Wie sieht die Zukunft des 3D-Drucks aus?

Vom Mobiltelefon bis zum Personal Computer gab es in der Menschheitsgeschichte zahlreiche Male, in denen ein Stück Technologie die Gesellschaft völlig verändert hat. Jetzt ist einer dieser Momente.

Obwohl es in seinen über 30 Jahren Existenz große Veränderungen durchlaufen hat, ist 3D-Druck eine Technologie, die nicht nur die Gesellschaft transformieren kann, sondern dies auf positive Weise tut.

Als der 3D-Druck 2010 erstmals populär wurde, wurde er als Technologie für den Verbraucher angepriesen. Jedes Haus würde einen 3D-Drucker besitzen, der alles von Lebensmitteln bis zu Kleidung für den persönlichen Gebrauch drucken kann. Die Realität ist, dass sich der 3D-Druck zu etwas viel Dynamischerem entwickelt hat.

Anstatt dem Verbraucher zu dienen, hat der 3D-Druck dem Gemeinwohl auf eine Weise gedient, die sich die meisten Menschen nicht hätten vorstellen können, als die Technologie eingeführt wurde. Von der Bereitstellung günstigerer Gesundheitsversorgung für Patienten bis hin zum Bau von Häusern für Obdachlose sind die möglichen Anwendungen des 3D-Drucks nun endlos. Im Folgenden sind einige der wichtigsten Trends im 3D-Druck aufgeführt und wie sie den Weg für Fortschritte in verschiedenen Bereichen ebnen könnten.

Quelle: XYZ Druckforum

Kostenreduzierung bei Prothesen

Der Prothesenhersteller Mercuris hat erklärt, dass durch die Kombination von 3D-Drucksoftware mit 3D-Modellierungssoftware die Produktionskosten für Prothesen um 75 % gesenkt wurden. Mit Produktoptionen, die bereits ab 50 $ angeboten werden, bietet der 3D-Druck kostengünstige Prothesen für Familien, die sich diese Notwendigkeiten sonst möglicherweise nicht leisten könnten. Für Kinder, die Prothesen benötigen, die sich an ihr Wachstum anpassen, ist der 3D-Druck eine großartige Alternative zu den Tausenden von Dollar, die alle paar Jahre für einen neuen Prothesenarm ausgegeben werden müssen.

Da das Gebiet noch in Arbeit ist, ist die beste Nachricht über 3D-gedruckte Prothesen, dass sie sich ständig verbessern. Immer mehr 3D-Drucker werden mit haltbareren Materialien kompatibel. Dies wird dazu beitragen, dass 3D-gedruckte Prothesen erschwinglich bleiben und länger halten.

Organengineering

Einer der aufregendsten Fortschritte in der modernen Gesundheitsversorgung ist das Bioprinting. Bioprinting ist eine Erweiterung des traditionellen 3D-Drucks, bei dem Benutzer lebendes Gewebe, Knochen, Blutgefäße und möglicherweise ganze Organe für medizinische Verfahren produzieren. Bioprinter funktionieren genauso wie 3D-Drucker, außer dass sie anstelle von harten Materialien wie Keramik Schichten von Biomaterial ablagern, die weich genug sind, um Gewebe oder Blutgefäße zu replizieren.

Jüngste Experimente an der Rice University haben einen 3D-Bioprinter hervorgebracht, der Gefäße mit einem Durchmesser von weniger als einem Drittel Millimeter in biokompatiblen Hydrogelen drucken kann. Das Experiment führte dazu, dass ein Forscherteam ein Modell einer menschlichen Lunge schuf, das Blut oxygenieren kann. Dieses Experiment nutzte eine 3D-Bioprinting-Methode namens Stereolithographie. Neben dem Bioprinting menschlicher Lungen wurden Experimente durchgeführt, bei denen Forscher erfolgreich Knochen, menschliche Haut, Knorpel und Blutgefäße bioprinteten.

Obwohl jedes Experiment ein aufregender Schritt in die richtige Richtung ist, sagen Forscher, dass sie noch einen langen Weg vor sich haben, bevor sie ein funktionierendes Organ für die menschliche Transplantation im 3D-Druck herstellen können. Es versteht sich von selbst, dass die Modellierung der zellulären Komplexität des menschlichen Körpers Jahre des Testens erfordern kann, bevor die Methoden perfektioniert und behördlich genehmigt werden.

Trotzdem wird laut Grand View Research der Markt für 3D-Bioprinting bis 2026 4,1 Milliarden Dollar erreichen, was einen großen Anstieg in diesem Sektor darstellt. Mit diesem Wissen ist es aufregend, in einer Zeit zu leben, in der technologische Fortschritte den Bedürftigen helfen können.

3D-gedruckte Häuser

Kürzlich baute das Bauunternehmen ICON ein 800 Quadratfuß großes Haus mit dem futuristischen Vulcan II 3D-Drucker. Wenn Sie nicht beeindruckt sind, dass ein Stück Technologie ein ganzes Haus gedruckt hat, bedenken Sie, dass es weniger als 24 Stunden dauerte und nur 10.000 Dollar kostete.

Eine Umfrage der National Association of Home Builders ergab, dass die durchschnittlichen Kosten pro Quadratfuß für den Bau eines Hauses mit traditionellen Methoden bei etwa 85,65 Dollar liegen. Das bedeutet, dass der Bau eines 800 Quadratfuß großen Hauses im Durchschnitt etwa 68.000 Dollar kostet. Das 3D-gedruckte Haus von ICON kostete sechsmal weniger Geld und dauerte nur 24 Stunden.

Wenn das nicht revolutionär genug ist, behauptet das Unternehmen, dass dies nur einer der ersten Schritte im 3D-Druck von Häusern ist. ICON prognostiziert, dass es 2.000 Quadratfuß große Häuser für zwischen 4.000 und 6.000 Dollar im 3D-Druck herstellen kann.

ICON plant, mit New Story, einer gemeinnützigen Organisation aus San Francisco, zusammenzuarbeiten, um 100 Häuser in El Salvador zu drucken. Das Ziel der Partnerschaft ist es, Obdachlosigkeit zu bekämpfen und eine zugängliche und erschwingliche Option für Familien der unteren Klasse auf der ganzen Welt zu bieten.

Die gute Nachricht ist, dass nicht nur ein Unternehmen die Idee von 3D-gedruckten Häusern umarmt. Auf der ganzen Welt erkennen Länder, dass 3D-gedruckte Häuser Obdachlosigkeit und Armut bekämpfen können. 2016 sagten der Vizepräsident und Premierminister der Vereinigten Arabischen Emirate (VAE) und der Kronprinz von Dubai, dass bis 2030 etwa 25 % der Gebäude in Dubai im 3D-Druck hergestellt werden. Diese Initiative zeigt das Vertrauen der VAE, dass 3D-gedruckte Häuser einen großen Einfluss auf den Wohnungssektor eines Landes haben können.

3D-Druck macht die Welt umweltfreundlicher

3D-Druck ist eine umweltfreundliche Alternative zur traditionellen Fertigung: 3D-Druck verwendet biologisch abbaubare Materialien, verschwendet selten Materialien und die meisten verwendeten Materialien sind recycelbar. Während der 3D-Druck eine beträchtliche Menge an Strom verbraucht, reduziert er auch den CO2-Fußabdruck, den die Fertigung auf die Umwelt hinterlässt.

Verwendung von recyceltem Kunststoff im 3D-Druck zur Reduzierung von Meeresabfällen

Eines der innovativsten Nachhaltigkeitsinitiativen, die Unternehmen umsetzen, beinhaltet die Umwandlung von Plastikmüll und -verschmutzung in 3D-gedrucktes Filament.

Adidas und die Meeresumweltschutzorganisation Parley for the Oceans haben kürzlich eine Initiative angekündigt, Plastikmüll in Sportschuhe zu verwandeln. Diese Unternehmen nahmen Plastikmüll aus dem Ozean, der das Meeresleben auf den Malediven negativ beeinflusste, und verwendeten ihn erfolgreich zur Herstellung von Schuhen.

Zwei Jahre später kündigte Adidas „FUTURECRAFT.LOOP“ an. Mit dieser Initiative zielt das Unternehmen darauf ab, Meeresabfälle zu reduzieren, indem es Plastik von Stränden und Küstengemeinden in 3D-druckbare Polymere umwandelt. Diese Polymere können auch im 3D-Druck verwendet werden, um Sportschuhe herzustellen.

Quelle: Adidas

In noch besseren Nachrichten plant Adidas, diese 3D-Druckmethode bis 2024 auf alle seine Produkte anzuwenden.

Verwendung von 3D-Druck zur Wiederherstellung von zerfallenden Korallenriffen

Laut Forschung sind in den letzten 30 Jahren mehr als 50 % der Korallenriffe der Welt gestorben, und bis zu 90 % könnten im nächsten Jahrhundert sterben. Das Bleichen, das Riffe anfälliger für Krankheiten macht, tritt aufgrund steigender Meerestemperaturen, Verschmutzung und übermäßiger Sonneneinstrahlung auf. Ohne Riffe kann das Meeresleben nicht gedeihen.

Die gute Nachricht ist, dass Designlabore einen Weg gefunden haben, 3D-Druck zu verwenden, um künstliche Riffe zu schaffen. 2012 wurde eines der ersten 3D-gedruckten Riffe in Reef Arabia, einem Riff vor der Küste Bahrains, platziert. Im Laufe der Zeit strömte das Meeresleben zum Riff, und es wurde reich an Biodiversität.

Entwicklungen im Bioprinting haben es möglich gemacht, massive Korallenriffe im 3D-Druck herzustellen. Kürzlich wurde ein großes 3D-gedrucktes Korallenriff auf den Malediven platziert, wie im folgenden Video zu sehen ist.

Obwohl der 3D-Druck möglicherweise keine dauerhafte Lösung zur Reparatur der Korallenriffe bietet, bietet er einen temporären Erholungsplan für einige Meereslebewesen, die sonst möglicherweise nicht gedeihen könnten. Die Hoffnung ist, dass diese künstlichen Riffe Korallenlarven anziehen, die das tatsächliche Korallenriff in diesen Gebieten zur Fortpflanzung anregen.

Unternehmen aller Art umarmen 3D-Drucksoftware

Abgesehen davon, dass sie sich positiv auf die Umwelt und die Gesundheitsbranche auswirkt, nutzen alltägliche Unternehmen den 3D-Druck für die Produktprototypenerstellung in der Technik und Fertigung.

Laut einer Umfrage von Jabil erwarten 86 % der Unternehmen, dass sich ihre Nutzung des 3D-Drucks in den nächsten zwei bis fünf Jahren mindestens verdoppeln wird, und 39 % der Unternehmen gaben an, dass sie erwarten, dass sich ihre Nutzung um das Fünffache oder mehr erhöhen wird. Dies liegt daran, dass Unternehmen erkennen, dass der 3D-Druck die Produktionskosten senken und Zeit sparen kann, indem er den Fertigungsprozess beschleunigt.

Erfahren Sie mehr über 3D-Druck - seine Geschichte, Typen, Anwendungen und wie er die Prototypenerstellung und Produktion optimiert.