Alltagsgegenstände wie eine Gürtelschnalle, Knöpfe, Handyhüllen oder Spielfiguren, all das spucken 3D-Drucker heute problemlos aus. Noch gibt es zwar kaum private Haushalte, die über einen solchen Drucker verfügen. Dafür immer mehr Firmen und Hochschulen nutzen die Gerätschäften und experimentieren damit. Auch die beiden Würzburger Hochschulen haben sich mit 3D-Druckern ausgestattet. So gibt es im Rechenzentrum der Universität seit gut einem Jahr ein 3D-Labor mit Foto- und Videokamera, Scanner und zwei Druckern.
Drehen, bohren, fräsen, das waren bisher gängige Methoden, um aus verschiedenen Materialien Produkte herzustellen. Die 3D-Drucktechnik geht völlig anders vor als diese traditionellen Fertigungsverfahren. Schicht für Schicht wird das zu druckende Objekt aus Kunststofffäden aufgebaut.
Das geschieht allerdings nicht in Windeseile, wie man das sonst von einem Drucker gewohnt ist. „Der Prozess dauert meist um die zehn Stunden“, berichtet Matthias Funken, Leiter des Uni-Rechenzentrums. Wobei es darauf ankommt, welches Volumen das Objekt hat und wie glatt es sein soll.
Ein kleines, rechteckiges Bauklötzchen ist einfacher herzustellen als eine größere, komplizierte Figur. Auch kommt es auf die Oberfläche an. Darf’s ein bisschen riffelig sein? Dann dauert die Herstellung nicht gar so lang. Funken: „Kürzlich hatten wir den Auftrag, ein Molekül zu drucken. Dafür benötigten wir ganze 30 Stunden.“ Die größten Objekte haben ein Volumen von 6000 Kubikzentimeter, erläutert der Rechenzentrumschef: „Sie haben also etwa die Größe eines Kinderschuhkartons.“ Gedruckt wird, was die Lehrstühle in Auftrag geben.
„Sie haben die etwa die Größe eines Kinderschuhkartons.“
Matthias Funken, Leiter des Rechenzentrums der Uni, über die Größe der gedruckten Objekte
Die Anatomie wollte kürzlich ein Herz als Anschauungsobjekt haben. Ein anderes Institut benötigte dringend eine spezielle Halterung, die so nicht auf die Schnelle zu ordern gewesen wäre. Um die Aufträge kümmern sich im 3D-Labor Michael Tscherner und sein Kollege Bernhard Ludewig. Sie scannen das Objekt ein. Bearbeiten den Scan am Bildschirm. Erstellen eine Datei für den Drucker. Und richten den Drucker entsprechend ein.
In manchen Firmen gibt es inzwischen eine ganze Batterie von 3D-Druckern. Im Rechenzentrum allerdings denkt man nicht darüber nach, aufzustocken. Der Trend wird eher dahin gehen, dass sich einzelne Institute eigene Drucker anschaffen.
Überall gibt es ambitionierte Projekte, die mit 3D-Druck experimentieren. Auch in der Geisteswissenschaft. So arbeitete das Labor des Rechenzentrums im Sommersemester mit 20 Studierenden des Museologen Professor Guido Fackler und dem Mainfränkischen Museum zusammen. Tscherner: „Es ging darum, eine verkleinerte Figur des fast lebensgroßen Dornausziehers herzustellen.“ Sinn und Zweck des Ganzen war es, vor allem blinden Museumsbesuchern etwas zum Anfassen bieten zu können.
Die Bearbeitung der Scans verlangt am meisten Zeit und Geduld. Alle anderen Arbeitsschritte sind im Vergleich hierzu recht einfach zu bewerkstelligen. Tscherner: „Den Dornauszieher hatte ich in einer Viertelstunde eingescannt. Doch ich benötigte fast vier Stunden, um den Scan nachzubearbeiten.“ Das Objekt muss am Ende „wasserdicht“ sein, der Computerscan darf nicht die allerkleinste Lücke aufweisen. Sonst entsteht beim Drucken am Ende ein Loch.
Gedruckt wird mit unterschiedlichen Kunststoffen, die auf 230 Grad erhitzt werden. Welcher Kunststoff sich für welches Objekt am besten eignet, das zu wissen, dazu gehört ziemlich viel Erfahrung.
Mit einem Cheeseburger aus dem 3D-Drucker sorgte die Fachhochschule Würzburg-Schweinfurt für Verblüffung. Professor Gerhard Hube von der wirtschaftswissenschaftlichen Fakultät zeigte beim Schülercampus im April damit auf, was heute alles mit 3D-Druck möglich ist. Hube leitet den Masterstudiengang „Innovation im Mittelstand“.
Seine Studierenden erhielten ebenfalls im vergangenen Jahr ein 3D-Drucklabor. Hier lernen sie, wie Produkte mittels dreidimensionalem Druck entworfen und produziert werden. Das Labor dient außerdem dazu, neue Projekte zwischen dem Team der Hochschule für angewandte Wissenschaft und regionalen Firmen anzustoßen.