Ein Van Gogh für 25.000 Euro?

Nicht ganz. Aber aus der Forschung an Gemälden entstanden völlig neue Möglichkeiten für Kunstliebhaber. Zwar übersteigt der Preis bei weitem den eines Posters, das Produkt ist aber vom Original nur vom absoluten Fachmann zu unterscheiden. Und so kostet es bei gleicher Anmutung nur einen Bruchteil der Vorlage, denn Van Goghs werden im zwei- bis dreistelligen Millionenbereich gehandelt.

Die Firma Fujifilm hatte die Idee, eine Technologie, die bis dahin eingesetzt worden war, um Gemälde zu untersuchen, weiterzuentwickeln, um atemberaubend ähnliche Kopien von Kunstwerken herzustellen. Die Aussicht, etwas Geld für die Renovierung seines Hauses und den Erhalt der Sammlung dazu zu verdienen, bewog den Direktor des Amsterdamers „Van Gogh Museums“ zur Kooperation. Interessiert daran, neue Märkte zu erschließen stellte das Museum einige Gemälde für das Projekt zur Verfügung.

Und so konnten bisher die fünf Gemälde „Mandelblüte“, „Sonnenblumen“, „Sturmhimmel“, „Die Ernte“, „Feld“ und „Boulevard de Clichy“ des niederländischen Künstlers Vincent van Gogh in einem aufwendigen Verfahren präzise nachgebildet werden. Fujifilm hat den Produktionsprozess „Reliefographie“ getauft, am Ende entsteht als Ergebnis ein „Relievo“.

Die Technik dahinter

Zuerst muss das Kunstwerk in multidimensionalen Scans erfasst werden. Die Gemälde van Goghs, mit ihrem unvergleichlichen Impasto – dem plastischen Farbauftrag, bieten sich hier förmlich an. Das gesamte Kunstwerk wird sorgfältig abgescannt, inklusive des Rahmens und der Rückseite. Dabei entgeht kein Detail, denn jeder Pinselstrich, jede Schattierung, alle Einzelheiten werden in Form und Farbe erfasst. Dieser Prozess hat bei den Bildern aus dem Van-Gogh-Museum jeweils etwa drei Monate gedauert.

Der anschließende Druck nimmt bedeutend weniger Zeit in Anspruch. Dennoch ist es derzeit nicht möglich, mehr als drei der extrem hochaufgelösten Stücke pro Tag zu produzieren. Noch das kleinste Detail wird wiedergegeben, jeder Riss im Rahmen, jede Notiz auf der Rückseite und natürlich die ungeheure Plastizität der Maltechnik des Künstlers. Die Gemälde werden jeweils in einer Edition von 260 Stück aufgelegt. Jedes ist mit einem speziellen Siegel versehen, um Missbrauch zu vermeiden.

Ganz allgemein eröffnet die 3D-Technologie die Möglichkeit, Kunstwerke ganz anders erfahrbar zu machen. So können beispielsweise Bildungseinrichtungen mit den Reproduktionen neue Lernformen erkunden und z. B. die Haptik der bisher unberührbaren Werke erlebbar machen.

Schnelleres Drucken von 3D-Objekten

Das CLIP-Verfahren, auch bekannt als „Continuous Liquid Interface Production“ stammt aus dem Hause Carbon3D. Dieses Verfahren wurde entwickelt, um die 3D-Technologie weiterhin, auch in Zukunft zu fördern. Dadurch, dass andere 3D-Drucker langsamer und nicht so flexibel funktionieren, wie dieses Produkt, hebt sich das Unternehmen mit dem eigenen Produkt deutlich von der Masse ab und macht gleichzeitig Werbung damit. Das Produkt von Carbon3D soll um einiges schneller sein, als die normalen Geräte. Nämlich um 100 Mal schneller. Das CLIP-Verfahren ist in der Lage sämtliche Objekte in 3D-Form auszudrucken. Dies gewährleistet das Unternehmen ausdrücklich.

100 Mal schneller als bisherige Verfahren

Dies funktioniert folgender Maßen. Das Zusammenspiel zwischen dem genauen Materialverbrauch und auch den chemischen Prozessen ermöglicht eine schnelle Arbeit der bestellten Objekte, da diese als ganze Form erstellt werden und nicht Schicht für Schicht gedruckt werden müssen. Damit sind eine optimale Qualität und auch eine schnellere Arbeitsweise gewährleistet.

Der Prozess ist in der Erklärung einfacher, als bei der tatsächlichen Entstehung der Produkte. Dieser ist nämlich wie folgt beschrieben. Das Kunstharz wird auf die Plattform des 3D-Druckers gelegt und schmilzt durch das UV-Lichts von unten her. Gleichzeitig härtet er aus. Die Plattform hat unterhalb ein Fenster, das Sauerstoff freisetzen kann. Dieser wird während des Prozesses ausgestoßen, damit der Harz nicht zu früh aushärtet. Der Querschnitt der Form, die gewünscht ist, macht das Endprodukt deutlich.

Das Herz des Druckers

Die Plattform des Druckers, die in Bewegung ist, wird auch als „Build-Platform“ bezeichnet. Diese wird an den Harz gesetzt. Das ist genau im Herzen des Druckers, dort, wo alles stattfindet. Dabei handelt es sich um ein Fenster, das sowohl lichtdurchlässig und sauerstoffdurchlässig ist, ganz ähnlich, wie bei einer Kontaktlinse.

An diesem Punkt wird die Zufuhr des Sauerstoffs kontrolliert. Dabei kann es durch das sogenannte CLIP-Verfahren möglich werden, dass eine tote Zone, auch genannt als „Dead Zone“ entsteht. Dies ist der genaue Ort, wo eine minimale Schicht zwischen dem Harz, das nicht gehärtet ist und dem Objekt und dem Fenster entsteht. Deshalb kann sich das Objekt hier aus dem Harz aufbauen, ohne dass der Prozess hier stoppt. Eine regelmäßige Sequenz aus zusätzlichen UV-Bildern wird hergestellt und das Objekt kann aus dem Harzbad genommen werden. Der gesamte Prozess wird von moderner Software gesteuert.

Geschichte des 3D Drucks

Anfänglich hatten die Entwickler der additiven Fertigung ursprünglich lediglich die vereinfachte Herstellung von Prototypen im Sinn. Bereits 1981 veröffentlicht in Japan Hideo Kodama einen Bericht über die Möglichkeit zum schichtweisen „Rapid Prototying“ unter Verwendung von Polymeren.

Drei Jahre später stellte Charles Hull schließlich die Stereolithografie vor. Hierbei wird ein flüssiges Photopolymer verwendet, das unter Lichteinwirkung aushärtet. Ein UV-Laser erzeugt so Schicht für Schicht das Modell im Polymerbad.

1992 brachte Hulls Firma „3D-Systems“ mit der selektiven Lasersintermaschine (SLS) eine verbesserte Technologie auf den Markt, bei der nunmehr der Laser das Modell in einem Pulver erzeugte. Nach wie vor waren die Geräte enorm teuer und die Qualität der Ergebnisse bot noch viel Raum für Verbesserung.

Die Nullerjahre

Zur Jahrtausendwende begann die medizinische Forschung die Möglichkeiten des 3D-Drucks zu erkennen. Der Damm war gebrochen, nachdem eine im 3D Druck erzeugte Struktur einer menschlichen Blase, auf der Zellen eines Patienten angesiedelt worden waren, dieser als funktionierendes Organ erfolgreich implantiert worden war. Bald folgten Miniaturen und Prothesen aller Art. Die Entwicklung der Bioprint-Methode, unter Verwendung ausschließlich menschlicher Zellen, war die logische Konsequenz.

Auch das Interesse der Open Source Community war jetzt geweckt. Der von einer Initiative um Dr. Adrian Bowyer entwickelte 3D-Drucker „Darwin“ stellte 2006 erstmals selbst ein Bauteil her, dass ihm anschießend eingebaut wurde. 2008 war er in der Lage, alle seine Kunststoffteile selbst zu produzieren. Es entstand ein Netzwerk von Druckern auf der ganzen Welt, die es überall Menschen ermöglichen, ihre Ideen Realität werden zu lassen.

Die Industrie zog nach und so vollzog sich die Demokratisierung auch im kommerziellen Sektor. Die Geräte wurden erschwinglicher und rentabel. Der Weg für die industrielle Massenfertigung im 3D-Druckverfahren war nun geebnet. Das Startup „Objet“ brachte ein Gerät auf dem Markt, dass unterschiedliche Materialen drucken konnte und es entstanden Plattformen wie „Shapeways“, wo Austausch und Produktion im 3D-Verfahren Hand in Hand gehen.

Stürmische Weiterentwicklung bis heute

Die Kosten für 3D-Drucke sinken seither kontinuierlich. Immer neue Bevölkerungsgruppen erhalten Zugang zu den Technologien. Immer präzisere und robustere Werkstücke entstehen aus immer mehr Materialien. Schmuck, Autos, Lebensmittel oder Flugzeuge und sogar Häuser – der Phantasie sind eigentlich keine Grenzen gesetzt.

Der 3 – D Drucker: Merkmale und Möglichkeiten

Ganz allgemein betrachtet handelt es sich beim 3D-Drucker um eine besonders leistungsfähige Maschine, die in der Lage ist, Werkstücke in dreidimensionaler Gestaltung auszudrucken. Eine entsprechende Programmierung gewährleistet den Druckvorgang, bei dem aus flüssigen oder auch in Pulverform verfügbaren Materialien bestimmte Maße und Formen hergestellt werden.

Zu den mit Abstand bedeutsamsten Techniken gehören dabei Laserschmelzen, selektives Laserintern, die Stereolithographie oder auch das Polyjet – Modeling, wobei jedes Verfahren an einen bestimmten Werkstoff wie etwa Metall oder Keramik gebunden ist.

Ein ganz entscheidender Vorteil beim 3D-Druck ist der geringe Materialaufwand: Komplizierte Formen müssen nun nicht mehr im Vorfeld der Produktion hergestellt werden, auch ein ständiges Wechseln ist nicht nötig, man kann 3D drucken lassen. Deshalb sinkt zudem auch der Energieverbrauch beträchtlich, schließlich wird das gewünschte Werkstück nur einmal ausgedruckt und das sofort in der richtigen Größe und im berechneten Volumen.

Während die gerade aktuellen 3D-Drucker noch überwiegend mit einzelnen Werkstoffen arbeiten, gibt es bereits die ersten Maschinen für den multiplen Druck, zumindest in der Testphase. Es ist offensichtlich, dass diese Geräte einmal den Markt dominieren werden, da sich mit ihnen Werkstücke aus unterschiedlichen Stoffen zusammenfügen und herstellen lassen. Dadurch werden Härte, Abrieb, Stoßfestigkeit oder einfach nur die Gestaltung noch variabler und ein Arbeitsprozess, der heute noch in mehreren Abschnitten durchgeführt werden muss, lässt sich dann in einem Guss erledigen.

Schon diskutieren Wissenschaft und Philosophie, aber auch so manche Politiker über den gesellschaftlichen und kulturellen Einfluss dieser Geräte: Werden sie tatsächlich die Welt verändern? Wird der Mensch mit Hilfe des 3D-Prints kreativer oder wird er die Maschinen in erster Linie zur schnellen und einfachen Produktion von Waffen nutzen? Noch bleibt die individuelle Herstellung von Werkstücken recht aufwendig und es lohnt sich kaum, zum Beispiel im Handel erhältliche Serienartikel zu Hause zu kopieren und auszudrucken. Aber das wird sich bald ändern und dann werden sich weitere Fragen nach der Bedeutung dieser möglicherweise „Dritten Industriellen Revolution“ abzeichnen.

3D Waffen drucken lassen?

Die Behörden sind besorgt, die Maschine der Legislative hat sich in Bewegung gesetzt: Warum die Aufregung? Die 3D Druck Technology erlaubt es Privatpersonen funktionsfähige Waffen zu drucken. Der Berliner 3D-Druck Service Objectplot.de hat schon mehrfach anfragen erhalten und reagierte kürzlich mit einer Stellungnahme.

New Yorker Politiker haben auf die Aktionen der Waffendrucker von der Gruppe Defense Distributed reagiert: Sowohl im Parlament des Bundesstaates als auch im Stadtrat von New York City (NYC) sind Gesetze gegen gedruckte Waffen in Vorbereitung.

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