Vergangenheit des 3D-Drucks bis zur Zukunft durch die disruptive Technologie

1980er – Der Grundstein für den 3D-Druck wird gelegt

Der 3D-Druck nimmt seinem Ursprung aus dem Jahr 1980. Damals hatte der japanische Wissenschaftler Hideo Kodama als erster die Grundlagen für eine Schicht-auf-Schicht-Methode, ein Vorläufer der Stereolithografie, beschrieben. Dabei wird ein lichtempfindliches Harz mit UV-Strahlen polymerisiert.

Etwas später, im Jahr 1984 hatte Charles W. Hull sein eigenes Prinzip der Stereolithographie patentieren lassen. Bereits zwei Jahre später hat er das Unternehmen «3D System» gegründet und damit im Jahr 1987 den 3D-Drucker SLA-1 auf den Markt gebracht.

In den darauf folgenden Jahren kamen zur Stereolithographie dann auch die Methode SLS (Selektives Lasersintern) und das mittlerweile weit verbreitete FDM-Verfahren (Fused Deposition Modelling) hinzu.

1990er

In den 90er Jahren lief im Bereich 3D-Druck sehr vieles, was bis heute Relevanz hat. Es kamen weitere Hersteller von 3D-Druckern und auch neue CAD-Software auf. Das neu gegründete Unternehmen EOS GmbH hat damals das SLA-Printsystem ESOSINT P350 veröffentlicht. Dieses System ist noch heute wegen der hohen Qualität weltweit bekannt!

SolidScape, beziehungsweise dessen Vorläufer «Sanders Prototype» entwickelte damals die ersten Softwarelösungen, die spezifisch für die additive Fertigung entwickelt wurden.

2000er

Die 2000er waren im 3D-Druck wichtige Jahre. 3D-Druck wurde in diesen Jahren medial stark bekannter. Fortschritte wurden in verschiedensten Bereichen gemacht. Im Jahr 2000 beispielsweise wurde die erste funktionierende Niere 3D-gedruckt. Da dieses Feld allerdings noch zu wenig erforscht war, wurde sie nicht implantiert. Bis zum transplantationsfähigen 3D-Drucken würde noch über ein Jahrzehnt vergehen.
Einige Jahre darauf erschien etwas, was für den 3D-Druck eigentlich oder zumindest aus heutiger Sicht ganz logisch erscheint: Das OpenSource-Projekt RepRap (Replicating Rapid-Prototyper). Ein FDM-Drucker, mit dem grosse Teile für einen weiteren 3D-Drucker produziert werden können!

Um 2008 fand der 3D-Druck erneut Verwendung in der Medizinaltechnik: Ab sofort sollte es machbar sein, Prothesen einfach, perfekt angepasst und kostengünstig herzustellen!

Durch den 2009 auslaufenden Patentschutz des FDM-Verfahrens wurde ein neuer Innovations-Boom ausgelöst.

2010er

Das aktuelle Jahrzehnt ist bislang eines der bedeutendsten für den 3D-Druck. Durch Auslaufen des Patentschutzes für FDM hat der 3D-Druck neue Bereiche der Industrie in Form von disruptiver Innovation erobert und einen eigenen Markt für sich selbst geschaffen. Das Thema wird zunehmend in der Öffentlichkeit bekannt. In der 2013 vom damaligen US-Präsident Barack Obama gehaltenen Rede spricht er 3D-Druck als wichtiges Thema für die Zukunft an und lässt zeitgleich das Wort «3D-Druck» zu einem wichtigen Modewort werden.

Auch die NASA forscht mit 3D-Druckern und brachte deshalb einen 3D-Drucker ins All um beispielsweise Teile für die Internationale Raumstation ISS zu drucken.

3D-Drucker werden nun zunehmend genauer, einfacher zu handeln und vor allem günstiger einzukaufen.

2019 – …

Wir schreiben nun also das Jahr 2019, bald schon 2020. Wie wird es nun wohl weiter gehen?

Es gibt verschiedene Ansätze, wie sich der 3D-Druck wohl entwickeln wird. Zum einen werden in den kommenden Jahren viele 3D-Drucker soweit günstiger werden, dass sie nicht mehr als grössere Anschaffung gesehen, sondern auch für eher kleine Budgets verfügbar sein werden. Auch die Druckmaterialien werden qualitativ hochwertiger und gleichzeitig günstiger werden. Wir vom 3DFilstore bemühen uns daher bereits heute, hochwertige aber kostengünstige Filamente zu verkaufen.

Sicherlich wird es in den kommenden Jahren einige neue Druckmaterialien geben.

Weitere Aspekte sind Medizin- und Lebensmitteltechnologien. Neben funktionierenden Organen ist es auch möglich, Gewebeverbindungen wie Fleisch mit speziellen Druckern herzustellen. Mehr zum 3D-gedruckten Fleisch haben wir in einem eigenen Beitrag verfasst.

3D-Druck hat das Potential, den Massenmarkt zu erobern. Beispielsweise hat der Discounter Hofer in Österreich vor kurzem einen 3D-Drucker für gerade einmal 199€ in sein Sortiment aufgenommen. Dieser Drucker wird vom Hersteller «Balco» (ein bei uns eher wenig bekannter Hersteller aus Australien) geliefert und kann Objekte mit den maximalen Massen bis 12 x 13.5 x 10cm direkt ab microSD-Karte drucken. Anscheinend richtet sich dieser Drucker an Anfänger aber auch erfahrene Printer. Wir haben allerdings noch keine Erfahrungen damit gemacht und stützen uns daher auf Online-Aussagen.

Aktuelle Quellen berichten, dass anscheinend auch die NASA an 3D-Druckern im selben Preissegment arbeite.

Durch Vereinfachung des gesamten Druckprozesses und die Senkung der Anschaffungs- und Betriebskosten wird der 3D-Druck immer massentauglicher. Die ersten Schritte sind also getan. Man darf gespannt bleiben, wie sich dies entwickelt…

Disruptive Technologien – Was ist dies überhaupt?

Zunächst mal zum Wort «disruptiv». Das Wort stammt ursprünglich aus dem Englischen (disrupt) und bedeutet soviel wie «unterbrechen» oder «stören». Somit sind disruptive Technologien eigentlich störende Technologien, was zunächst eigenartig klingen mag, aber im Zusammenhang durchaus Sinn macht.

Disruptive Technologien sind Innovationen, die bereits erfolgreich bestehende Technologien, Produkte, Dienstleistungen oder Vergleichbares ersetzen oder ganz verdrängen (also stören oder unterbrechen). Die bisherigen Investitionen der bislang beherrschenden Marktteilnehmer in eben diese Produkte und Dienstleistungen werden dadurch überflüssig und / oder veraltet.

Der schönste Satz, den ich bei Wikipedia über disruptive Technologien bislang gelesen habe lautet wie folgt: «Oftmals beschreibt Disruption den Prozess eines ressourcenarmen Unternehmens, das grosse und Etablierte Firmen herausfordert.»

Disruptive Innovationen sind laut Clayton M. Christensen (lehrt an der Harvard Busines School, hat die Theorie der disruptiven Technologie entwickelt) oftmals am unteren Ende des Marktes und in neuen Märkten zu finden.

Neue Märkte sind für etablierte Anbieter generell unerwartet und wegen des anfänglich kleinen Marktvolumens eher unattraktiv. Daher bildet sich Platz für neues, was zu disruptiven Technologien führt, die gerade die etablierten Marktteilnehmer schleichend befallen wird.

Disruptive Technologien

Disruptive Technologien gibt es unglaublich viele, die aber teilweise erst auf den zweiten Blick erkennbar sind. Schauen wir nur einmal auf unseren Alltag. Unsere Strassen sind voller Autos. Autos, ein technisches Hilfsmittel, das Pferde als Fortbewegungsmittel abgelöst hat. Natürlich dauerte es aber eine gewisse Zeit, bis die Marktdurchdringung erreicht worden war.

Ähnlich verhält es sich mit CDs und MP3:
Vor einigen Jahren hatte Karlheinz Brandenburg am Frauenhofer Institut das MP3-Verfahren entdeckt. Zu diesem Zeitpunkt ahnte wohl noch niemand, dass damit die CD beinahe verdrängt werden würde.

Noch ein Disruptive Technology Beispiel gefällig? Dann tauchen wir doch kurzerhand in die Welt…der Smartphones.
Unser alltagsversüssenden Connect-Gadgets haben mittlerweile so viele Funktionen von anderen Geräten adaptiert, dass diese nicht mehr oder weniger benötigt werden. Neben diesen einzelnen Bausteinen kann man auch die ursprüngliche Bestimmung des Mobiltelefons als  disruptive Technology anschauen. Denn, es gibt immer mehr Leute, die wegen des eigenen Smartphones auf den Festnetz-Telefonanschluss oder Internet-Hausanbindung verzichten.

Einige weitere Beispiele von Smartphones als disruptive Technologie:

• Fernbedienung für TV, Streaming-Portale (Netflix) oder SmartHomes
• Chats (statt Telefonieren)
• Uhr
• Suchmaschinennutzung
• …

…und was hat dies mit 3D-Druck zu tun?

Zugegeben, ich bin in den vorherigen Zeilen etwas abgeschweift, dachte mir aber, dass «disruptive technology» dennoch ein spannendes Thema ist.

Der Zusammenhang zwischen disr. Technologien und 3D-Druck lässt sich ganz einfach in einer konkreten Frage darstellen:
Verdrängt der 3D-Druck die traditionelle Fertigung?

Der 3D-Druck hat ganz klar die Möglichkeit, diverse Fertigungstechniken neu aufzusetzen und somit für sich zu erschliessen.