Report: 3D Druck Start-ups

Autor: Sabine Hölper
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Die Kosten sinken, die Anwendungsmöglichkeiten steigen – kein Wunder, dass sich das 3D-Druck-Business rasant entwickelt. Wir stellen vier Start-ups vor, die sich dem 3D-Druck auf unterschiedlichste Art verschrieben haben.

 

Man muss nicht unbedingt hinterm Mond leben oder total von gestern sein, um 3D-Druck im Reich von Science Fiction anzusiedeln. Tische, Stühle oder Kartoffelpüree sollen aus dem Drucker kommen? Und gar Organe? Der ein oder andere mag es noch nicht immer nicht so recht glauben. Aber es stimmt. Produkte, die nicht zusammengebaut, sondern ausgedruckt werden, gehören immer mehr zur Normalität. Nicht mehr lange, dann soll es sogar Autos aus der grauen Kiste geben. Der US-amerikanische Automobilhersteller Local Motors hat Mitte letzten Jahres den ersten Entwurf für ein überwiegend 3D-gedrucktes Auto vorgestellt. Das Unternehmen rechnet 2017 mit der Markteinführung.

Industrie 4.0 als Motor

3D-Druck ist kein Nischenphänomen mehr. Industrie 4.0 ist das Thema der Stunde, die meisten großen Unternehmen experimentierten mit 3D-Druck. Firmen wie Google, Boing oder General Electrics sind sogar dabei, eigene 3D-Drucker zu entwickeln. Vorreiter in der Nutzung des 3D-Drucks ist die Autoindustrie. Laut dem Marktforschungsunternehmen Technavio Research war die Automobilindustrie im letzten Jahr der Hauptanwender, gefolgt von der Konsumgüterindustrie und dem Gesundheitssektor. Auch in Zukunft gilt die Autoindustrie als einer der größten Wachstumstreiber. Und das gesamte Wachstum wird, so prognostizieren es Experten, zweistellig ausfallen. Das US-amerikanische Marktforschungsunternehmen IDC geht davon aus, dass die 3D-Druckindustrie 2019 knapp 27 Milliarden US-Dollar umsetzen wird. Angesichts von elf Milliarden im Jahr 2015 bedeutet das ein Umsatzwachstum von 27 Prozent pro Jahr. Die höchsten Wachstumsraten werden in Westeuropa, Asien und den USA erwartet.

Angetrieben werde das Wachstums-potenzial vor allem von Branchen, die stark individualisierte Anwendungen und komplexe Architekturen haben. Die Fertigung von 3D-Modellen erleichtert ihnen die Entscheidung, ob ein Projekt für die eigenen Bedürfnisse passend erscheint, ohne dass zusätzliche Kosten für Lagerhaltung oder Transportlogistik aufgebracht werden müssen. Außerdem lassen sich die Produktionsprozesse deutlich verkürzen. Weitere Gründe für den kommenden Boom sind sinkende Preise für Drucker und Materialien, die rasche Entwicklung neuer Produktionstechnologien und der Einsatz neuer Materialien von Polymeren bis hin zu biologischen Zellen. Und nicht zu vergessen: Auch die Verbraucher öffnen sich dem Thema, wie eine Umfrage der TNS Emnid im Auftrag von Reichelt Elektronik ergab. Zwei Drittel der Deutschen, die noch keinen 3D-Drucker besitzen, können sich vorstellen, ein Gerät zur Herstellung von Dekoartikeln bzw. Hobbyartikeln einzusetzen. Zehn Prozent wollen unbedingt einen Drucker erwerben. Wo ein Trend ist, da sind auch die Start-ups. Sie heißen BigRep, Print2Taste oder Scope for Design, sie entwickeln 3D-Drucker, bieten 3D-Dienstleistungen an oder drucken dreidimensionale Produkte. Und sie sind, ganz egal, welches dieser Start-ups man sich genauer anschaut, alle immens spannend.

Beispiel Foodprinting

Zum Beispiel Print2Taste. Das im August 2014 als Ausgründung der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf gestartete Unternehmen gilt als Pionier im Bereich Foodprinting. Einzelne Spezialisten waren zwar schon vorher auf dem Markt, Firmen, die nur Schokolade oder lediglich Pfannkuchen drucken. Doch das am Institut für Lebensmitteltechnologie in Freising angesiedelte zehn Mann starke Team hat ein breites Angebot an druckbaren Lebensmittelmischungen zum Ausdrucken entwickelt. Ob Marzipan, Kartoffelpüree oder Leberpaté – mit der Print2Taste-Technologie kann man daraus im Nu dreidimensionale Figuren entstehen lassen. Der Kartoffel-Oktopus etwa dauert rund sieben Minuten.

Gerd Funk und Wolfgang Seibold, die beiden Print2Taste-Geschäftsführer, forschen seit vielen Jahren über Lebensmittel, sie beschäftigen sich mit ihrem Geschmack, mit Texturen, mit der Haltbarkeit. Irgendwann kamen sie auf die Idee, natürliche Lebensmittel druckbar zu machen. Denn damit, so der Gedanke, kann man Lebensmittel personalisieren. Wer jetzt kurz fragend die Stirn kraus zieht, denke nur an Hochzeitstorten. Bislang sieht die typische Torte zum Fest so aus, dass oben ein Marzipan- oder Plastikbrautpaar steht. Aber ein wirklicher Hingucker wäre der mehrstöckige Kuchen doch erst dann, wenn das Brautpaar eine Miniaturausgabe der echten Eheleute darstellt. Mit Print2Taste ist das ein Klacks.

Es ist naheliegend, dass das Start-up Konditoren zu seiner Zielgruppe zählt. Mit einem Konditor in München ist man schon handelseinig. Aber auch die Gastronomie, Cateringunternehmen, Hotels- und Betriebsrestaurants, gehören zu den potenziellen Kunden der Bayern. Mit dem Drucker können sie Objekte gestalten, die sie in Handarbeit gar nicht oder zumindest nicht so akkurat hinbekämen und sich somit „von ihren Mitbewerbern differenzieren“, wie Funk sagt. Es macht schließlich einen Unterschied, ob das Dessert hübsch aussieht, einem aber doch irgendwie bekannt vorkommt, oder ob es die totale optische Überraschung ist. Aber der Wow-Effekt ist nur das eine. Mit Hilfe des 3D-Druckers können Firmen ihr Logo aufs Buffett bringen, ihre Produkte oder den Chef. Funk denkt etwa an Automobilhersteller, die die Präsentation eines neuen Modells meist groß zelebrieren. Sie könnten das Auto, detailgetreu ausgedruckt, als Häppchen servieren.

Knapp zwei Jahre lang haben Funk, Seibold und ihre Mitarbeiter, hauptsächlich Lebensmitteltechnologen, bis in die Nächte hinein experimentiert. „Alleine 14 Monate haben wir am Marzipan geforscht“, sagt Funk. Doch jetzt steht der Verkauf unmittelbar bevor. Ab Juni können die Drucker bezogen werden. Da es aber schon länger die Möglichkeit zur Vorbestellung gibt, „haben wir einen schönen Auftragsbestand“, sagt Funk.

Print2Taste liefert nicht nur die Drucker. Das Start-up liefert außerdem die Lebensmittel, die, vereinfacht ausgedrückt, oben in eine Kartusche und unten als Objekt herauskommen. Die Bedienung des Geräts läuft über ein Tablet, man benötigt also keine zusätzliche Software. Was der Kunde indes zur Verfügung stellen muss, ist die Vorlage des Objekts in Form einer Datei. Noch generiert Print2Taste aus dieser eine 3D-druckfähige Datei. In Zukunft will das Unternehmen aber eine einfache Plug-and-Play-Lösung anbieten, sodass die Kunden die Umwandlung selbst per Knopfdruck erledigen können. Funk rechnet damit, dass diese Technologie in etwa einem Jahr zur Verfügung stehen wird. Am Ende mit der Forschung sind die Freisinger aber noch nicht. Ihr Ziel lautet, komplett neue Lebensmittel zu erfinden, Lebensmittel speziell für Senioren, Sportler oder Kinder.

Die passgenauen, individuellen Brillen von Powder & Heat werden Schicht für Schicht aus einem sehr feinen Pulver hergestellt und per Laser ausgehärtet

Beispiel 3D-Software

Manuel Breit kennt sich gut aus in der 3D-Druck-Szene. Selbstverständlich hat er schon von Print2Taste gehört. Seine Meinung: „Da glaube ich dran.“ Natürlich glaubt Breit ebenso an seine eigene Idee, die er kurz und knapp so formuliert: „Ich möchte die Vorteile der 3D-Druck-Technologie nutzen, um individuelle Produktideen zu realisieren.“ 2012 hat er deshalb in Kirchheim bei München Scope for Design gegründet. Das Unternehmen richtet sich nicht direkt an Endkunden, sondern an Online-Shops und den stationären Handel. Für diese Unternehmen entwickelt das Start-up Software-Lösungen für die Konfiguration von individuellen Produktideen, die der Dienstleister anschließend mittels 3D-Druck herstellt. „Ein Optiker, der mit uns zusammenarbeitet, kann auf diese Weise individuelle Brillen herstellen lassen“, nennt Breit ein Beispiel.

Noch ist das Start-up in der Akquise-Phase. „Wir sind erst letztes Jahr im August so richtig gestartet.“ Aber ein Pilotprojekt, das gerade in Zusammenarbeitet mit dem Handelskonzern Media Saturn durchgeführt wird, läuft vielversprechend. Es geht dabei vor allem um die Produktion von individualisiertem Zubehör für Smartphones, zum Beispiel Cover. „Wir können Strukturen oder Farben herstellen, die mit keiner anderen Technologie hergestellt werden können“, sagt der Unternehmer. Außerdem sei die Fertigung kostengünstig und zwar auch bei der Stückzahl eins. 

Handy-Zubehör ist laut Breit ein typisches Produkt für den 3D-Druck und damit für sein Unternehmen. Die allergrößten Vorteile sieht der 31-Jährige aber bei Brillen. Man kennt das aus eigener Erfahrung: Das Modell, das einem gefällt, passt oft nicht. Brillen werden nämlich in der Regel nur in einer Größe produziert, die Gesichter der Menschen sind aber nicht genormt. Eine Brille aus dem Drucker dagegen passt zu einhundert Prozent. Weil Breit das größte Potenzial in Brillen sieht, hat er sich gerade ein zweites Standbein geschaffen und das Unternehmen Powder & Heat gegründet. Anders als Scope for Design tritt Powder & Heat nicht als Dienstleister für andere auf, sondern bringt die Sehhilfen direkt an die Verbraucher. Für 190 Euro aufwärts verkauft der Gründer die Spezialanfertigungen aus dem Drucker auf seiner Plattform. Diese sind aus Polyamid, einem sehr festen Material mit geringem Gewicht. Und selbstverständlich sind sie in Style, Farbe und Passform genau so, wie der Kunde es wünscht und braucht. Powder & Heat ist seit kurzem online. Die Drucker, die Breit dafür braucht, hat er ja bereits. Der größte kann 350 Brillen am Tag ausspucken.

Die Produkte, die in den von BigRep entwickelten Druckern entstehen, haben ein Volumen von bis zu 1,3 Kubikmetern. Die schweren Geräte drucken Tische oder Stühle aus und kommen u.a. im Maschinenbau zum Einsatz – etwa zur Herstellung von Prototypen

Beispiel Großdrucker

350 Brillen in 24 Stunden – macht knapp 15 Brillen pro Stunde. Dagegen erscheinen die Drucker der Berliner Firma BigRep langsam wie eine Schnecke. Sie brauchen mitunter Tage, bis ein Produkt fertig ist. Aber der Vergleich hinkt. Während eine Brille keine 30 Gramm wiegt und ein Volumen von zwölf Kubikzentimetern aufweist, haben die Produkte, die in den von BigRep entwickelten Druckern entstehen, ein Volumen von bis zu 1,3 Kubikmetern. Die schweren Geräte, von denen etwa 15 am Firmensitz des Start-ups stehen, drucken Tische oder Stühle aus. Vor allem aber kommen sie bei Unternehmen aus der Automobilindustrie und dem Maschinenbau zum Einsatz – etwa für die Herstellung von Prototypen. Beyer gibt zu, dass man daran arbeite, die Druck-Geschwindigkeit zu erhöhen. Aber er sagt auch, dass seine Maschinen bereits jetzt vergleichsweise schnell sind: „So schnell und günstig können sie sonst keinen Prototypen herstellen“, sagt er. „Die Alternative wäre, einen Schreiner mit dem Bau zu beauftragen. Der braucht eine Woche, bis das Produkt fertig ist.“

Anfang 2014 haben die beiden Künstler Lucas Oehmigen und Marcel Tasler BigRep gegründet. Dazu kam es, weil Oehmigen für seine eigenen Skulpturen keinen passenden Drucker fand und daher selbst ein Großformat-Gerät entwickelte. Das daraus entstandene Kunstprojekt bekam so viel Zuspruch, dass Oehmigen und Tasler sich daran machten, einen bezahlbaren Großdrucker zu entwickeln. Mittlerweile führen René Gurka und Stephan Beyer das Unternehmen mit 45 Mitarbeitern. Etwa 80 Drucker, die von Partnerfirmen hergestellt werden, haben sie bereits verkauft, unter anderem nach Japan. Aber auch die Drucker am Firmensitz sind in Betrieb. Erst kürzlich hat das Start-up „ein Showcase“ für die Hannovermesse gedruckt – eine Drohne mit zwei Metern Spannweite. Mit Messen hat das Start-up im Übrigen gute Erfahrungen gemacht. Auf der diesjährigen CeBit war Bundeskanzlerin Angela Merkel zu Gast auf dem Stand der Berliner. Das ist nicht die schlechteste PR für ein junges Unternehmen mit großen Zielen.

Noch wichtiger als PR sind Aufträge. Aber da gibt sich Beyer zuversichtlich: „Wir haben derzeit eine große Nachfrage, sowohl von Seiten der Konzerne als auch vom Mittelstand“, sagt er. „Geben sie den Firmen noch ein Jahr Planungszeit – dann geht es richtig los“. Dabei setzt der Unternehmenschef gar nicht in erster Linie auf den deutschen Markt. Vor allem in Asien und USA sei 3D-Druck ein großes Thema, BigRep arbeitet daran, in diesen Märkten Fuß zu fassen. 

Die Medizinische Modellbau Manufaktur fertigt Organmodelle, an denen z.B. Chirurgen OP-Eingriffe realistisch trainieren können

Beispiel (Organ-)Modellbau

Fuß fassen, die Anwender überzeugen – das ist die große Herausforderung der 3D-Druck-Pioniere. Auch das Wildauer Unternehmen MMM Medizinische Modellbau Manufaktur ist „aktiv in der Akquise“, wie Firmenchef Marcel Pfützner sagt. Dabei konnte der Dienstleister für die Medizin nur knapp zwei Jahre nach Gründung schon mehrere renommierte Kunden gewinnen, darunter die Charité und das Unfallkrankenhaus in Berlin sowie die Herzkliniken in Dresden und Bernau. Dass ein Start-up mit führenden Kliniken zusammenarbeitet, ist nicht in erster Linie dem Verhandlungsgeschick der beiden Gründer und Inhaber Marcel und Viola Pfützner geschuldet. Es liegt vor allem daran, dass die Entwicklungen des Dienstleisters bahnbrechend sind: MMM fertigt speziell an die Bedürfnisse der Kunden angepasste anatomische Modelle von Organen. Das ist schon deshalb revolutionär, weil es keine echte Alternative zum 3D-Druck gibt, um Herze, Hirne oder Knochen nachzubauen. „Die einzige Möglichkeit wäre, das Modell aus Guss oder Kunststoff zu gießen“, sagt Marcel Pfützner. „Aber das ist teuer.“

Der 3D-Druck ist ökonomisch. Außerdem geht es schnell. Und „Zeit ist im Vorfeld einer Operation wichtig“, sagt Marcel Pfützner. Von der Daten-annahme bis zur Auslieferung vergehen 72 Stunden. Mehr als 24 Stunden davon läuft der Drucker. Doch bevor das Gerät angeschaltet wird, muss der Patient „digitalisiert“ werden: Zuerst werden die aus dem Computertomografen gewonnenen Patienten-Daten analysiert und aufbereitet. Anhand dieser Daten kann in einem nächsten Schritt ein lebensechtes 3D-Modell erstellt werden.

Der Maschinenbauingenieur Funk zählt drei Anwendungsfelder für seine Produkte auf: In der medizinischen Lehre werden die Modelle zu Anschauungs- und Übungszwecken verwendet, die Medizintechnik nutzt die Produkte als Grundlage zur Entwicklung patientenspezifischer Instrumente und Implantate. Vor allem aber nutzen Kardiologen, Herz- und Gefäßchirurgen die Organ-Nachbauten zur Operationsplanung und -vorbereitung. Mit dem Herz in der Hand können sie im Vorfeld der OP abschätzen, was sie später erwartet, sie können den Ablauf des Eingriffs weitgehend simulieren. Noch ist das Geschäft der Brandenburger Pioniere ein Nischengeschäft. Rund 2500 Euro berechnet MMM für ein Modellherz. Die Krankenkassen übernehmen die Kosten aber in der Regel nicht. Dennoch arbeiten die Eheleute Pfitzner nicht nur an der weiteren Verbreitung ihrer Revolution. Sie denken bereits an die nächste Stufe der Entwicklung: an den Druck von implantierbaren Organen.

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