3-D-Druck: Viel zu wild für das Wohnzimmer

von Stephan Bauer, Euro am Sonntag

Auf der Fläche einer Briefmarke hat das kleinste Schachspiel der Welt Platz. Gleich daneben steht eine Kopie der Dresdner Frauenkirche, einen Zentimeter winzig, aber dafür mit atemberaubenden Details. Die Einspritzdüse einer Flugzeugturbine in Zuckerhutgröße mit feinsten Öffnungen für den Treibstoffausstoß wirkt unglaublich filigran. Willkommen bei EOS, einem Weltmarktführer in der sogenannten Lasersinter-Technik, besser bekannt unter dem Schlagwort 3-D-Druck.

Besucher dürfen die Objekte im Showroom der gut abgeschirmten Firmenzentrale in der Nähe von München bestaunen. Die Fertigung der 3-D-Drucker selbst bleibt verschlossen. Die Produktion der Maschinen, die sechsstellige Eurobeträge kosten, ist streng geheim. Der Grund liegt auf der Hand: Der Konkurrenzkampf in der Branche ist hart, und es gilt, die Technologie so gut wie möglich zu schützen. Schließlich geht es hier auch um die Zukunft der deutschen Industrie. Hans Langer jedenfalls ist davon überzeugt. Der Chef und Gründer der in Krailling bei München ansässigen Firma ist einer der Pioniere der sogenannten additiven Fertigung. Langer doziert gern und anschaulich über die Verfahren, bei denen ein Laserstrahl Metall- oder Kunststoffpartikel schichtweise anhand eines dreidimensionalen Computermodells schmilzt und Formen baut, die mit herkömmlichen Methoden unmöglich zu erzeugen sind.

Deutsche an der Weltspitze
Ende der 80er-Jahre gründete Langer EOS. Heute ist das Unternehmen der Marktführer bei 3-D-Druckern in Deutschland. Die Bayern stehen - neben den amerikanischen Wettbewerbern 3D Systems und Stratasys - weltweit mit an der Spitze, sie liefern aber, im Gegensatz zur US-Konkurrenz, ausschließlich professionelle Drucker für die Industrie. "Technologisch sind wir weltweit führend", sagt Langer, dem die Geschäftsidee kam, nachdem er sich intensiv mit der Steuerung von Lasern beschäftigte hatte.

Für Furore sorgte aber zuletzt vor allem bei Börsianern die US-Konkurrenz - EOS ist nicht börsennotiert. Die Aktien von 3D Systems etwa verdreifachten sich im vergangenen Jahr, bevor die Rally nach Gewinnmitnahmen ein Ende fand. Der Traum vom Replikator, einer Maschine aus der Science-Fiction-Serie "Star Trek", die Dinge auf Knopfdruck quasi aus dem Nichts erzeugt, hatte Anleger euphorisiert.

Billige 3-D-Drucker für den Hausgebrauch lösten den Hype aus. Stratasys hatte Makerbot gekauft, einen Hersteller von Geräten zu Preisen ab etwa 1.000 Euro das Stück. Künftig, so die Vision, werde sich jeder Heimwerker und Hobbybastler Haushaltsartikel, Werkzeuge oder Ersatzteile zu Hause drucken können. Was das baldige Ende des Einzelhandels sowie des verarbeitenden Gewerbes zu markieren drohte, schien den Herstellern der 3-D-Drucker eine goldene Zukunft zu versprechen.

Spielzeug aus dem Heimdrucker
Inzwischen hat sich die Aufregung gelegt, die Kurse haben deutlich nachgegeben. Wohl auch deshalb, weil die Geräte für den Hausgebrauch außer selbst gedrucktem Plastikspielzeug offenbar nicht allzu viel Brauchbares zusammenbringen. "Selbst ein Flaschenöffner, der mit billigen Geräten gedruckt wird, wäre wegen der schichtweisen Fertigung und des Materials nie so robust wie das traditionelle Produkt", sagt Frédéric Thiesse, Professor für Wirtschaftsinformatik an der Universität Würzburg.

Dem professionellen Einsatz der Technik allerdings wird eine große Zukunft vorhergesagt. "Das Augenmerk der Öffentlichkeit liegt zwar derzeit auf den günstigen Druckern, das langfristige Wachstum kommt aber aus den industriellen Anwendungen", sagt Maschinenbauexperte Bernhard Langefeld von Roland Berger. Die Unternehmensberatung hat kürzlich die Wachstumsaussichten der Branche analysiert. Demnach wird sich das weltweite Marktvolumen für Maschinen, Material und Service bis zum Jahr 2022 auf rund sieben Milliarden Euro vervierfachen.

Es ist eine Nische. Der Einsatzbereich bleibt voraussichtlich auch in den kommenden Jahren begrenzt, weil das Verfahren für die Massenfertigung viel zu teuer ist. Beim herkömmlichen Gießen von Metall oder Kunststoff muss zwar zunächst eine aufwendige Form hergestellt werden, doch anschließend kostet die tausend- oder auch millionenfache Produktion etwa von Plastikbechern oder Gussteilen für Autofahrwerke vergleichsweise wenig.

Herstellern von maßgefertigten Produkten aber geht angesichts der neuen Möglichkeiten ein Licht auf. Denn beim 3-D-Druck entstehen keine sogenannten produktbezogenen Fixkosten der Fertigung. Das macht die Methode perfekt für Einzelstücke oder Kleinserien.

"Unser erster Auftrag kam vom Autobauer BMW. Die wollten eine Maschine für ihre Prototypenfertigung", sagt Langer. Am Interesse der Designabteilungen hat sich nichts geändert. Das Augsburger Unternehmen Voxeljet etwa hat sich erfolgreich auf die Herstellung von großen 3-D-Druckern hauptsächlich für die Prototypenherstellung spezialisiert.

Wegen der Kostenstruktur ist der 3-D-Druck auch prädestiniert für Arbeiten, die bislang weitgehend von Hand erledigt wurden. So mancher Goldschmied druckt heute schon seine Ringe oder Anhänger aus. Weil die Maschinen äußerst sparsam mit dem Material umgehen - und weil vollkommen neue Formen und Designs möglich sind.

Die Medizintechnik ist bislang der mit Abstand größte Markt für additive Fertigungsmethoden. Das US-Unternehmen Align Technology hat sich beispielsweise auf das Drucken von Zahnschienen spezialisiert. Individuelle, digitale Abdrücke werden zuvor mit Gebissscannern erzeugt. Auch die schwedische Arcam oder die bayerische Alphaform, die zudem Prototypen herstellt, sind im medizintechnischen Geschäft mit 3-D-Druck-Diensten tätig.

Auch in der Konsumgüterindustrie besteht großes Interesse. "Die Technik ermöglicht eine günstige und extrem flexible Individualisierung. Hier werden wir künftig viele Produkte sehen, bei denen der Verbraucher gar nicht ahnt, dass sie gedruckt wurden", sagt Thiesse.

Start-ups wie die Berliner Firma Mykita, die maßgeschneiderte Brillengestelle druckt, sprießen wie die Krokusse. Sportartikelkonzerne wie Nike aus den USA arbeiten bereits an maßgedruckten Sohlen für Laufschuhe - auch der Herzogenauracher Wettbewerber Adidas soll an dem Thema dran sein.

Ingenieure müssen noch lernen
Industriekonzerne pirschen sich noch vorsichtig heran. Neben den hohen Kosten bei größeren Stückzahlen hemmen auch die Denkmuster in den Entwicklungsabteilungen. Vielfach konstruieren Ingenieure innerhalb der Grenzen, die sie von den herkömmlichen Produktionsverfahren gewohnt sind. "Entwickler müssen erst an die neuen Möglichkeiten herangeführt werden", sagt EOS-Chef Langer. Autokonzerne überlegen bereits, ob sie Pflichtquoten an Teilen vorgeben sollen, die gedruckt werden.

Doch Fahrwerkskomponenten für den VW-Golf bleiben erst mal illusorisch. Sinnvoll sind additiv gefertigte Schlüsselkomponenten, die beispielsweise den Spritverbrauch senken. Das beste Beispiel: Flugzeugturbinen. Geschickt gedruckte Düsen sparen zwei bis drei Prozent Kerosin - das macht bei vielen Tausend Flugstunden horrende Beträge, die die Fluggesellschaften einsparen.

Triebwerkshersteller schwören deshalb heute schon auf den Druck. Besonders stolz ist EOS-Gründer Langer auf die Veränderungen, die sein Know-how bei Großkonzernen wie General Electric bewirkt hat. Die Amerikaner stellen mit EOS-Maschinen und -verfahren Einspritzdüsen für ihre Jetturbinen her. "Die Technologie ist extrem zukunftsträchtig. Aber die Geschwindigkeit der Umsetzung wird nicht selten überschätzt. Wir haben es hier mit einem sehr komplexen Fertigungsprozess zu tun", sagt Langer.

Lockt nicht die Aussicht, ein paar schnelle Millionen auf dem Kapitalmarkt einzusammeln? Langer zeigt sich skeptisch - der Börsenboom um die US-Wettbewerber sei mit Vorsicht zu bewerten. Einen Börsengang der EOS-Gruppe schließt der Bayer aus, die Technologie soll in privaten Händen bleiben.

Der Gründer wird indes derzeit intensiv von Investmentbanken bearbeitet. Über eine Familienholding hält Langer Beteiligungen, Firmen, die sich um Anwendungen kümmern, Konkretes wird nicht verraten. Noch sei nichts geplant, aber bei spezifischen Anwendungen wie etwa in der Medizintechnik kommt Langer ins Grübeln: "In diesem Umfeld könnte ein Börsengang durchaus sinnvoll sein."

Investor-Info

3-D-Zertifikate
Druckersortiment
Die US-Unternehmen 3D Systems und Stratasys dominieren - neben der nicht börsennotierten deutschen EOS - den Markt. Die Aktien sind sehr teuer. Beide Unternehmen sind unserer Ansicht nach zudem im wenig zukunftsträchtigen Segment für Heimdrucker aktiv. Positiv: Die Unternehmen bauen ein Ökosystem aus Material, Hardware und Dienstleistungen wie dem Auftragsdruck auf. Wer breiter spezialisierte Druckdienstleister wie die schwedische Arcam oder die amerikanische Exone im Portfolio haben will, greift zu einem Indexzertifikat auf den Stoxx-Global-3D-Printing-Index der HypoVereinsbank (ISIN: DE 000 HY0 5NL 9) oder zum Solactive-3D-Printing-Papier der Schweizer Bank UBS (ISIN: DE 000 UBS 13D 0). Interessant für spekulative Anleger zur Beimischung.

3D Systems
Der Marktführer
Nach Umsatz der weltgrößte Anbieter von 3-D-Druckern. Bildet die komplette Wertschöpfungskette vom Material bis zu Auftragsdruckdiensten ab. Laut Analysten soll der Umsatz im laufenden Jahr um über 30 Prozent, der Gewinn um etwa zehn Prozent zulegen. Angesichts dessen viel zu hoch bewertet.

Align Technologies
Der Zahntechniker
Das US-Unternehmen hat sich auf 3-D-Druckdienste für den zahnmedizinischen Bereich spezialisiert. Mittels Laserscannern werden Gebissabdrücke aufgenommen, anschließend Zahnschienen zur Korrektur der Zahnstellung gefertigt. Auch angesichts der hohen Wachstumsraten sehr teuer. Abwarten.

Die Technik
Die Grundlagen
Die Technologie hieß ursprünglich Stereo-Lithographie und entstand mit der Entwicklung dreidimensionaler, computerbasierter Konstruktionsverfahren Ende der 80er-Jahre. Fachleute sprechen von "additiven Fertigungsverfahren", weil mittels eines Laserstrahls schichtweise Material geschmolzen und zugefügt wird - im Gegensatz zu abrasiven Techniken wie dem Fräsen. Der Aufbau erfolgt computergesteuert aus einem oder mehreren flüssigen oder festen Werkstoffen nach digitalen Modellen und Formen. Typische Werkstoffe für das 3-D-Drucken sind Kunststoffe, Kunstharze, Keramiken und Metalle. Die kunststoffbasierten Verfahren sind technisch schon recht ausgereift, in ihrer Anwendbarkeit aber aufgrund der Einschränkungen des Materials begrenzt. Die metallbasierten Verfahren stehen teils noch am Anfang der Entwicklung.