Vor einigen Jahren schien der Hype um die 3D-Druckindustrie ohrenbetäubend. Kommentatoren erklärten die Ankunft einer neuen Technologie, die Branchen auf der ganzen Linie revolutionieren kann, von der Medizin über die Produktentwicklung bis zur Fertigung. Die Möglichkeiten waren unbestreitbar, trotz der Jugend der Technologie und der relativ geringen Anzahl von Anwendungsfällen, die zu diesem Zeitpunkt realisierbar waren.
Seit diesem frühen Hype-Zyklus sind 3D-Druckprozesse stetig gereift, und wir haben nun begonnen, 3D-Druck-Tools, die einst nur wenigen High-Tech-Branchen zugänglich waren, einer breiteren Vielfalt von Unternehmen zur Verfügung zu stellen.

Laden Sie die Infografik in voller Größe herunter, um zu sehen, wie sich die additive Fertigungsindustrie in den letzten zehn Jahren verändert hat.
Der 3D-Druck, auch Additive Fertigung genannt, erzeugt dreidimensionale Bauteile aus CAD-Modellen. Es ahmt den biologischen Prozess nach und fügt Schicht für Schicht Material hinzu, um ein physikalisches Teil zu erzeugen. Mit dem 3D-Druck können Sie funktionale Formen herstellen und dabei weniger Material als bei herkömmlichen Fertigungsmethoden verwenden.
Das Ergebnis der breiteren Verfügbarkeit von 3D-Druck ist, dass eine große Anzahl von Branchen beginnen, die Störung zu spüren. Da der 3D-Druck-Workflow es sowohl Einzelpersonen als auch Organisationen ermöglicht, die Kontrolle über ihre eigenen Design- und Fertigungsprozesse zu übernehmen, entstehen immer mehr Anwendungsfälle.
Lesen Sie weiter, um 25 (oft unerwartete) Anwendungsfälle für den 3D-Druck zu entdecken, die zeigen, wie weit verbreitet die Technologie ist.

Manufacturing & Engineering

Automobile

Die Automobilindustrie nutzt das Potenzial des 3D-Drucks bereits seit Jahrzehnten. Der 3D-Druck ist äußerst nützlich für das Rapid Prototyping und hat sich als in der Lage erwiesen, die Konstruktions- und Vorlaufzeiten neuer Automodelle erheblich zu verkürzen.
Der 3D-Druck hat auch den Fertigungsworkflow in der Branche erweitert. Kundenspezifische Vorrichtungen, Vorrichtungen und andere Werkzeuge, die für ein einzelnes Autoteil erforderlich sein könnten, insbesondere wenn es sich um Hochleistungsmaschinen handelt, erforderten einst eine Reihe von kundenspezifischen Werkzeugen, was die Kosten erhöhte und den Prozess als Ganzes immer komplexer machte.
Mit dem 3D-Druck können kundenspezifische Vorrichtungen und andere Teile mit geringem Volumen direkt für die Produktionslinie erstellt werden. Durch die Integration von 3D-Druckprozessen können Hersteller die Durchlaufzeiten um bis zu 90% verkürzen und das Risiko senken. Durch die Verschlankung mit Eigenfertigung wird der Fertigungsprozess insgesamt effizienter und profitabler.

In einer Produktionsstätte von Pankl Racing Systems verwenden Ingenieure 3D-gedruckte kundenspezifische Vorrichtungen für die Herstellung von Motorradgetrieben.
Da die Qualität des digitalen Workflows weiter zunimmt, die Materialien besser werden und die Prozesse erschwinglicher werden, werden wir immer mehr 3D-gedruckte Teile in Autos sehen, was den Spielraum für Designanpassungen erhöht und zu einer besseren Leistung führt. Noch etwas weiter unten, aber einige Unternehmen arbeiten bereits an vollständig 3D-gedruckten Autos.

Schmuck

Der 3D-Druck löst eine Designrevolution im Schmuckbereich aus. Das Erstellen von 3D-gedruckten Stücken, die ein vergleichbares Aussehen und Gefühl wie traditionell handgefertigter und gegossener Schmuck hatten, war früher eine Herausforderung. Nach den jüngsten Fortschritten bei spezialisierten High-End-3D-Modellierungsprogrammen und mit mehr druckbaren Materialien im Angebot bevorzugen immer mehr Schmuckdesigner jedoch das 3D-Modell und Drucken ihrer Designs gegenüber traditionellen handgefertigten Methoden.
Schmuck 3D-Drucker erstellen Stücke aus Harz oder Wachs, basierend auf dem 3D-Modell des Juwelierdesigns. Digitale Modelle können einfach bearbeitet werden, was das Prototyping von Schmuck mit 3D-Druck unglaublich billig und bequem macht.
Das Kauferlebnis wird dadurch taktiler — Kunden können jetzt Prototypen von Teilen anprobieren, die sie mitgestaltet haben, um sicherzustellen, dass sie vor dem Kauf genau richtig aussehen und sich auch so anfühlen.
Die endgültigen Designs können dann mit dem gleichen Workflow wie bei traditionellem Schmuck in 3D gedruckt und in eine Form gegossen werden. Die Ergebnisse können atemberaubend sein:

Schmuckstücke gegossen mit 3D-gedruckten Muster mit Stereolithographie (SLA) 3D-Druck-Technologie hergestellt.
Mit dem digitalen Workflow, der die traditionellen Produktionsmethoden ergänzt, und mehr neuen Designern, die mit CAD / CAM-Fähigkeiten in die Werkstatt kommen, wird kundenspezifischer Schmuck schnell zugänglicher und ermöglicht es Schmuckherstellern und Einzelhändlern, engere Beziehungen zu ihren Kunden aufzubauen.

Onshoring

Alles, was so viel Macht hat, um Design und Produktionsmethoden zu verändern, wie der 3D-Druck, wird in der Fertigung Wellen schlagen. Es gibt jedoch potenzielle Vorteile des 3D-Drucks in diesem Bereich, die schwieriger zu visualisieren sind.
Eine davon ist das Onshoring der Fertigung. In den letzten Jahrzehnten gab es einen deutlichen Rückgang der US-Produktion, da die Unternehmen ihre Betriebe ins Ausland verlagerten, um von den niedrigeren Arbeitskosten zu profitieren. „Ein in China oder Vietnam hergestelltes Werkzeug kann zwischen 10.000 und 50.000 US-Dollar weniger kosten als ein in den USA hergestelltes Werkzeug.“
Offshoring hat jedoch seine Nachteile für den Konstruktions- und Produktionsprozess. Die Vorlaufzeiten sind häufig lang, der Import von Produkten aus Übersee ist teuer und umweltschädlich.
Der 3D-Druck mit seiner Fähigkeit, komplexere Designs zu produzieren, hat das Potenzial, Onshoring wieder zu einer attraktiven Perspektive zu machen. Seine Nützlichkeit für den Designprozess, die Fähigkeit, die Durchlaufzeiten drastisch zu verbessern und die Effizienz zu steigern, machen die Inhouse-Produktion wieder rentabel.

Ersatzteile & Ersatzteile

Die Auswirkungen des Verlusts oder Bruchs von Teilen von Produkten oder Geräten können von unbequem bis katastrophal reichen.
Der 3D-Druck wird die Zeiten exorbitanter Reparaturkosten oder des Wegwerfens eines weitgehend funktionierenden Geräts der Vergangenheit angehören, da die Verbraucher Ersatz- und Ersatzteile herstellen können.

Ingenieure bei Ashley Furniture verwendeten 3D-Druck, um einen Vakuumhaltering für eine Punkt-zu-Punkt-Bohrmaschine zu ersetzen. Anstatt den gesamten Pod für 700 US-Dollar zu kaufen, konnten sie das Teil 3D scannen, um die Geometrie zu erfassen, und ein Ersatzteil für 1 US-Dollar drucken.
Der digitale Workflow bedeutet, dass die kostspielige Lagerung selten bestellter Ersatzteile für die Hersteller kein Problem mehr darstellt und die Verbraucher die Chance haben, auch ihre nicht mehr in Produktion befindlichen Komponenten ersetzen zu lassen.

Luft- und Raumfahrt

Die Minimierung des Gewichts ist ein primärer Weg, mit dem der 3D-Druck der Luft- und Raumfahrtindustrie erhebliche Einsparungen ermöglicht hat. Das geringere Volumen an Komponenten, das für eine 3D-gedruckte Konstruktion eines Teils erforderlich ist, führt zu insgesamt leichteren Teilen — diese scheinbar kleine Änderung in der Produktion wirkt sich positiv auf die Nutzlast, die Emissionen und den Treibstoffverbrauch sowie die Geschwindigkeit und Sicherheit eines Flugzeugs aus und reduziert gleichzeitig den Produktionsabfall erheblich. Wie in zahlreichen anderen Bereichen ermöglicht der Workflow auch die Herstellung von Bauteilen, die für traditionelle Methoden einfach zu komplex sind.

Die Ingenieure von GE druckten eine Kraftstoffdüse in 3D und schafften es, 20 Teile zu einer Einheit zu kombinieren, die 25% weniger wog als ihre Vorgänger und mehr als fünfmal so langlebig war. (quelle: GE)
Firmen wie GE, Boeing und Airbus haben den Wert des 3D-Drucks bestätigt und integrieren bereits Tausende von 3D-gedruckten Teilen in ihre Schiffe.

Brillen und Brillen

Brillen müssen alle Arten von Gesichtsformen abdecken und sind auch eine Branche, die deutlich von der unbegrenzten Anpassungsfähigkeit des 3D-Drucks profitiert. Neue Designs, die sowohl den Komfort als auch die Designqualität optimieren sollen, können wie anderswo schnell mit 3D prototypisiert und zu geringeren Kosten und mit größerem Komfort für den Kunden hergestellt werden.
Das Ergebnis sind leichtere, bequemere Brillen, die mit minimalem Abfall hergestellt werden. Einige Unternehmen auf diesem Gebiet nutzen sogar die Attribute der 3D-Druckproduktion, um Kunden zu ermutigen, ihre eigenen Brillen zu entwerfen, die sich hervorragend zur Generierung von Markentreue und zur Stärkung der Verbraucher eignen.

Schuhe

Die Sportschuhbranche setzt seit langem auf Technologie, um die Leistung ihrer Produkte zu optimieren, und mit dem digitalen Workflow haben sie mehr Möglichkeiten als je zuvor bei der Anpassung.

Zwei limitierte Schuhmodelle mit 3D-gedruckten Zwischensohlen, entworfen von New Balance und 3D-gedruckt mit Formlabs SLA 3D-Drucktechnologie.
Große Marken wie New Balance, Adidas und Nike, die die Leistungsfähigkeit der additiven Fertigung erkannt haben, beabsichtigen, kundenspezifische Zwischensohlen aus 3D-gedruckten Materialien in Serie herzustellen. Wie in anderen Branchen wird auch hier der digitale Workflow die traditionellen Fertigungsmethoden ergänzen – kritische, hochgradig kundenspezifische Komponenten jedes Produkts werden dem 3D-Druck anvertraut und der Rest den traditionellen Mitteln überlassen.
In einem Bereich mit einer so leidenschaftlichen Verbraucherbasis kann der 3D-Druck die Kunden auch direkt stärken. Es wird den Verbrauchern ermöglichen, ihre eigenen Schuhe zu entwerfen, sowohl für den persönlichen als auch für den weit verbreiteten Verbrauch. Das virale Potenzial dieses Aspekts des 3D-Drucks wurde bereits von Marken genutzt.

Mode und Smart Clothing (Am Horizont)

Ein Bereich, in dem das kommerzielle und künstlerische Potenzial des 3D-Drucks wahrscheinlich kollidieren wird, ist der Bereich Mode und Smart Clothing. Mit zunehmender Palette an Materialien und Textilien, die im 3D-Workflow verwendet werden können, eröffnen sich Designern immense neue Möglichkeiten.
Die 3D-Drucktechnologie kann nicht nur die Produktion von Textilien verändern — sie bietet auch die Möglichkeit, neue Textilien zu schaffen, die beispielsweise kugelsicher, feuerfest und wärmespeichernd sind. Dieser spezielle Zweig des 3D-Workflows muss noch perfektioniert werden, aber in naher Zukunft werden wir 3D-gedruckte Kleidung von Museen und Haute Couture bis zur Boutique sehen.1483 Künstler, die durch den Workflow befähigt wurden, haben auch 3D-Smart-Kleidung als „personalisierte, tragbare, datengesteuerte Skulptur“ mit einem künstlerischen Zweck verwendet.

Modellbau

Der Modellbau ist eine weitere Nischenpraxis, für die der 3D-Workflow ideal geeignet ist. Wo realistische Reproduktionen einst übermäßig teuer oder unmöglich zu modellieren waren, hat die Qualität der Detaillierung und Verarbeitung durch 3D-Druckverfahren die Herstellung realistischer, detaillierter Miniaturen und maßstabsgetreuer Modelle erschwinglicher und einfacher gemacht.
CAD kann früher komplexe Modellierungsherausforderungen vereinfachen und es Designern ermöglichen, eine Struktur, die so komplex ist wie eine Engine, aus 3D-Scans oder SpaceX-Raketen im Wesentlichen zurückzuentwickeln.
Der interne Produktionsaspekt des digitalen Workflows ermöglicht es einem Unternehmen, das sich um kundenspezifische Modellierung dreht, in einem traditionell Nischenmarkt zu skalieren. Die umfassende Integration von Desktop-3D-Druckern von DM-Toys hat es ihnen beispielsweise ermöglicht, den langjährigen europäischen Modellbahnmarkt zu stören und Kunden schneller und kostengünstiger zu beliefern.

Der 3D-Druck ist ideal, um realistische, detaillierte Miniaturen und maßstabsgetreue Modelle zu erstellen.

Gesundheitswesen

Audiologie

Die Vielseitigkeit und der hohe Grad an Anpassung, die durch den 3D-Druck möglich sind, machen ihn in der Medizin von großem Nutzen. Hörspezialisten und Ohrformlabore setzen die Technologie seit Jahren ein, um große Mengen an kundenspezifischen Ohrprodukten wie Hörgeräten, Schutzstöpseln und Kopfhörern herzustellen.
Der 3D-Druck eignet sich hervorragend für die Audiologie, da er Anpassungsmöglichkeiten ohne zusätzliche Kosten bietet, die mit herkömmlichen Methoden bisher komplex und teuer waren.
Wenn die Technologie erschwinglicher wird, werden immer mehr Verbraucheranwendungen wie benutzerdefinierte Ohrhörer auftauchen: Der Vorgang ist so einfach wie das Betreten eines Geschäfts, das Scannen Ihrer Ohren und das Drucken Ihrer benutzerdefinierten Ohrhörer in 3D.
Wie bei Schmuck kann der 3D-Druck Mengen komplexer Designs zu geringen Kosten produzieren und gleichzeitig die Vorlaufzeiten verkürzen. Es kann alles von einem Drucker verwaltet werden, der klein genug ist, um auf einen Desktop zu passen. Audiologen sehen die Herstellungskosten sinken, ihr Bedarf an Outsourcing reduziert (Schlüssel für kleinere Unternehmen).

Ein Paar individuell geformte Ohrhörer, hergestellt mit der 3D-Drucktechnologie von Formlabs.
Kunden werden die Vorteile direkt spüren, denn durch die äußerst präzise Anpassung ihrer 3D-gedruckten Audiogeräte können sie sich auf neue Spezialisierungsgrade und Komfort in ihrer In-Ear-Technologie freuen.

Zahnmedizin

Zahnmedizin war auch einer der prominentesten Anwender von 3D-Druck, Desktop-3D-Drucker sind ein zunehmend verbreiteter Anblick in Dentallabors und Praxen. Tatsächlich sind die beliebten klaren Aligner, die auf 3D-gedruckten Formen thermogeformt werden, möglicherweise der erfolgreichste Einsatz des 3D-Drucks, den wir bisher gesehen haben.
Die konsequente Schaffung qualitativ hochwertiger und erschwinglicher Dentalprodukte hat sich aufgrund der Einzigartigkeit jedes Dentalfalls und der Anzahl der Möglichkeiten für menschliches Versagen als schwierig erwiesen. Digitale Workflows in der Zahnmedizin bieten Möglichkeiten für mehr Konsistenz, Genauigkeit und Präzision als zuvor. Das Scannen von intraoralen digitalen Abdrücken kann Technikern viel bessere Daten liefern, die einfache Erstellung wiederholbarer Modelle durch 3D-Druck ermöglichen und die Effizienz sowohl in der Zahnarztpraxis als auch im Labor verbessern.
Dentale 3D-Drucker verwenden meist harzbasierte 3D-Druckverfahren wie SLA oder Digital Light Processing (DLP), um eine Vielzahl von Indikationen wie chirurgische Führungen, Zahnmodelle, Formen für klare Aligner, Zahnersatz oder gießbare Muster für Kronen und Brücken schnell, mit verbesserter Genauigkeit und geringeren Kosten als herkömmliche Methoden zu erstellen.
Das Ergebnis für den Kunden ist eine Fülle von Dentalprodukten, die besser passen und besser funktionieren, mit höherer klinischer Akzeptanz durch den Patienten. Die Zeitersparnis durch den optimierten Workflow führt zu einem besseren Durchsatz, geringeren Materialkosten und besseren Ergebnissen für die Patienten.

Eine Auswahl an Dentalprodukten, die mit der Stereolithographie-3D-Drucktechnologie hergestellt werden.

Prothetik

Die Auswirkungen des 3D-Drucks beschränken sich nicht nur auf die Verbesserung von Arbeitsabläufen oder die Ermöglichung von Rapid Prototyping. Es kann auch Leben direkt verändern. Mit 30 Millionen Menschen weltweit, die künstliche Gliedmaßen und Zahnspangen benötigen, besteht die Hoffnung, dass der 3D-Druck neue Lösungen bieten kann, bei denen Kosten und Spezifikationen traditionell Hürden darstellen.
Es gibt einen globalen Mangel an Prothetik im Verhältnis zur Nachfrage, und die Zeit und die finanziellen Kosten, die für die Beschaffung der benötigten Prothetik erforderlich sind, können sich als unerschwinglich erweisen, insbesondere angesichts des Maßes der Anpassung und des hohen Bedarfs an Prothetik in beispielsweise Entwicklungsländern. Prothesen und Zahnspangen, die nicht nach Spezifikation gebaut wurden, können Beschwerden verursachen, die sie unterstützen und befähigen sollten.
Der 3D-Druck kann eine erschwingliche Alternative bieten, die, wie viele verwandte Fortschritte in der Medizin, eine Therapie bieten kann, die viel genauer auf die Bedürfnisse eines Patienten zugeschnitten ist. Die Erschwinglichkeit und Anpassbarkeit von 3D-Drucktechniken kann die Lebensqualität von Menschen mit Verletzungen oder Behinderungen grundlegend verbessern, wie wir in dieser Geschichte eines Vaters und eines Sohnes gesehen haben.

Orthesen können mit dem 3D-Druck individuell auf die Bedürfnisse jedes Patienten zugeschnitten werden.

Chirurgie

Der 3D-Druck kann auch in entscheidenden Momenten der Chirurgie den Unterschied ausmachen. Ärzte können den Patienten vor der Operation scannen und benutzerdefinierte anatomische 3D-Druckmodelle erstellen, um die Operation zu planen und zu üben.
Forscher des Universitätsklinikums Lübeck reduzierten beispielsweise Risiken bei Gehirnoperationen durch den Einsatz von 3D-gedruckten Arterien. Anderswo haben Gesundheitsdienstleister den 3D-Druck verdoppelt, um schnelle, realistische 3D-Operationsmodelle bereitzustellen.
In chirurgischen Fällen kann der 3D-Druck bestehende physikalische Praktiken entscheidend ergänzen – zum Beispiel den weniger präzisen Einsatz von Kameras, um den Zustand eines Organs in Echtzeit zu beurteilen. Durch die Kombination von Aspekten des digitalen Workflows mit dem Einsatz von computergestützter Technik und Datenvisualisierung konnten Ärzte diese eng modellierten Objekte erstellen und am Behandlungsort mit neuer Genauigkeit und Sorgfalt arbeiten.
Der 3D-Druck hat auch früher unmögliche Operationen Wirklichkeit werden lassen. Der Ersatz des Oberkiefers, die Bildung eines neuen Schädels und der Ersatz von Krebswirbeln, alles undenkbar vor dem Aufkommen der fortschrittlichen 3D-Bildgebung und des Drucks, wurden jetzt erfolgreich durchgeführt.

Ein Modell des Fußes eines Patienten, maßgeschneidert mit 3D-Druck, um Ärzte auf komplexe Fälle vorzubereiten.

3D-gedruckte Organe (am Horizont)

So sehr sich die 3D-Drucktechnologie in den letzten Jahren entwickelt hat, gibt es noch mehr wirkungsvolle und scheinbar unwahrscheinliche Anwendungsfälle, die sich derzeit in der Entwicklung befinden. Gedruckte Organe sind eine davon.
Leicht neue Organe herstellen zu können, war jahrzehntelang ein Traum für Wissenschaftler, die in der regenerativen Medizin arbeiten. Während es sich noch in einem frühen Stadium befindet, trägt die Verwendung des 3D-Workflows zur Herstellung von organischem Gewebe, das für eine Transplantation in Frage kommt, frühe Früchte. Unternehmen wie Organovo und verschiedene andere Labors und Start-ups auf der ganzen Welt haben die Herstellung von Lebergewebe durch 3D-Druck zu einer Forschungspriorität gemacht.
Die 3D-Organerstellung konzentriert sich auf die Praxis des Bioprintings, eines spezialisierten Ablegers des 3D-Drucks, der Zellen von Spendern entnimmt, sie in druckbare Biotinte umwandelt und sie dann zu reifem Gewebe schichtet und kultiviert, das für die Organtransplantation bereit ist.
Die potenziellen Vorteile der Verwendung der 3D-Drucktechnologie zur Bereitstellung notwendiger Transplantationsorgane sind unkalkulierbar. Darüber hinaus könnten sie den Weg für noch größere Fortschritte in der regenerativen Medizin ebnen und neue, sichere Wege bieten, Medikamente zu entwickeln und zu testen, die Organerkrankungen behandeln und die Notwendigkeit von Organtransplantationen insgesamt verhindern könnten.

Konstruktion

Architektur

Als Branche, die bereits auf geometrischem Design, Prototyping und Modellierung basiert, wird die Architektur enorm von den Fortschritten in der 3D-Drucktechnologie profitieren. Wir haben gesehen, wie der digitale Workflow komplexe Modelle im Architekturmaßstab detailliert erstellt und die 3D-Modellierungsphase des Architekturdesigns verbessert hat.
Zusätzlich zur Zeitersparnis bei der Modellherstellung ermöglichen die 3D-gedruckten Modelle Architekten, die Auswirkungen bestimmter Konstruktionsmerkmale mit viel größerer Sicherheit zu antizipieren, z. B. kann ein Architekt Aspekte wie einen Lichtfluss durch die Struktur mit höherer Präzision messen, indem er ein Modell mit einer umfassenderen Auswahl an Materialien sieht.
Der hohe Präsentationswert eines solch exakten Modells bedeutet auch, dass der 3D-Druck ein akutes kommerzielles Werkzeug für Unternehmen sein kann, die Projekte und Aufträge gewinnen möchten, indem sie die vollen Attribute ihres Designs zeigen.

Ein digitales Modell eines Architekturplans, neben seinem maßstabsgetreuen Gegenstück, das mit 3D-Druck erstellt wurde.

Kunst

Skulpturen

Der Boom der „additiven Kunst“ hat in den letzten zehn Jahren allmählich zugenommen, und wir haben gesehen, wie 3D-Drucktechniken verschiedene Ecken der Kunstwelt infiltriert haben, von Konsumkunstwerken bis hin zu Skulpturen, die für das Smithsonian geeignet sind.
3D-Druckverfahren, die fotografische 3D-Scansysteme verwenden, um physische Kunstwerke zu erstellen, können den Kunden viele neue Möglichkeiten bieten. Diese Entwicklungen haben sowohl Künstlern als auch Kunden ein gewisses Maß an neuer kreativer Kraft verliehen — alles, was sie sich vorstellen und entwerfen können, können sie produzieren, und das nach sehr detaillierten Standards.

Filme und visuelle Effekte

Der 3D-Druck wurde bereits in die Produktion von Hollywood-Filmen integriert und wird häufig für praktische visuelle Effekte und Kostüme verwendet.
Während die Schaffung der fantastischsten Kreaturen des Films einst akribisches Handwerk erforderte, haben der erhöhte Termindruck und die Zeitanforderungen des modernen Filmemachens eine schnellere Methode zur Schaffung praktischer Effekte unerlässlich gemacht. Effektstudios wie Aaron Sims Creative verwenden jetzt einen hybridisierten Ansatz, die praktische Effektherstellung, die durch den digitalen Workflow verbessert wird, um neue Möglichkeiten für die Zusammenarbeit zu schaffen und die Vorlaufzeiten für die Umsetzung von Ideen zu verkürzen.

Schauen Sie hinter die Kulissen und sehen Sie, wie Aaron Sims Creative (ASC) den 3D-Druck verwendet hat, um das Monster von Stranger Things zu erschaffen.

Tanz und Musik

Das künstlerische Potenzial des 3D-Drucks beschränkt sich nicht nur auf physische Kunstwerke. Es hat auch die Kraft, Formen wie Tanz und Musik völlig neue Dimensionen zu verleihen.
Betrachten Sie zum Beispiel die 3D-gedruckten, tragbaren „Instrumente“, die von Joseph Malloch und Ian Hattwick von der McGill University entwickelt wurden. Mit fortschrittlichen Sensortechnologien verwandeln sie Bewegung, Orientierung und Berührung in Musik.

Musikinstrumente

Der 3D-Druck kann sogar Branchen stören, die sich seit Jahren oder Jahrhunderten in einem statischen Paradigma befinden.
Zum Beispiel war die Herstellung von Geigen seit mehreren hundert Jahren unverändert — ein völlig manueller Prozess von Handwerksmeistern, da sich die automatisierte Herstellung als nicht in der Lage erwiesen hat, das Instrument in der erforderlichen Verarbeitungsqualität herzustellen.
Aufgrund der Präzision der Detaillierung, zu der der 3D-Druck in der Lage ist, haben wir eine schwer zu durchbrechende Branche erlebt.

Brian Chan, Ingenieur bei Formlabs, schuf eine voll funktionsfähige akustische Violine aus Formlabs weißem Harz. Das Ergebnis war nicht nur realistisch im Finish, sondern auch voll spielbar.
Da sich die Anpassung und Spezifikation von Musikinstrumenten in der Vergangenheit als kostspielig erwiesen hat, sollten 3D-Druckfunktionen zu wichtigen Veränderungen auf dem Markt führen, da neue und wertvolle Designs ermöglicht werden, die möglicherweise den Weg für die Schaffung völlig neuer Instrumente ebnen.

Kunstrestaurierung

3D-Scannen, CAD und 3D-Druck wurden verwendet, um die Werke einiger der berühmtesten Künstler der Geschichte zu restaurieren und Werke von Michelangelo und da Vinci zu ihrem früheren Glanz zurückzubringen.
Nachdem der aktuelle Zustand eines bestimmten Kunstwerks bewertet wurde, kann das Werk digital gescannt und modelliert werden. Die Möglichkeit einer unbeabsichtigten Interpretation wird minimiert, indem vorhandene Teile eines Werkes als Grundlage für eine spätere Restaurierung verwendet werden. Restauratoren können auf eine Fülle von Daten zu potenziellen Problemen und Verbesserungen zugreifen, gefolgt von der Dokumentation, dem Design von Formen und der Restaurierung.

Die rekonstruierten 3D-gedruckten Teile dieses Multimaterial-Reliquiars sind nur unter UV-Licht sichtbar.
Aufgrund der Komplexität der beteiligten Merkmale und des Mangels an Techniken, die eine sichere Wiederherstellung gewährleisten könnten, wurden viele frühere Restaurierungsversuche als unmöglich aufgegeben. Mit Hilfe des digitalen Workflows sind jetzt auch unglaublich komplizierte, multimaterielle Restaurationen möglich, wie diese im Museo Tesoro dei Granduchi in Florenz.

Forschung

Forensik

Der 3D-Druck hat in der Rekonstruktion ebenso viel Nutzenpotenzial wie in der Produktion. Die Arbeit eines forensischen Künstlers wird oft durch unvollständige Beweise erschwert. Digitale Technologien können bei juristischen Ermittlungen von enormem Nutzen sein und die Fähigkeiten von Forensikern verbessern, genaue Modelle von Personen von Interesse oder Opfern zu rekonstruieren.
Der digitale Workflow besteht darin, CT-Scans in 3D-Drucke umzuwandeln, um die Identifizierung zu erleichtern. Wenn Ermittler beispielsweise nur einen Teil eines Schädels als Beweismittel finden, kann ein Drucker die gesamte Probe modellieren und replizieren.
Rekonstruktionen des Aussehens von Opfern von Straftaten haben bereits eine Schlüsselrolle bei der Erlangung von Gerechtigkeit gespielt und erneut den Nutzen des 3D-Drucks über Überlegungen zu Design und Produktionseffizienz hinaus bewiesen.

Paläontologie

Paläontologen werden einen Feldtag mit 3D-Druck haben, da es helfen kann, Dinosaurierskelette zu vervollständigen, indem schwer fassbare fehlende Knochen gedruckt werden.
Die Mitarbeiter des Smithsonian Museums experimentierten kürzlich, indem sie die fehlenden Knochen eines T. rex genau nach Spezifikation druckten. Der 3D-Workflow ermöglichte es dem Team, mit Modellierungssoftware umfassend und sicher zu experimentieren, Zeit zu sparen und das Risiko für die Integrität des realen Skeletts zu verringern.

Anwendungsfälle der nahen Zukunft

Nachdem sich die Fähigkeiten des 3D-Drucks in den letzten zehn Jahren rasant entwickelt haben, sind einige der aufregendsten und unerwartetsten Anwendungsfälle des Workflows diejenigen, die zwar nicht sofort machbar sind, aber bald eine plausible Realität werden.

Gehäuse und Konstruktion

Der Desktop-3D-Druck beschränkt sich auf die Herstellung kleinerer Artikel, während der additive Workflow im Fertigungsmaßstab viel größere funktionale Komponenten herstellen kann. In den letzten Jahren haben verschiedene Initiativen begonnen, Häuser und größere Strukturen zu schaffen, die vollständig das Produkt des 3D-Drucks sind und neue Grenzen für nachhaltiges Leben und Bauen eröffnen.
Die 3D-Drucktechnik gibt Architekten Formfreiheit, auch bei bisher weniger formbaren Baustoffen wie Beton. Im weiteren Sinne können damit vollständig nachhaltige und energieeffiziente Häuser gebaut werden, die auch modernen Komfortstandards entsprechen. Der Bau auf diese Weise könnte völlig abfallfrei sein und sehr niedrige Betriebskosten bieten.
Im Februar 2019 gab das texanische Unternehmen Sunconomy Pläne bekannt, das weltweit erste vollständig 3D-gedruckte Haus zu verkaufen. Es wird ungefähr so aussehen.

MX3D verwendet den mehrachsigen digitalen Workflow, um eine Edelstahlbrücke zu drucken, die in Kürze über den Oudezijds Achterburgwal-Kanal in Amsterdam installiert wird. (Quelle: MX3D)

Geschichte neu erstellen

Der Verlust historischer Artefakte ist verheerend, da es unmöglich ist, sie neu zu erstellen. Die Zerstörung vieler syrischer Kulturstätten, wie der antiken Stadt Palmyra, durch ISIS schien einen dunklen und irreversiblen Rückschritt darzustellen. Durch Vorwärtsschritte im 3D-Druck könnten wir bald in der Lage sein, den Ruhm der Vergangenheit wiederherzustellen und sicherzustellen.
Im Rahmen des Projekts Million Image Database wird eine Kampagne zur Wiederherstellung der beschädigten Ruinen von Palmyra mit 3D-Druck durchgeführt. Es verwendet 3D-Modelle der Website, die aus Fotos zusammengestellt wurden, um Nachbildungen zu erstellen, die in Maßstab und detailgetreu der Geschichte entsprechen. Ebenso spannend, die gleichen Modellierungstechniken können auch erweitert werden, um die großen Meisterwerke der Kunstgeschichte gegen möglichen Verlust zu gewährleisten.
In Zukunft wird der 3D—Druck nicht nur die Produktion und das Design transformieren, sondern auch in Angelegenheiten von internationaler und historischer Bedeutung eine wichtige Rolle spielen können.

Ein neues Weltraumrennen

Mit einer der höchsten Eintrittsbarrieren für jede Branche der Welt ist die Raumfahrt möglicherweise einer der überraschendsten Bereiche der 3D-Druckinnovation.
Das Start-up Relativity aus der Luft- und Raumfahrt hat die Entwicklung von Aluminium-Raketentriebwerken mittels additiver Fertigung getestet. Im Erfolgsfall würde diese Anwendung die Kosten und praktischen Schwierigkeiten der Raumfahrt drastisch senken und das Feld für neue Geschäfte und ein enormes Wachstumspotenzial eröffnen.

Das Raumschiff Crew Dragon von SpaceX, das mit 3D-gedruckten SuperDraco-Triebwerken ausgestattet ist, startete erstmals im März 2019. (Quelle: SpaceX)
Die Wahl von SpaceX für den 3D-Druck wurde aufgrund der Kosten- und Abfallreduzierungsfähigkeiten der Technologie und der Wahrung der Flexibilität auch im Produktionsprozess getroffen. Die Brennkammer des Motors, die ebenfalls durch 3D-Druck hergestellt wurde, hat nachweislich eine überlegene Festigkeit, Duktilität und Bruchfestigkeit gegenüber herkömmlichen Materialien.
Wir haben sogar 3D-Druck im Weltraum gesehen, als die NASA mit einem 3D-Drucker einen Ratschenschlüssel an Bord der Internationalen Raumstation baute, das erste Werkzeug seiner Art, das im Weltraum hergestellt wurde.

Unendlich viele Möglichkeiten

Die Visualisierung von 3D-druckgesteuerten Veränderungen in der Art und Weise, wie Dinge hergestellt werden, erfordert nicht die Kunststücke der Vorstellungskraft, die sie einst getan haben. Da sich Workflows in den letzten Jahren entwickelt haben und in verschiedenen Branchen Fuß gefasst haben, beginnen wir zu sehen, dass revolutionäres Potenzial demonstriert wird.
Von der Zahnmedizin über das Gesundheitswesen bis hin zu Konsumgütern, Architektur und Fertigung interagiert die Öffentlichkeit immer mehr mit den Endprodukten des 3D-Drucks.
Den Abfall in der traditionellen Produktion nachhaltig zu reduzieren, Durchlaufzeiten und Gemeinkosten zu verkürzen und Kunden zu befähigen, indem sie näher an die gewünschten Produkte herangeführt werden — wir können nur erwarten, dass der Einfluss des 3D-Drucks weiter zunimmt.

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