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Von der Raumstation bis zum digitalen Pilzkatalog: Die Einsatzgebiete von 3D-Technik sind endlos

3D-Scanner und -Drucker rücken immer stärker ins Bewusstsein der Öffentlichkeit. Die wenigsten Menschen können sich aber vorstellen, was mit 3D-Scannern bereits jetzt möglich ist – und was die Zukunft bringt. Ein Einblick.
Artyom Yukhin an 25. März 2019 - 14:51 in e-Commerce Studien & Fachartikel
Detailgetreues 3D-Modell eines Stegosaurus. Quelle: Artec 3D

Detailgetreues 3D-Modell eines Stegosaurus. (Quelle: Artec 3D)

An Bord der Internationalen Raumstation ISS geht ein wichtiges Element einer Forschungsstation kaputt – und Ersatzteile befinden sich nicht an Bord. Mal eben schnell zur Erde fliegen oder Ersatz bei den Kollegen am Boden bestellen, ist leider nicht möglich. Früher wäre dies das Ende der Forschung gewesen, doch mittlerweile gibt es einen Ausweg: 3D-Scanner und -Drucker. Die Astronauten packen entsprechende Geräte aus, scannen das defekte Teil, entwickeln es eventuell zurück und drucken es anschließend aus – voilà, die Wissenschaftler können weiterforschen und ihre Experimente durchführen. Das Szenario lässt sich auch auf andere Bereiche ausweiten: Kreuzfahrtschiffe, auf denen wichtige Teile ausgetauscht werden müssen, entlegene Forschungsstationen in der Arktis, die von der Außenwelt abgeschnitten sind – und, und, und. Kurz: Wo früher keine Hilfe möglich war, freut sich die Menschheit heute über komplett neue Möglichkeiten und Auswege.

Das Beispiel mit der ISS ist übrigens nicht weit hergeholt: Der 3D-Spezialist Artec 3D modifizierte einen seiner mobilen 3D-Scanner nach den Vorgaben der NASA für die Verwendung im Weltall. Im Hybrid Reality Lab der NASA werden 3D-Scans von Werkzeugen und anderer Ausrüstung, die die Astronauten ins Weltall mitnehmen, angefertigt.

Was heute schon möglich ist

Die Vorteile von 3D-Scannern beschränken sich aber nicht auf ferne Regionen und Galaxien, sondern sind längst im Hier und Jetzt mitten in der Gesellschaft angekommen. In der Medizin und im Reverse Engineering ist 3D-Technik nicht mehr wegzudenken, genauso wie beim Film, in der Denkmalpflege, Kunst oder Archäologie.

Auch immer mehr Endkonsumenten interessieren sich für die neue Technologie. Einige Smartphones lassen sich bereits mit ihrer Kamera als 3D-Scanner einsetzen. Das eröffnet völlig neue Möglichkeiten, zum Beispiel beim Online-Shopping: Fuß einscannen, dem Anbieter die Scandaten schicken – und wenig später den perfekt sitzenden Schuh erhalten. Kurios: Tragbare 3D-Scanner wurden jetzt schon verwendet, um präzise Proben von diversen Pilzarten einzuscannen. Daraus entstand der erste digitale 3D-Pilzkatalog der Welt, der Menschen davor schützen soll, versehentlich giftige Pilze zu sammeln und zu essen.

Prothesen für Mensch und Tier

Im Gesundheitssektor entfaltet sich der ganze Segen von 3D-Scannern, da mit ihrer Unterstützung Prothesen für Menschen und Tiere entstehen. So konnte beispielsweise mittels 3D-Scan ein 3D-Modell des Beins eines Mädchens erstellt werden, auf dessen Basis eine passgenaue Prothese angefertigt wurde. Der Wadenmuskel der jungen Frau war nach einem Unfall derart beschädigt, dass sie fast das gesamte Muskelgewebe verlor und das Bein deformiert war. Weitere medizinische Erfolge durch 3D-Scans: 3D-Druck-Implantate bei Kindern mit Fehlbildungen am Ohr, Maßanfertigung orthopädischer Produkte wie Knieorthesen und Korsetts für Skoliosepatienten oder maßgeschneiderte Brustkorbimplantate für Patienten mit Fehlbildungen des Brustkorbs. Im nachfolgendem Videobeispiel: Erstellung individueller Prothesen anhand eines 3D-Scans. (Quelle: Artec 3D/Achilleon Zorg)

Aber auch das Tierreich profitiert. Einem misshandelten Tukan aus Costa Rica rettete ein 3D-Scan das Leben. Er hatte durch den Angriff von Menschen große Teile seines für ihn lebenswichtigen Schnabels verloren. Die Überreste des Schnabels wurden gescannt, und aus den gewonnenen Daten entstand per 3D-Druck ein Ersatzschnabel. Auch ein verstümmelter Alligator, dessen Schwanz abgetrennt wurde, konnte vor dem Tod gerettet werden: Aus dem Schwanz eines kürzlich verstorbenen, ähnlich großen Alligators entstand ein hochauflösendes 3D-Modell, mit dessen Hilfe eine Prothese zum Umschnallen für den verletzten Alligator gefertigt wurde. Bei vom Aussterben bedrohten Tierarten können 3D-Daten ebenfalls einen wichtigen Beitrag leisten: Damit die Vögel zumindest digital für immer erhalten bleiben, scannte ein Team von Threeding.com ausgestopfte Exemplare von 40 bedrohten Vogelarten ein.

Was die Zukunft bringt – neue Einsatzzwecke

Da das Scannen einfacher wird und immer mehr Menschen anspricht, wachsen auch die daraus gewonnenen Datensätze enorm an. Deshalb muss die Scan-Software mit der -Hardware mithalten, damit die User ihre Daten genauso problemlos bearbeiten können wie sie sie erfasst haben. In der Industrie wächst die Zahl der 3D-Scanner beständig – vor allem der Maschinenbau profitiert. Andere Branchen zeigen ebenfalls verstärkt Interesse, da 3D- und Virtual-Reality-Technologien aufgrund ihrer Präzision, Nutzerfreundlichkeit und Vielseitigkeit etliche Vorteile bieten.

So beeinflussen sie zum Beispiel zunehmend die Art und Weise, wie Medizin praktiziert und gelehrt wird. Medizinstudenten mussten bisher an echten Leichnamen üben, um die menschliche Anatomie besser kennenzulernen. Die Nachteile liegen auf der Hand: Nicht immer sind unbegrenzt Leichname verfügbar, und Anfänger beschädigen die Kadaver oft bis zur Unbrauchbarkeit, was auf Dauer teuer wird. Also wurde eine hochpräzise Echtzeit-3D-Sezierungsanwendung entwickelt, mit der Studenten üben können, bevor sie an echte Leichen dürfen. Dazu mussten alle Sezierungsetappen an Leichen 3D-gescannt werden.

In der Immobilienbranche kommen 3D-Führungen in Häusern und Wohnungen in Mode, wenn der Interessent einen ersten Blick auf die Immobilie werfen möchte, ohne persönlich anwesend sein zu müssen. Auch virtuelle Einkaufsshops werden die 3D-Technologie nutzen. „Sie zählt zu den essentiellen Schlüsseltechnologien unserer Zeit, da sie von sehr vielen Industriezweigen eingesetzt werden kann. Ich denke sogar, dass sie sich kurzfristig schneller entwickeln wird, als die Genomforschung“, sagt Artyom Yukhin, President und CEO von Artec.

Mehr und mehr Branchen werden außerdem auf 3D-Druck basieren, denn diese Technik ist einfacher und billiger als alte Verfahren. Besonders die Medizinbranche kann davon enorm profitieren, wenn das Drucken von Organen zum Standard wird. Wie schnell diese Entwicklung jedoch voranschreitet, lässt sich derzeit noch nicht sagen – ebenso wenig, ob im Endeffekt Genomforschung oder 3D-Technologien für die Menschheit hilfreicher sind.

Artyom Yukhin

Artyom Yukhin

Artyom Yukhin ist einer der Gründer von Artec 3D. Er rief das Unternehmen 2007 ins Leben und fungiert seitdem als Chief Executive Officer. Yukhin ist ein erfahrener Manager, Unternehmer, Technologie-Visionär und Investor. Er verfügt über mehr als 20 Jahre Erfahrung im internationalen Management, Produktmanagement, Personalmanagement, Fundraising und in der Förderung junger Unternehmen. Wie umfangreich das technologische Know-how von Artyom Yukhin ist, belegen die von ihm eingereichten 19 Patente und Patentanmeldungen in den Bereichen Elektronik, Optik und Algorithm Engineering.

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