Stopp, das haben wir doch so ähnlich schon mal gesehen. In Hollywoods „Star Trek“-Reihe. Die nun Realität gewordene Idee funktioniert so: Eine gelartige Flüssigkeit wird in einen Zylinder gegossen, bewegte Bilder werden darauf projiziert, und dann verwandelt sich die Substanz innerhalb weniger Minuten in einen echten Gegenstand.
Dazu wird ein Behälter aus lichtempfindlichem Material gedreht. Dann treffen ihn Muster von Licht verschiedener Intensität, die mit der Drehung synchronisiert sind. Überschreitet die abgegebene Energie einen Schwellenwert, findet in dem Material eine chemische Reaktion statt und das gewünschte Objekt bildet sich. Dass alles funktioniert mit flüssigen Polymeren, lichtempfindlichen Molekülen und gelöstem Sauerstoff.
Dieser Replikator kann ein Objekt in einem Rutsch erstellen, statt wie im klassischen 3D-Druck alle Schichten nacheinander zu drucken. So lassen sich Objekte entwerfen, die glatter, flexibler und facettenreicher sind, als ihre heutigen Pendants. Dem Verfahren gaben die Forscher der University of California den unspektakulären Namen: Computed Axial Lithography.
Die Schwierigkeit: Die Berechnung der perfekten Bilder
„Wir haben eine neue Kategorie von 3D-Druckverfahren erfunden, die von den Prinzipien der Computertomografie inspiriert sind“, sagt Erfinder Hayden Taylor. Er arbeitet als Assistenzprofessor für Maschinenbau an der University of California in Berkeley. Das CT wird häufig in der medizinischen und industriellen 3D-Bildgebung eingesetzt, doch bisher nicht in der Fertigung. „Doch statt das Bild eines Objekts zu projizieren, formen wir aus einem projizierten Bild ein Objekt.“
Der schwierigste Teil des Prozesses sei nicht die Verfestigung der Substanz selbst, sondern die Berechnung der perfekten Bilder, um eine exakte Nachbildung zu erreichen. Die Maschine könnte die Herstellung von etlichen Produkten wie zum Beispiel Brillen oder Turnschuhen revolutionieren. Denn es fällt zudem fast kein Materialabfall an und das ungehärtete Material ist wiederverwendbar.
Die Entwickler zeigten die Kraft des Novums zunächst spielerisch und entwarfen eine kleine Nachbildung von Rodins „Der Denker“. Spielzeugflugzeuge und ein maßstabsgetreues Modell eines Kieferknochens folgten.
Der US-Wissenschaftler Richard Feynman würde sich darüber freuen. Derm Physiker kam 1959 auf die Idee, doch bitte über den Aufbau und die Manipulation von Materie auf der atomaren Skala nachzudenken. Mit dem Replikator hat diese Reise zu jenem fernen Ziel nun begonnen.