sich bestimmte.

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Prothesen aus dem 3D-Drucker gewinnen zunehmend an Bedeutung. Gleich mehrere Projekte beschäftigen sich mit derartigen mechanischen und elektronischen Körperteilen. (Bild: „Wikipedia“ von FDA, Lizenz: Gemeinfrei)

Verbesserte-Welt-Drucker – nicht nur für den Einsatz im Körper

Der 3D-Druck revolutioniert jedoch nicht nur die Medizin. Er verbessert die Welt auch mit anderen Mitteln – beispielsweise mit Toiletten: was seltsam klingt, hat seine absolute Berechtigung. Die Kindersterblichkeit ist in 3.-Welt-Ländern noch immer sehr hoch; UNICEF führt das auch auf ungünstige Hygiene-Zustände zurück. WOOF („Washington Open Object Fabriactors“), ein Zusammenschluss von Teammitgliedern der University of Washington, möchte an eben diesen Zuständen etwas ändern und die Welt mithilfe des 3D-Drucks besser machen.

Das Team möchte Komposttoiletten, also welche ohne Wasserspülung, die Fäkalien in Behälter leitet, wo sie kompostiert werden, aus Kunststoffabfällen drucken. In Entwicklungsländern sind solche Toiletten keine Seltenheit; nicht zuletzt aufgrund der Tatsache, dass Wasser ebenfalls ein wertvolles Gut darstellt und oftmals selten oder nicht leistbar ist. Auf der 3D4D Challenge konnte das Team den mit 100.000 US-Dollar dotierten Preis für sich gewinnen, um das Projekt zu finanzieren. Auch Modelle mit Regenwasserspülung sind geplant.

Weitere positive Folgen vom 3D-Druck


Es sind nicht nur die Produkte selbst, die die Welt ein Stückweit besser machen. Hinter dem 3D-Druck steckt noch so viel mehr:

  • Dezentralisierung von der Industrie auf Privathaushalte: dem aktuellen DIY-Trend folgend, verschieben sich Prozesse immer häufiger aus der Industrie in private Haushalte. Wir upcyceln, wir tüfteln, ja sogar Genexperimente führen wir in unseren Garagen durch („Biohacking“). Mit dem 3D-Druck bekommt dieser Trend sicher noch mal Aufwind: sind 3D-Drucker erst mal leistbar für private Haushalte, ist es nur noch eine Frage der Zeit, bis wir uns von der Schreitischlampe über die Innendeko bis hin zum Schuh alles Mögliche und Unmögliche selbst drucken. In unserer Patent-besessenen Industrie bleibt jedoch abzuwarten, inwieweit welche Materialien und Verfahren für den Privatdruck zugelassen werden.
  • Druckmaterialien aus Haushaltsabfällen: das Druckmateriel kann umweltschonend ausgewählt werden. Klar, die Titanprothese basiert nun mal auf Titan, daran gibt es in Bereichen wie der Medizin nichts zu rütteln. Ob jedoch im semiprofessionellen oder gar privaten Einsatz das umweltschädliche Erdölprodukt ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer; hieraus werden auch LEGO-Steine produziert) verwendet wird oder ob man nicht doch das aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnene PLA (Pilymilchsäuren oder Polyactide; ein Bio-Kunststoff) verwendet, kann sich auf die Umwelt auswirken. Auch ist das Wiederverwenden alter Kunststoffe denkbar: die verrotten eh nicht, also können wir sie auch noch mal nutzen.
  • Ressourcenschonende Produktion: hast du den 3D-Druck schon mal beobachtet, dürfte dir aufgefallen sein, dass die Materialien nahezu abfallfrei verarbeitet werden. Klar: vom Rohmaterial wird lediglich so viel für den Druck des Produkts verwendet, wie auch wirklich benötigt wird. Material, das übrigbleibt, kann, nachdem es einen Siebprozess durchlaufen hat, wiederverwendet werden.
  • Transporte werden weniger: Derzeit müssen Ersatzteile für Maschinen rund um die Welt gekarrt werden: geht etwas kaputt, muss in aller Regel in China bestellt werden, die Ware reist einmal um die ganze Welt. Das erhöht die CO2-Bilanz, ist unpraktisch, dauert eine halbe Ewigkeit. Ist der 3D-Druck endgültig angekommen, kann das ein Ende haben: produziert werden kann überall. Die Straßen werden weniger durch Transporte belastet, ebenso die Umwelt.

Ich druck‘ mir die Welt, widdewidde wie sie mir gefällt

Ist der 3D-Druck also das Ende unserer Wegwerfgesellschaft? Das Ende einer „Industrie-Diktatur“ und damit der Beginn einer umweltschonenden Dezentralisierung, in der arme Menschen ebenfalls profitieren? Das wird die Zukunft zeigen.

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Werkstücke aus 3-D-Druckern werden im Alltag immer sichtbarer (Bild: „3D-print of a spool holder on a Printrbot Simple Metal 3D-printer“ von Creative Tools, Lizenz: CC BY 2.0)

Was wir jetzt schon sehen können ist, dass der 3D-Druck unser Leben vielfach bereichert. Ökonomen sprechen schon von einer „neuen industriellen Revolution“ – und ja: das könnte es tatsächlich sein, 3D-Drucker könnten die Welt verbessern.

Wenn du die Wahl hättest: was würdest du drucken, womit die Welt vereinfachen? Glaubst du daran, dass der 3D-Druck unsere Welt revolutionieren könnte? Wir sind gespannt auf deine Meinung!


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