Der Druckkopf bewegt sich unermüdlich hin und her, trägt Betonschicht um Betonschicht auf. Der 3D-Drucker des amerikanisch-russischen Startups Apis Cor erinnert an einen kleinen Kran und sprüht ein spezielles Betongemisch in hauchdünnen Schichten präzise übereinander. Am Ende steht: ein komplettes Haus mit runden Wänden und 38 Quadratmeter Wohnfläche – ausgedruckt in Rekordzeit. Der Rohbau wächst in gerade einmal 24 Stunden und kostet nur rund 4.000 US-Dollar, der Ausbau etwa 6.000 US-Dollar.

3D-Druck erobert die Industrie

Vom Fertighaus über Werkzeug bis zum Flugzeugtriebwerk: Die additive Fertigung, besser bekannt als 3D-Druck, ist auf dem Sprung von der Nischentechnologie zum Massengeschäft. Ob Bauwirtschaft oder Automobilindustrie, ob Pharmabranche oder Logistik – das Verfahren versetzt Unternehmen in die Lage, vom Ersatzteil über kleinere Produkte bis hin zu komplexen Konstrukten wie Häusern oder Autos schneller, günstiger und direkt am gewünschten Einsatzort zu produzieren – auch im Geschäftskundenbereich. Kurz: Die additive Fertigung stellt altbewährte Geschäftsmodelle sowie Logistik-, Vertriebs- und Wertschöpfungsketten infrage. Und könnte damit die Wirtschaft mittelfristig ganz neu sortieren.

Adidas etwa will spätestens im Dezember den Schuh „Futurecraft 4D“ auf den Markt bringen, dessen Mittelsohle aus dem 3D-Drucker stammt. Statt lange danach zu suchen und viel Geld dafür auszugeben, könnten sich Oldtimer-Fahrer selten gebrauchte, schwer erhältliche Ersatzteile bei Bedarf einfach schnell und vergleichsweise kostengünstig selbst drucken. Ein US-amerikanisches Startup will künftig einen autonom fahrenden Kleinbus innerhalb weniger Stunden mit dem 3D-Drucker produzieren. Und ein Roboterarm aus dem 3D-Drucker kann Gebärdensprache übersetzen.

Additive Fertigung ist ein Milliardenmarkt

Ein Blick auf die Zahlen bestätigt den Vormarsch der innovativen Technologie: 2015 belief sich das Marktvolumen für additive Fertigung dem Marktforschungsinstitut „Research and Markets“ zufolge auf knapp fünf Milliarden US-Dollar und wird bis zum Jahr 2022 weltweit auf mehr als 30 Milliarden US-Dollar anwachsen. Deutsche Unternehmen liegen beim Einsatz der Technologie vorne. Laut einer Studie der Prüfungs- und Beratungsgesellschaft Ernst & Young aus dem Jahr 2016 wurden mit 3D-Druck schon rund zehn Milliarden Euro Umsatz gemacht, davon knapp eine Milliarde allein in Deutschland. „3D-Druck ist wie gemacht für die innovative deutsche Wirtschaft“, sagt Andreas Müller, Partner bei Ernst & Young. „Die Technologie erlaubt den Unternehmen die Herstellung kleiner Stückzahlen, kostengünstiger Prototypen und die Anwendung neuer Materialien.“

Der 3D-Druck hat sich in vielen Branchen bereits etabliert – etwa in der Luftfahrtindustrie: So lassen sich zahlreiche Bestandteile von der Turbine bis zu den Tischen an der Rückseite der Sitze von 3D-Druckern fabrizieren. „Heute lässt sich das Triebwerk einer Rakete in einem Jahr herstellen“, sagte Christian Hinke, Geschäftsführer Forschungscampus Digital Photonic Production in Aachen, gegenüber dem Fachmagazin CIO. Ohne additive Verfahren hätte dies früher mehrere Jahre gedauert. Neben der Geschwindigkeit erhöht sich auch die Qualität der Teile. „Einspritzdüsen für Triebwerke lassen sich heute in einem Stück drucken, statt sie aus 20 Einzelteilen zusammenzuschrauben. Dadurch werden sie nicht nur billiger, sondern auch haltbarer.“

Organe aus dem Drucker

Auch in der Medizin verbreitet sich die Technologie rasant. Ärzte lassen sich beispielsweise ein Modell vom Herzen eines Patienten anfertigen, um sich auf eine anstehende Operation vorzubereiten und komplizierte Eingriffe zu proben. Ob Hörgeräte, Zahnkronen oder Komplettprothesen – die Liste der medizinischen Produkte aus dem Drucker wird immer länger. Ein neuer Gewebe- und Organdrucker könnte in Zukunft sogar stabile Ohren- und Kieferimplantate produzieren, in denen Blutgefäße wachsen.

Der Digitalverband Bitkom prognostiziert indes, dass der 3D-Druck bisher erfolgreiche Entwicklungs- und Herstellungsprozesse in Kernbranchen wie dem Flugzeug- und Fahrzeugbau, dem Maschinen- und Anlagenbau sowie der Gesundheitswirtschaft ablösen wird. Um Deutschlands Spitzenposition im internationalen Wettbewerb auszubauen, fordert der Verband in dem Positionspapier „3D-Druck – Erfolgsgeschichte für den Digitalstandort“ eine enge Zusammenarbeit von Wirtschaft und Politik: „Bei der Einführung von additiven Fertigungstechnologien müssen vor allem kleine und mittelständische Unternehmen in ihrer Produktion gefördert und zur Zusammenarbeit mit Startups und etablierten Unternehmen der Digitalwirtschaft ermutigt werden.“