10 Wege, wie der 3D-Druck die Welt verändern könnte

Als ein Ingenieur namens Chuck Hall Anfang der 1980er Jahre zum ersten Mal auf die Idee kam, dreidimensionale Objekte zu drucken, schien es vielen Menschen wahrscheinlich wie etwas aus einem besonders weit hergeholten Science-Fiction-Roman [Quelle: Ponsford and Glass ]. Aber seitdem ist der 3D-Druck – bei dem ein 3D-Design an eine spezielle Maschine gesendet wird, die Schichten von Rohmaterialien übereinander stapelt – nicht nur Realität geworden, sondern ein Wendepunkt, der verspricht, unsere Welt neu zu gestalten radikal wie einst die Dampfmaschine, die Elektrizität und der Computer [Quellen: Anthony , Hoffman ].

Mit 3-D-Druckern können Hersteller nicht nur die Zeit für die Entwicklung und Herstellung eines Produkts verkürzen, sondern die Maschinen können auch die Erstellung komplexer Formen und Strukturen ermöglichen, die zuvor nicht realisierbar waren. Sie können uns sogar in ein neues Industriezeitalter führen, in dem wir keine Fabriken und Fließbänder brauchen werden, um viele Artikel herzustellen. Stattdessen kann ein Designer Pläne für Produkte – von Flugzeugteilen bis hin zu Kleidung und Spielzeug – direkt an die eigenen Drucker der Endbenutzer senden [Quelle: Cohen ].

Der 3D-Druck wurde bereits von großen Unternehmen wie Ford , das die Motorabdeckung für seinen 2015er Mustang druckt, und GE, das plant, Treibstoffdüsen für Düsenflugzeuge zu drucken, angenommen [Quelle: Heller ].

Aber das ist nur die Spitze der unglaublichen Vielfalt an Gegenständen, die 3-D-Drucker herstellen können. Lassen Sie uns 10 Möglichkeiten untersuchen, wie die 3-D-Drucktechnologie die Welt in den kommenden Jahren verändern könnte, von Arzneimitteln über prothetische Körperteile bis hin zu Lebensmitteln.

1. Maßgeschneiderte Kleidung
2. Kostengünstige Prothesen
3. Ersatzteile für fast alles
4. DIY-Arzneimittel
5. Ausgefallene Bonbons
6. Ihr eigenes Zuhause
7. Transplantatorgane
8. Coole Autos
9. Repliken berühmter Kunstwerke
10. Waffen

Im Jahr 2013 begeisterte Lindsay Ellingson, Model von Victoria's Secret, Fashionistas und Technikfreaks gleichermaßen, indem sie in einem einzigartigen glitzernden Schneeflocken-Ensemble über den Laufsteg stolzierte, ausgestattet mit einem Paar Flügeln, einem Korsett und einem Kopfschmuck aus Nylon über einen 3- D-Druckverfahren [Quelle: Heller ].

Aber dieser aufmerksamkeitsstarke Stunt gab nur einen Hinweis darauf, wie der 3-D-Druck die Bekleidungsindustrie verändern könnte. Laut der niederländischen Modedesignerin Iris van Herpen werden Bekleidungshersteller in naher Zukunft wahrscheinlich 3-D-Scans der Körper von Verbrauchern verwenden, um maßgeschneiderte Kleidungsstücke und Accessoires zu kreieren, die ihnen nicht nur perfekt passen, sondern sich sogar individuell an ihren Körper anpassen Bewegungen [Quelle: Dezeen.com ].

„Beim 3D-Druck können Sie entscheiden, wie viel Flexibilität Sie in Millimetern oder Zentimetern an einem bestimmten Teil wünschen, zum Beispiel den Knien oder den Schultern, und Sie können das einfach in die Datei aufnehmen“, sagte van Herpen in einem Interview von 2013 .

Im Jahr 2012 wurde Daniel Omar, ein 14-jähriger sudanesischer Junge, verletzt, als Regierungstruppen bei einem Angriff auf Rebellen eine Bombe abwarfen. Ein amerikanischer Chirurg konnte Omars Leben retten, aber er blieb ohne Hände. Das heißt, bis Mick Ebeling, Geschäftsführer einer Forschungsfirma namens Not Impossible Labs, einen Zeitschriftenartikel über die Notlage von Omar und anderen sudanesischen Amputierten las .

Ebeling richtete ein Labor in einem sudanesischen Krankenhaus ein und stattete es mit 3-D-Druckern aus, die Prothesen zu einem Preis von nur 100 Dollar pro Stück produzierten, ein Bruchteil der Tausenden von Dollar, die konventionell hergestellte kosten [Quellen: McCracken , Turner ]. Forscher der Designfirma Autodesk und der University of Toronto arbeiten an der Entwicklung einer Software, die es ihnen schließlich ermöglicht, die Körper von Amputierten zu scannen und maßgeschneiderte Gliedmaßen zu entwerfen und zu drucken, die genauer zu ihren Körpern passen [Quelle: Woollaston ].

Probably everyone has experienced the frustration of having to junk an old, long-dependable appliance that would work just fine, if only you could find replacement parts.

But that's likely to change, thanks to 3-D printing, which may enable you to simply download the plans for a replacement part and print it on your own printer. Already, 3-D printing site Thingiverse offers designs for printing close to 2,500 replacement parts for everything from manual car window cranks and dishwasher rollers to wristwatch parts and pinball flippers. It's not that much of a stretch to envision a future in which your trusty old gadgets could last as long as those 1950s automobiles in Havana that are kept running by mechanics' ingenuity.

With a little tinkering, a 3-D printer can be rigged to spray pharmaceutical ingredients instead of plastic or metal layers and generate chemical reactions, which could open the way to custom-printing medicines. In 2012, University of Glasgow researchers used a 3-D printer to create a range of compounds, including some used in cancer treatments [source: BBC].

"In the future, you could buy common chemicals, slot them into something that 3-D prints, just press a button to mix the ingredients and filter them through the architecture and at the bottom you would get out your prescription drug ," researcher Mark Symes explained at the time.

DIY pharmaceuticals someday might reduce the cost of health care, but the technology also could have some risks, because people may choose to forego medical supervision. Worse yet, law enforcement agencies will have a tough time preventing drug abusers from downloading designs and printing the substances of their choice — a future foretold by a recent Vice article, entitled, "In the Future, Your Drug Dealer Will Be a Printer" [source: Holmes].

At the 2014 Consumer Electronics Show in Las Vegas, a company called 3D Systems exhibited a pair of 3-D printer systems that were customized to make candy from ingredients such as chocolate, sugar infused with vanilla , mint, sour apple, and cherry and watermelon flavorings. The confections were created by spreading a thin layer of flavored sugar and painting water on top of it using a jet print head. This generated a substance of hardened crystals. Not only was the finished product edible, but the makers could actually create candies in unusual geometric shapes, and even fashion sweets with moving parts [source: Kelion].

And that's not the only food on the 3-D radar. A company called Natural Machines recently unveiled a 3-D printing device called the Foodini, which can print ravioli pasta. Yet another company, Dovetailed, came up with a method of reshaping fruit puree into custom-molded simulated fruits [source: Milkert].

It's not inconceivable that in the future, you'll be able to create or download a design for your dream home and then send it to a construction company who'll print it for you on your lot. A Chinese construction company reportedly is building houses by using a giant 3-D printer to spray layers of cement and recycled construction waste to form walls and the rest of the structure. The finished homes don't look that fancy, but they can be produced for less than $5,000, and the company claims that it can produce up to 10 homes in one day [source: Guardian].

Another company in Slovenia reportedly is planning to market three different types of 3-D house printers in 2014. The prices will start at 12,000 euros ($16,300) [source: Krassenstein].

For years, researchers have been trying to figure out how to grow duplicates of human organs in laboratories so that they can transplant them into people who need them. But while they've had success growing tissue, the cell structures and vascular systems of full-scale organs such as kidneys and livers are really, really difficult to reproduce. Or at least, they have been up to now.

Medical researchers are making strides with bioprinting , in which they harvest human cells from biopsies or stem cells, multiply them in a petri dish, and use that to create a sort of biological ink that printers can spray. (The 3-D printer is programmed to sort the different cells types and other materials into a 3-D shape.)

Scientists are hoping that bioprinting someday will enable them to arrange cells so precisely that they can mimic the function of human organs, making them useful for testing new drugs or even as organ transplants. If the organs could be fashioned from a patient's own tissue or stem cells, they'd be less likely to be rejected by his or her immune system [source: Griggs].

3-D-printed auto parts have been around for a while, but inventor Jim Kor and a team of fellow engineers has gone a step further and printed an entire car. Wired reported in 2013 that the three-wheel, two-passenger Urbee 2 vehicle, which is mostly made of plastic, was created at a 3-D facility. The car is not roadworthy yet since a hybrid engine (made of metal) still has be designed, not to mention safety tests must be performed.

The vehicle took about 2,500 hours to fabricate, which means it's unlikely to be showing up in your local car dealer's showroom for a while. But it could be an omen of a future in which automakers can tinker minutely with designs and use 3-D printing to make fuel-efficient cars that are as strong and resilient as steel, but much lighter and optimally aerodynamic .

In 2015, assuming funding comes through, two of the Urbee 2 inventors plan to drive the car from New York to San Francisco in two days on 10 gallons (38 liters) of gas [source: Korelogic].

Southern California artist Cosmo Wenman has used a 3-D printer to make meticulously rendered copies of famous sculptures, based upon plans fashioned from hundreds of photographs that he snaps from every angle. One example: He's reproduced "Head of a Horse of Selene," a classical Greek sculpture that once resided in the Parthenon and now is in the British Museum, by printing dozens of pieces of plastic, gluing them together and painting them to simulate the marble original. Wenman has confined his efforts to reproducing works from antiquity, so that he won't be restricted by copyrights.

Eventually, 3-D reproductions could enable museums such as the Smithsonian Institution , which only exhibits about 2 percent of its 14 million-piece collection at any given time, to digitize artwork and make copies available to people all over the world who might otherwise never see them [source: Carone].

In 2013, an activist in Texas with anarchist philosophical views made headlines by creating a 3-D-printed handgun called the Liberator and successfully firing it at a private range. The maker was careful to include a metal part to comply with a federal ban on plastic handguns that might slip through airport security. Nevertheless, the Liberator seemed intended to demonstrate the ultimate futility of government-imposed gun control , in a future in which it would be easy to distribute blueprints for DIY weapons via the Internet [source: Silverman].

Tatsächlich verhafteten die Behörden in Japan – einem Land mit restriktiven Waffenkontrollgesetzen – nur ein Jahr später einen 27-jährigen Mann, weil er angeblich fünf Plastikhandfeuerwaffen besaß, die aus Plänen erstellt wurden, die er aus dem Internet heruntergeladen hatte [Quelle: Kravets ]. Wired berichtete 2014, dass Heimwerker-Waffenhersteller gelernt hatten, 3-D-Druck zu verwenden, um „leistungsfähige Schusswaffen in Militärqualität herzustellen, und dass es „nur eine Frage der Zeit sein würde, bis vollständig bedruckte Waffen genauso haltbar und tödlich sind“ wie diese in konventionellen Fabriken hergestellt.

Anmerkung des Autors: 10 Wege, wie der 3D-Druck die Welt verändern könnte

Ich denke, 3-D-Drucker werden unsere Gesellschaft revolutionieren, teilweise durch die Dezentralisierung der Fertigung und die Beschleunigung von Innovationen. In Gemeinden im ganzen Land ist es bereits möglich, einem „Maker Space“, auch bekannt als „Hacker Space“ oder „Hacklab“, beizutreten, einer Art Co-Working Space, in dem Menschen, die ihre eigenen Produkte herstellen möchten, 3-D teilen können Drucker und andere industrielle Geräte.

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