3D-Druck ist zugänglicher denn je. Heute kann jeder einen Desktop-3D-Drucker bestellen, Filament besorgen, die passende Software herunterladen und loslegen. Das war aber nicht immer so.
Anfangs war die Technologie vergleichsweise teuer, groß und technisch komplex und damit für die breite Öffentlichkeit schwer zugänglich. In nur wenigen Jahrzehnten hat sie enorme Fortschritte gemacht. Das verdankt sie maßgeblich Pionieren wie Chuck Hull, Scott Crump und Adrian Bowyer, dem Mann hinter dem RepRap-Projekt, das 3D-Druck für alle zugänglich machen sollte!
Wie sind wir hierhergekommen? Werfen wir einen kurzen Blick auf die Geschichte des 3D-Drucks und beantworten dabei die drängendsten Fragen aus dem Netz!
Wer hat den 3D-Druck erfunden?
Es gibt viele unterschiedliche 3D-Drucktechnologien. Die Antwort hängt deshalb davon ab, welche gemeint ist. Die allererste, 1984 erfundene Technologie war die Stereolithografie (SLA). Sie beruht darauf, flüssiges Harz mit einem meist ultravioletten Laser oder einem Projektor auszuhärten. Das Material wird gezielt Schicht für Schicht verfestigt. So entstehen feste Objekte mit feinen Oberflächen und hohem Detailgrad.
Das heute beliebteste 3D-Druckverfahren, Fused Deposition Modeling (FDM), wurde vier Jahre später von Scott Crump erfunden. Es dürfte vielen Lesern vertrauter sein: Filament wird Schicht für Schicht auf einem Druckbett abgelegt, bis ein festes Modell entsteht. Gemeinsam mit seiner Frau Lisa begann Crump 1989, die Technologie unter dem Namen Stratasys zu vermarkten. Das Unternehmen bedient bis heute den industriellen 3D-Druckmarkt.
Unter einem anderen Namen, Fused Filament Fabrication (FFF), erreichte FDM die breite Öffentlichkeit, als Dr. Adrian Bowyer das RepRap-Projekt ins Leben rief. Ziel war ein kostengünstiger Open-Source-3D-Drucker, der sich vollständig selbst vervielfältigen kann. Letzteres gelang RepRap nicht ganz: Auch 3D-gedruckte 3D-Drucker benötigen noch weitere Komponenten.
Über all die verschiedenen Technologien ließe sich eine kleine Enzyklopädie schreiben. Deshalb fassen wir einige weitere Verfahren kürzer zusammen. Selektives Lasersintern (SLS) wurde von Dr. Carl Deckard an der University of Texas erfunden. In den 1990er-Jahren wurde am Fraunhofer ILT anschließend Powder Bed Fusion (PBF) als Alternative zu SLS für den Metalldruck eingeführt. Etwa zur gleichen Zeit entwickelte das MIT Binder Jetting und lizenzierte es an Unternehmen wie ExOne.
Zu den jüngeren Innovationen gehört Material Jetting, das ursprünglich von Objet entwickelt wurde. Stratasys übernahm das Unternehmen und vermarktet die Technologie weiterhin unter der Marke PolyJet. Auch diese Verfahren haben jeweils ihre Besonderheiten, richten sich aber überwiegend an die Industrie. Mehr über aktuelle Maschinen am Markt erfahren Sie in unserem 3D-Drucker-Ratgeber.
Welcher war der allererste 3D-Drucker?
Der erste 3D-Drucker überhaupt war ein SLA-System. Wie bereits erläutert, war dies die erste 3D-Drucktechnologie auf dem Markt. 3D Systems führte 1987 den SLA-1 ein. Er beruhte zwar auf denselben Grundprinzipien wie moderne Maschinen, doch die Technologie war noch längst nicht so weit entwickelt. Sein hoher Preis von ungefähr $200,000 schloss gewöhnliche Verbraucher als Käufer aus.
Heute härten viele Harzsysteme das Material mit modernen Lasern oder LCD-Projektoren aus. Der SLA-1 nutzte dagegen frühe Gaslaser. Er war außerdem etwa so groß wie ein Kühlschrank. Die Vorstellung eines Desktop-3D-Druckers hätte in den 1980er-Jahren daher ziemlich weit hergeholt geklungen!
Welche Rolle spielt Chuck Hull in der Geschichte des 3D-Drucks?
Für Kenner nimmt Chuck Hull einen besonderen Platz in der 3D-Druckbranche ein. Er erfand nicht nur SLA und gründete bereits in den 1980er-Jahren 3D Systems, sondern spielte auch eine entscheidende Rolle bei der Weiterentwicklung der Technologie. Sein Unternehmen brachte SLA zu industriellen Anwendern in anspruchsvollen Branchen wie Luft- und Raumfahrt und Automobilbau und baut sein Angebot für Kunden weiterhin aus.
Für seine Beiträge zur frühen Verbreitung des 3D-Drucks wurde Hull mit zahlreichen Preisen und Ehrungen ausgezeichnet, und das zu Recht. Gemeinsam mit Innovatoren wie FDM-Erfinder Scott Crump gilt der amerikanische Unternehmer weithin als „Vater des 3D-Drucks“.
Welche 3D-Druckpatente sollte man kennen?
Patente können im 3D-Druck ein umstrittenes Thema sein. Alle genannten Branchengrößen erreichten ihre führende Marktposition durch die Kommerzialisierung einer grundlegenden 3D-Drucktechnologie. Manche Maker betrachten Patente auf solche Verfahren als Fortschrittshindernis, weil sie Ingenieure davon abhalten, zu experimentieren und das volle Potenzial auszuschöpfen.
Unabhängig von der eigenen Haltung zu Patenten ist klar, dass ihr Ablauf neuen Marktteilnehmern den Einstieg ermöglicht. Tatsächlich löste das Auslaufen der FDM- und SLA-Patente Anfang der 2010er-Jahre einen Boom beim 3D-Druck für Verbraucher aus. Als die Patente für SLS und SLM ausliefen, war der Anstieg des Interesses nicht vergleichbar stark, weil diese Technologien teurer und stärker industriell ausgerichtet sind.
Bis heute können auch weniger bedeutende auslaufende Patente die Branche bewegen. Beispielsweise lief vor einigen Jahren das Stratasys-Patent auf eine beheizte Baukammer aus. Dadurch erhielten Wettbewerber mehr Spielraum für Technologien rund um Hochtemperatur- und Hochleistungsmaterialien.
Wo so viel Geld auf dem Spiel steht, können Patente natürlich auch zu heftigen Auseinandersetzungen führen. Ein interessantes Beispiel ist Stratasys gegen MakerBot: Letzteres Unternehmen wurde inzwischen von Stratasys übernommen und an UltiMaker weiterverkauft. Insgesamt bleiben 3D-Druckpatente umstritten. Ihre Entwicklung zu verfolgen, kann aber sehr hilfreich sein, um die Geschichte der Branche zu verstehen.
Wie entwickelt sich der 3D-Druck im Laufe der Zeit?
Diese Frage beschäftigt derzeit alle, zumindest in der 3D-Druckbranche. In den vergangenen Jahren litt die Branche erheblich. Viele Unternehmen mussten angesichts der Herausforderungen durch COVID-19 und eines schwierigen wirtschaftlichen Umfelds aufgeben. Doch es gibt auch einen Lichtblick!
Während der Absatz großer Industriemaschinen in manchen Bereichen wegen sinkender Kaufkraft der Kunden schwankte, bleiben Desktop-3D-Drucker ausgesprochen beliebt. Alle großen Anbieter aus der Zeit vor COVID sind weiterhin aktiv. Unternehmen wie Bambu Lab haben zudem erheblich zugelegt. So berichtete 3D Printing Industry kürzlich, dass Bambu Lab einen Anteil von 29% am gesamten Verbrauchermarkt hält. Beeindruckend für ein Unternehmen, das erst vor fünf Jahren gegründet wurde!
Wie bereits erwähnt, bleibt geistiges Eigentum ein Streitpunkt. Das Unternehmen führt derzeit selbst einen Patentstreit mit Stratasys. Das Interesse gewöhnlicher Anwender wächst jedoch weiter, wovon Hersteller und Nutzer gleichermaßen profitieren.
