Die Geschichte des 3D-Druckes

Der stille Beginn einer Revolution

Wir schreiben das Jahr 1859…

Was 1859???

Der beginnt gleich mit einem Zahlendreher?!?

Nein das Jahr stimmt, doch es wird oftmals vergessen, dass die ersten dokumentierten Anfänge der 3D-Drucktechnologie schon ca. 160 Jahren zurückliegen.

Also nochmal von Anfang an.

Wir schreiben das Jahr 1859, als der Künstler François Willème in seinem Pariser Atelier eine Technik entwickelte um Portraits, Profile oder sogar Büsten schnell und ohne bildhauerische Vorkenntnisse herstellen zu können. Er nutzte die Fototechnik, die ja zu damaliger Zeit noch in den Kinderschuhen steckte. Francois stellte 24 Kameras in 15 Grad Abstand auf, so dass er alle benötigten Informationen über das Modell festhalten konnte. Das Modell selbst entsteht durch das Nachzeichen der Außenkonturen dies geschah damals mit einem Pantographen, der das Objekt nun Schicht für Schicht entstehen ließ. Auch wenn es mit der heutigen Technik nicht zu vergleichen ist, finde ich, dass dieser Mann von damals auf alle Fälle eine Erwähnung in der heutigen 3D-Drucktechnologie wert ist. Obwohl die entwickelte Technik von Francois für die damalige Zeit ziemlich effizient war, geriet sie leider in Vergessenheit.

By François Willème - Photosculpture, Public Domain,

Bis zu den 80er-Jahren spielten in der Fertigungstechnik vorwiegend subtraktive oder formgebende Fertigungsverfahren die vorherrschende Rolle. Komplexe Formen wurden beispielsweise durch Einschmelzen und Eingießen in die vorgefertigten Formen hergestellt. Diese Variante hatte den Nachteil, dass ein extremer Aufwand betrieben werden musste, um Prototypen bzw. Simulationsmodelle zu erzeugen.

Der Japaner Hideo Kodama vom „Municipal Industrial Research Institute“ in Nagoya entwickelte 1981 das erste additive Fertigungsverfahren. Hierbei benutzte er Photopolymere, die er Schicht für Schicht auf ein Bett auftrug und mit einer Blitzlinse an Ort und Stelle aushärtete. Dieses Verfahren führte er nur theoretisch durch und schrieb dazu einige Berichte.

Hideo Kodama

Ich kann dir jetzt nicht sagen, ob Chuck Hull 1984 diese Berichte gelesen und als Inspiration genutzt hat, doch er revolutionierte die ganze Fertigungstechnik. Sein additives Fertigungsverfahren bezeichnete er als „Stereolitographie“. Chuck benutzte genau wie Hideo Photopolymere, doch er ersetze das UV-Licht mit einem vom Computer gesteuerten Spiegellaser, der die gewünschten Punkte nacheinander aushärtete. Bis zu heutigen Zeit wird dieses Verfahren angewendet, denn der große Vorteil ist, dass wenige Stützstrukturen benötigt werden und dadurch enorm Material eingespart werden kann.

Charles Hull, Entwickler vom SLA 3D-Drucker

Auszüge aus dem Patentantrag von Charles Hull

Direkt zum Original Patent... 

  • 1987 der erste kommerziell erhältliche 3D Drucker, der SLA-1
  • 1989 ließ Carl Deckard sich die Lasersintern-Methode (SLS) patentieren
  • 1989 FDM-Verfahren (Fused Deposition Modelling) wurde beantragt und 1992 genehmigt.
  • 1998 LOM (Laminated Object Manufacturing)
  • 1999 BPM (Ballistic Particle Manufacturing)
  • 2000 SGC (Solid Ground Curing)

Zum Beginn des 21.Jahrhunderts wurde der 3D-Druck nicht mehr nur zur Fertigung von Prototypen oder Simulationsmodellen genutzt. Jetzt wurde er auch zur Erzeugung von spezifischen Werkzeugen, Gussformen und kleineren Serien komplexer Endprodukte eingesetzt. Mit diesem Zusammenhang entstanden viele Unternehmen die alle eigene Namen für ihre Technologie patentierten. Nun sprach man von Rapid Tooling (RT), Rapid Casting und Rapid Manufacturing (RM), nichts desto trotz blieb es bei einem additiven Fertigungsverfahren.

Jetzt war der industrielle Run auf diese Technologie ausgebrochen und die Hersteller entwickelten jedes Jahr neue Geräte, die immer schneller und präziser wurden. Doch eine Nische konnten sie bis dahin nicht abdecken, bzw. sie haben das Entwicklungspotenzial eventuell nicht richtig eingeschätzt.

Ich spreche hier von den Privatanwendern.

Wie du und ich.

Erst 2007 entwickelte Dr. Adrian Bowyer den RepRap. Dieser 3D-Drucker konnte mittels Autoreplikationen alle seine Kunststoffteile selbst herstellen. Dr.Bowyer sah das Potenzial der Privatanwender und stellte die Gerätepläne und den Software-Code als frei nutzbare General Public License zur Verfügung. Hier wurde der Grundstein für die heute wachsende 3D-Druck Communtiy gelegt.

Dr. Adrian Bowyer

Im Jahr 2012 kamen die ersten erschwinglichen 3D-Drucker für Privatanwender auf dem Markt.

Wie du siehst, ist die Geschichte über den 3D-Drucker, so wie wir ihn heute kennen, relativ kurz, doch ich denke, dass dieser in den späteren Geschichtsbüchern eine wesentliche Rolle spielt. Ich kann nicht in die Zukunft schauen bzw. möchte ich nicht übertreiben, aber man kann diese Erfindung schon mit dem Rad, dem Buchdruck oder mit dem ersten Auto gleichsetzten. Die Geschichte über den 3D-Druck ist noch lange nicht beendet und du kannst auch Teil dieser werden.

Ich hoffe dir hat dieser kleine Einblick in die Vergangenheit des 3D-Drucks gefallen. Meine Informationen beziehen sich rein auf die Quellen, welche im Internet leicht zu finden sind. Ich gebe keine Garantie auf Vollständigkeit aller Angaben. Natürlich sind das bei weiten noch nicht alle Geschichtsrelevante Informationen zu diesem Thema. Diese möchte ich nach und nach weiter hinzufügen. Solltest du Informationen oder Artikel haben, die deiner Meinung nach definitiv dazu gehören, dann schick sie mir bitte. Ich bin für Verbesserungsvorschläge und Ideen, Kritiken jederzeit dankbar.

Nichts desto trotz hoffe ich das ich dir einen kleinen Einblick in die Geschichte des 3D-Druckes geben konnte und hoffe bald von dir zu hören.

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