3D-Drucker NASA will Astronauten-Futter drucken

Enterprise-Captain Jean-Luc Picard orderte von seinem Replikator gerne eine Tasse Earl Grey-Tee. Das Science-Fiction-Gerät könnte bald Wirklichkeit werden. Die NASA investiert in ein Projekt zum 3D-Druck von Speisen.

Was alles aus dem 3D-Drucker kommt
3D-gedrucktes Kleid
Obst muss nicht zwangsläufig auf Bäumen wachsen: Das britische Unternehmen "Dovetailed" hat nun einen 3-D-Drucker entwickelt, der auch Obst druckt. Das Gerät kombiniert dabei "Tröpfchen mit verschieden Geschmäckern", die dann mit Hilfe von Molekularküche zu einer Frucht geformt werden. Das bedeutet: Dem Fruchtmus wird Natriumalginat beigemischt. Am Wochenende wurde der 3D-Drucker im Rahmen der Tech Food Hack in Cambridge vorgestellt. Quelle: dpa
Hedwig Heinsmann, Architekt aus Amsterdam, will die Baubranche revolutionieren und vor allem umweltfreundlicher machen. Er arbeitet bei Dus Architects, einem Architekturbüro, das das erste Haus aus dem 3D-Drucker zu bauen versucht. Bisher stehen nur einige, 180 Kilogramm schwere Bauteile des Hauses. Innerhalb von drei Jahren soll daraus im Lego-Verfahren ein Haus mit 13 Räumen entstehen. Quelle: obs
In Wales haben Chirurgen ein Gesicht mit Teilen aus dem 3-D-Drucker repariert. Stephen Power hatte sich nach einem Motorradunfall den Oberkiefer, die Nase und die Wangenknochen gebrochen. Um die neue Gesichtsform möglichst realistisch darzustellen, haben die Ärzte einen CT-Scan von Powers Schädel gemacht, um daraus ein Modell zu drucken, auf dessen Grundlage Anleitungen und Platten gedruckt wurden. Durch diese Methode konnten die Knochen im Gesicht wieder an die richtigen Stellen gebracht und durch Platten zusammengesetzt werden. Seit dem Unfall war der 29-jährige so entstellt, dass er nur noch mit Sonnenbrille und Hut das Haus verlassen hat. Die Ergebnisse seien "vollkommen lebensverändernd", sagte Power dem Rundfunksender BBC. "An dem Tag, an dem ich aufwachte, konnte ich den Unterschied sofort sehen." - Die ganze Geschichte auf bbc.com Quelle: Screenshot
Das 3D-Drucker sogar Organe drucken können, ist nicht neu. Doch nun zeigt ein konkreter Fall, wie 3D-Druck leben retten kann. Der 14 Monate alte Roland Lian Bawi litt an einem schweren Herzfehler. Der kleine Junge hatte Löcher in der Herzwand, die sich nicht von alleine schließen wollten. Um die komplizierte Operation üben zu können, erstellte der Arzt Erle Austin ein perfektes Modell des erkrankten Organs. So konnte das Operationsteam vor dem schwierigen Eingriff die Abläufe trainieren. Die Behandlung verlief erfolgreich. Quelle: 3dprint.com Quelle: dpa
Gestatten: Das ist Toothless, der kleine blaue Drache. Sie kann zwar kein Feuer spucken, dafür aber ein kleines Mädchen sehr glücklich machen. Die siebenjährige Sophie hatte von ihrem Vater von all den wundersamen Sachen gehört, die schon mit 3D-Druckern hergestellt werden können, und schickte kurzerhand einen Brief an die Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) mit der Bitte, einen Drachen für sie zu erschaffen. Die Forscher ließen sich nicht lange bitten und erschufen diesen kleinen blauen Drachen aus Titan für Sophie - sie war völlig aus dem Häuschen und möchte nun Wissenschaftlerin werden, wenn sie groß ist.
Zu Weihnachten wird gebastelt. Der Siemens Forscher Olaf Rehme hat dafür nicht Schere und Papier in die Hand genommen, sondern seinen 3D-Drucker angeworfen. Als private Spielerei druckt er Weihnachtsbäume aus superhartem Spezialstahl. Siemens stellt aus diesem Material Brenner für Gasturbinen her. Das Unternehmen nutzt die Technologie, um sich die komplexe Ersatzteil-Lagerung zu sparen. Außerdem lassen sich Formen drucken, die mit anderen Fertigungsmethoden unmöglich sind. Quelle: PR
Forscher der Universität Malaya in Kuala Lumpur haben ein Modell des menschlichen Schädels entwickelt, das durch einen 3D-Drucker erstellt wird. Der Drucker kann Materialien unterschiedlicher Dichte und Textur ausgeben, so dass die Konsistenz von Knochen, Häuten und Gewebe realistisch nachempfunden wird. Der Schädel soll Medizinstudenten ein lebensnahes Gefühl dafür geben, wie eine Schädelöffnung und eine Gehirn-Operation verlaufen, etwa, um einen Tumor zu entfernen. Das Modell wurde mit Hilfe von Patientenscans erstellt und lässt sich so anpassen, dass künftig vielleicht ganze OPs vorher durchgespielt werden können. Mit rund 600 US-Dollar ist der Schädel aus dem 3D-Drucker noch dazu sehr preiswert. Hier geht es zum Video auf Youtube Quelle: Screenshot
Berliner Forscher haben einen Dinosaurier-Knochen aus einem Fossil nachgebildet, ohne die Versteinerung vorher aufwendig präparieren zu müssen. Die Knochen-Kopie gelang nach einer Computertomographie, mit deren Daten ein 3D-Drucker gefüttert wurde, wie Ahi Sema Issever vom Institut für Radiologie an der Berliner Charité erläuterte. „Wir können einen Knochen im Gestein sehen und nachbilden, ohne das Fossil überhaupt anzufassen. Das Elegante ist, dass wir nichts zerstört haben.“ Über die „virtuelle Präparation“ berichtete die Forscherin in der US-Fachzeitschrift „Radiology“. Für das Freilegen von Knochen aus den Sedimenten bräuchten Präparatoren normalerweise Wochen oder Monate. Außerdem bestehe immer die Gefahr, Bereiche des Original-Knochens zu zerstören, sagte die Expertin. Die Computertomographie erlaube es, den Knochen im Sediment genau zu erkennen. Der 3D-Drucker könne relativ kostengünstig eine Kopie aus Kunststoff anfertigen. Quelle: dpa
Aus dem 3D-Drucker kommt nun auch die erste Pistole, die tatsächlich auch schießen kann. Ob die Waffe tatsächlich auch lange durchhält, weiß noch niemand. Bislang wurden erst wenige Testläufe unternommen. Quelle: dpa
Das Unternehmen Blizzident aus den USA fertigt Zahnbürsten im 3D-Drucker, die in nur sechs Sekunden alle Zähne reinigen soll. Das Gerät wird wie eine Zahnspange in den Mund gesetzt, verfügt über 400 Borsten und putzt die Zähne in Windeseile. Quelle: dpa
Die Hamburger Firma Twinkind hat sich eine schöne Spielerei einfallen lassen. Sie druckt Miniatur-Doppelgänger in 3-D. Bis zu 35 Zentimeter sind die Figuren groß und das genaue Abbild der Person, die sich vorher hat rundum fotografieren lassen. Dabei kommt ein besonderer 3-D-Scan zum Einsatz. Die Daten der Fotos, die aus allen Ecken aufgenommen werden, werden schließlich an den 3-D-Drucker geschickt. Das Projekt stößt auf Begeisterung. Inzwischen bekommen die Hamburger Anfragen aus Indien, Japan und Korea - aus aller Welt. Ganz günstig ist das Verfahren nicht. Eine etwa 20 Zentimeter große Figur kostet 290 Euro. Quelle: Presse
Im Mai war es einem amerikanischen Studenten gelungen, eine Waffe per 3D-Druck zu bauen. Abfeuern ließ sich die Waffe allerdings nicht. Damit gar nicht erst die Gefahr besteht, dass jemand eine scharfe Waffe konstruieren und drucken kann, hat die dänische Firma Create It REAL eine Filtersoftware entwickelt, die Bauteile von Waffen erkennen kann und den Druck abbricht. Quelle: dpa
Cuomo Mag Quelle: Screenshot
Vor allem in der Medizin findet der 3D-Druck immer mehr Anklang. Diese künstliche Ohrmuschel haben Forscher der Cornell University gedruckt. Zu Beginn des Prozesses wird der Kopf des Patienten eingescannt, um am Computer ein Modell des Ohres zu erstellen. Die Daten die daraus entstehen werden an den 3D-Drucker gesendet. Um das Ohr überhaupt ausdrucken zu können, haben die Wissenschaftler eine spezielle Tinte hergestellt. Die zähflüssige Trübe Flüssigkeit ist quasi "lebendig", da sie lebende Zellen enthält. Nach zwei Monaten in einem Inkubator füllt sich das Gewebe auf und das Implantat kann angebracht werden. Anders als Plastik-Implantate nimmt der Körper die künstliche Variante aus Zellen viel besser an. Quelle: Cornell University/YouTube Quelle: Screenshot
Diese künstliche Luftröhre aus einem 3D-Drucker hat im Mai 2013 ein Kind vor dem Ersticken gerettet. Das Mädchen Kaiba Giofriddo kam bereits mit Atemnöten auf die Welt. Fast täglich kollabierte ihre Lunge. Nun ist es einer Gruppe von Wissenschaftlern der Universität von Michigan gelungen, die Beschwerden zu heilen. Dafür wurde dem Mädchen eine Prothese eingesetzt, die aus einem 3D-Drucker stammt. Die Forscher haben einige CT-Bilder von den Bronchien und der Luftröhre des Mädchens aufgenommen. Dabei wurde deutlich, dass sie an einer seltenen Tracheobronchomalazie litt, bei der die Entwicklung der Knorpel bei Kindern verzögert erfolgt und so die Luftröhre häufig zusammenbricht. Die Forscher designten daraufhin am Computer eine Art “Schiene” als Knorpelersatz. Die Protese besteht aus einem Biopolymer namens “Polycaprolacton”. Das Material löst sich innerhalb von zwei bis drei Jahren vollständig auf. Bis dahin sollen sich körpereigene Knorpel bei dem Mädchen entwickelt haben. Schon 21 Tage nach der Operation konnte Kaiba wieder selbständig atmen. Quelle: University of Michigan Quelle: Presse
Hybridauto Quelle: Presse
Typ Fortus 900mc Quelle: Presse
Landscape House Quelle: UniverseArchitecture
Mondstation Quelle: Foster+Partners

Es klingt fantastisch: Die amerikanische Raumfahrtbehörde NASA hat einen 6-Monate-Vertrag mit dem texanischen Unternehmen Systems & Materials Research Corporation unterzeichnet. 125.000 Dollar investieren die Forscher damit in die Entwicklung eines 3-D-Druckers, der aus Pulver genießbare Mahlzeiten macht. Das Unternehmen von Maschinenbauer Anjan Contractor will nicht nur Speisen für Weltraumreisende drucken, mit der Erfindung will er nichts geringeres als den Hunger auf der Erde bekämpfen.

Das Ökosystem der Erde sei für nicht mehr als 12 Milliarden Menschen ausgelegt. Sollten einmal mehr Menschen die Erde bevölkern müsse man andere Möglichkeiten finden Nahrungsmittel herzustellen. So könne man auch aus Insekten lebenswichtige Proteine gewinnen. Aus dem Proteinpulver sollen dann neue Speisen gedruckt werden. Auf der Nachrichtenseite Quartz erzählt er: "Unsere Ziel ist es, alle Kohlenhydrate, Proteine sowie Makro- und Mikro-Nährstoffe in Pulverform bereit zu stellen. Wir entziehen ihnen die Feuchtigkeit und so wären sie vielleicht 30 Jahre genießbar."

In einem You-Tube-Video ist bereits zu sehen wie der Drucker einen Schokoladenkeks "druckt":

Für die NASA sind die Drucker deshalb interessant, weil Astronauten auch auf extremen Langstreckenmissionen immer unterschiedlichen Speise zubereiten könnten. Bisher ernähren sich die Wissenschaftler im All hauptsächlich aus Pulver mit lebenswichtigen Nährstoffen und ein paar Aromen oder getrockneten Speisen, die mit Wasser "genussfertig" gemacht werden. Im Vergleich dazu sollen die gedruckten Speisen die reinste haute cuisine werden.

Kulinarische Highlights im All
Als Astronautennahrung werden alle Lebensmittel bezeichnet, die Raumfahrer während ihrer Mission mitführen. Meist werden die Nahrungsmittel in Plastiktüten, Tuben oder Dosen verpackt. Bildquelle: Esa Quelle: Presse
Der erste Mensch im All, der in den Genuss von Weltraumnahrung kam, war der russische Kosmonaut Juri Gagarin (1934-1968). In den 60er Jahren waren das vor allem kleingepresste Würfel, um den Raumfahrer mit Fetten, Proteinen und Vitaminen zu versorgen. Als Getränk diente meist sterilisiertes Apfelmus, da die Speisen leicht verdaulich sein mussten. Quelle: dapd
Später wurde das Essen getrocknet und in Plastikbehältern mitgenommen. Mit Wasser ließ es sich dann wieder zu einer Mahlzeit aufquellen. Auf dem Bild demonstriert NASA-Astronaut Edward Lu seine Reismahlzeit während seines Aufenthaltes auf der Internationalen Raumstation im Jahr 2003. Quelle: Presse
Heutzutage können sich die Astronauten ihre Weltraummenüs selbst zusammenstellen. Über 100 Speisen und 20 Getränke stehen dafür zur Auswahl. Lange bevor sie ins All fliegen, wählen die Astronauten ihre Tagesmenüs aus. Es gibt drei Mahlzeiten am Tag. Dazu kommen Snacks, die jederzeit gegessen werden dürfen. Hier sitzen die NASA-Astronauten Edward Lu und Roscosmos-Kosmonaut Juri Malentschenko zusammen und bereiten sich gerade ihre Mahlzeit im Swesda-Modul der Internationalen Raumstation zu. Nur im russischen Swesda-Modul gibt es einen Tisch, an dem die Mannschaft sich zu den Mahlzeiten zusammenfinden kann. Quelle: Presse
Wirklich verzichten müssen die Raumfahrer also nicht mehr. Eine komplette Mahlzeit aus getrockneten Tomaten, Brot, Käse und Pfirsich. Quelle: Presse
Frisches Obst und Gemüse sind auf der Internationalen Raumstation eine Rarität. Beides kann nur sporadisch mit den alle drei bis vier Wochen ankommenden Transportraumschiffen geliefert werden. Die Freude über die Frischkost ist so groß, dass die beiden NASA-Astronauten Shane Kimbrough und Sandra Magnus noch ein aussagekräftiges Foto mit den Delikatessen machen, bevor sie kräftig zubeißen. Quelle: Presse
ESA-Astronaut Paolo Nespoli, hat aus gutem Grund zu einem langstieligen Löffel gegriffen. Dieser ist praktisch, um auch wirklich alles von der speziell für die Internationale Raumstation kreierten italienischen Mahlzeit aus der Tüte herauszubekommen. Nespoli musste wie alle Astronauten auf der Raumstation besonders darauf achten, viel Calcium zu sich zu nehmen, da die Schwerelosigkeit den Knochen massiv zusetzt. Quelle: Presse
Getränke werden auch heute noch häufig in Tuben mitgeliefert. Wer dann einen Schluck aus der Tube nimmt, muss nur leicht darauf drücken. Durch die Schwerelosigkeit schießt die Flüssigkeit direkt in den Mund des Trinkenden. Dabei müssen die Astronauten aber vorsichtig dosieren, damit sie nicht kleckern. Quelle: Presse
Damit nichts daneben geht, trinken die Astronauten auch gerne aus Plastiktüten. Ihr Getränk haben sich die Astronauten aus gefriergetrocknete Pulver und erst auf der Raumstation hinzugefügtem Wasser gemischt. Hier stoßen die Stammbesatzung der Internationalen Raumstation Expedition 2 und die gerade angekommene Space Shuttle-Mannschaft STS-105 auf den Erfolg der Mission an. Quelle: Presse
Trotz all der Fortschritte in Sachen Weltraumnahrung ist es für die Raumfahrer an Bord genau darauf zu achten, wirklich die benötigten 2000 Kalorien am Tag zu sich zu nehmen. Weil Menschen in der Schwerelosigkeit weniger Appetit haben, führen die Astronauten Buch über ihre Essgewohnheiten. Am Boden wird dann überprüft, ob diese korrigiert werden müssen. Quelle: Presse

Wie futurzone.at berichtet, will Contractor den Speisen-Drucker als Open Source anbieten. In zwei Wochen soll mit dem Bau eines Pizza-Druckers begonnen werden, um die Anwendungsmöglichkeiten zu demonstrieren. Bisher kann der Drucker Teig auftragen und backen und gleichzeitig den Belag verfeinern. Die pulverisierten Tomaten werden beim Druckvorgang mit Öl und Wasser vermengt. Zum Schluss kommt eine Proteinschicht darüber.

In Arbeit
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Die Einsatzmöglichkeiten von 3D-Druckern beflügeln derzeit die Fantasie vieler Forscher. Bisher werden die Geräte vor allem in der Industrie und Architektur eingesetzt, um Prototypen von neuen Produkten zu erstellen. Die Grundfunktion ist dabei immer dieselbe. Die Materialien werden pulverisiert - egal ob Metall, Kunststoff oder Holz - und anschließend meist mit Hilfe von Lasern und/oder Klebstoff wieder zusammengesetzt.

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