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Fortschritt Marke Eigenbau

Infotech
Fortschritt Marke Eigenbau

Katapultieren neue Produktionsverfahren Afrika in die Industrieproduktion des 21. Jahrhunderts? Vor einigen Jahren noch war die Frage absurd, nun sollte man sie ernsthaft diskutieren.

Tom Baden ist zwar Entwicklungshelfer. Aber weil er vor allem Neurowissenschaftler und Tüftler ist, will er ärmeren Ländern auf ganz besondere Weise unter die Arme greifen. Er baut keine Brunnen, sondern will den 3D-Druck nach Afrika bringen. Genauer gesagt in Labore an afrikanischen Hochschulen. Denen fehlt es oft am Nötigsten für ihre Arbeit, etwa an einfachen Pipetten, Trichtern oder genau passenden Halterungen.

Badens Idee: Die Kollegen sollen sich das fehlende Material einfach ausdrucken. "Wenn die Ausstattung der Labore besser wäre, gäbe es einen Schneeballeffekt, und der Anschluss an die internationale Wissenschaft könnte gelingen." Begabte afrikanische Forscher würden dann ihre Länder voranbringen, statt abzuwandern.

Baden ist wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Uni Tübingen, Anfang des Sommers wird er an die britische Universität Sussex wechseln. Seine Internetseite www.open- labware.net zeigt, was er und seine Kollegen mit 3D-Druck schon alles hergestellt haben: ein Mikroskop, eine Mikropipette oder auch eine Linse, mit der man ein Smartphone in ein Mikroskop verwandeln kann. Mit einer internationalen Gruppe von Wissenschaftlern hat er das Netzwerk "TReND in Africa" (Teaching and Research in Neuroscience for Development) gegründet. Die Gruppe hat bereits Workshops in Äthiopien, Tansania und Südafrika veranstaltet, finanziert von der Volkswagen Stiftung. Auf den Seminaren lernen afrikanische Forscher, wie man einen 3D-Drucker baut, bedient und repariert.

So kam Adedeji Kafilat zu einem nützlichen Hilfsmittel für ihr Labor. Die 27-jährige Pflanzenpathologin promoviert an der Universität von Ibadan in Nigeria. Sie will herausfinden, wie sich Krankheiten bei Nutzpflanzen vermeiden lassen. Im Workshop in Addis Abeba baute sie einen 3D-Drucker selbst, aus Sperrholz, Metallstäben, Motoren, Achsen, Heizelementen, Kontrollplatinen, Schaltern, Kabeln und Magneten. Jetzt kann sie so viele passgenaue Trichter oder Petrischalen drucken, wie sie braucht.

Bisher war es ein großes Problem, wenn mal eine Schale zerbrach: "Meine Universität ist schlecht ausgestattet, und Labormaterialien sind ziemlich teuer hier." Umgerechnet zwei Dollar koste eine einzelne Petrischale; das Ausdrucken sei im Vergleich günstiger. Das Filament, also das Rohmaterial aus Kunststoff, bekam sie im Workshop – in Nigeria gebe es das nicht zu kaufen, sagt Kafilat: "Ich würde gern einen Markt dafür aufbauen." Deshalb hält sie jetzt Seminare zum 3D-Druck, um Kollegen und Studenten von dem Verfahren zu überzeugen.

Die technologiebasierte Entwicklungshilfe hat eine neue Vision: 3D4D. Die Abkürzung steht für "3D for Development", 3D-Drucker für Entwicklung. Die Idee: Wo Fabriken und Transportmöglichkeiten fehlen, können sich die Menschen selbst ausdrucken, was sie brauchen, zum Beispiel Prothesen oder Fahrradersatzteile. Kleinunternehmer können damit Geld verdienen und der Armut entkommen, sagen Enthusiasten. Denn fest steht: Es ist einfacher, in einer unterentwickelten Region einen simplen 3D-Drucker für weniger als 1000 Euro aufzustellen als eine komplette Fertigungsanlage. Bauanleitungen schreibt man selbst oder lädt sie aus dem Internet herunter, dann braucht man noch das Rohmaterial.

Ein Drucker produziert zwar nicht so schnell wie eine klassische Industriemaschine, und ein einfaches Gerät schafft bis jetzt nur kleine, einfarbige Objekte aus Kunststoff. Zudem schwankt die Qualität. Es gebe auch nach wie vor viele Fehldrucke, warnt Jürgen Bertling, Leiter der Abteilung Systemische Produktentwicklung am Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik. Aber zu drucken ist oft günstiger, als Waren zu importieren – und oft einfacher, als für neue Ideen erst einen Produzenten zu suchen.

"Die Produkte könnten das bestehende Defizit in der Wertschöpfungskette überwinden", schreiben Fredrick Ishengoma und Adam Mtaho von der Universität von Dodoma in Tansania. Sie haben Beispiele in acht Entwicklungsländern untersucht: In Kenia haben Tüftler einen Venenfinder zur Behandlung von Säuglingen entwickelt, in Trinidad und Tobago haben sie anatomische Modelle geschaffen, um Operationen besser planbar zu machen. Und in Kolumbien gibt es gedruckte Mode. Für die Forscher ein Beleg, dass 3D-Druck neue Jobs schaffen kann.

Die Hoffnung: Kleinunternehmen könnten entstehen, die für den lokalen Markt produzieren und vielleicht sogar für den Export. So wie bei "Robohand" in Südafrika: Alles begann damit, dass sich ein junger Mann namens Richard van As bei Waldarbeiten die Finger seiner rechten Hand schwer verletzte. Er entwarf eine Prothese, fand Partner über das Internet. Inzwischen hat sein Unternehmen schon mehr als 200 Menschen künstliche Hände angepasst. Sie sind zwar nicht vergleichbar mit modernen Hightech-Prothesen, aber dafür für die Menschen in Afrika bezahlbar.

Der deutsche Designer Markus Kayser will auf ähnlich einfache Weise gebrauchsfertige Glasschüsseln herstellen. Sein "Solar Sinter" erhitzt Saharasand bis kurz vor dem Schmelzpunkt. Anstelle eines Laserstrahls nutzt er Sonnenlicht, das er mit einem Sonnenkollektor auffängt und mit einer Linse bündelt. Auch der Motor ist solarbetrieben. Das Gerät hat er bereits in der ägyptischen Sahara ausprobiert.

Skeptiker wie Jörg Peters, Entwicklungsökonom am Rheinisch-Westfälischen Institut für Wirtschaftsforschung, warnen vor zu viel Technikgläubigkeit: "In Afrika mangelt es an grundlegenden Dingen wie Bildung und funktionierenden Institutionen. Dafür gibt es keine einfache technische Lösung."

Wissenschaftler des amerikanischen Think Tanks Atlantic Council sind dagegen überzeugt, dass additive Fertigungsverfahren die Wirtschaft in Entwicklungsländern tatsächlich revolutionieren können. Große Lagerhallen und Transportmöglichkeiten würden seltener gebraucht, Güter häufiger vor Ort produziert: "Entwicklungsländer könnten ihre Abhängigkeit von teuren Importen verringern", schreiben sie in einer Analyse von 2011. Der US-Designer Jeremy Faludi sieht das ähnlich: "Das größte Versprechen des 3D-Drucks für Entwicklungsländer ist, dass er Kleinunternehmen stärken kann, indem er die Hürden für die Produktion senkt." Die Technik erlaube Start-ups, kostengünstig Prototypen herzustellen, damit Investoren zu überzeugen und später auf Serienfertigung umzustellen.

Allerdings müssen die Firmengründer dazu erst einmal an einen 3D-Drucker herankommen, und das ist gerade in Afrika noch schwierig. Einen Ausweg bietet das holländisch-amerikanische Portal "3D Hubs". Dort können sich Besitzer von 3D-Druckern registrieren – großenteils Technik-Enthusiasten, Designer, Ingenieure oder Künstler. Sie stellen ihre Geräte zur Verfügung, wenn sie die Maschinen selbst nicht brauchen. Wer etwas ausdrucken möchte, zahlt eine Gebühr, 3D Hubs kassiert eine Provision. Mehr als 26000 Geräte in 150 Ländern sind bereits registriert, darunter zehn in Kenia und mehr als 140 in Südafrika.

Mit dieser Art von "Drucker-Sharing" ließe sich eine weitere Hürde überwinden: Viele Menschen in Entwicklungsländern haben zu Hause weder Strom noch Internet. Sie könnten aber einen Drucker im nächstgrößeren Ort nutzen. Nach ähnlichem Prinzip funktioniert schon jetzt das mobile Telefonieren. Handys werden oft an zentralen Stationen aufgeladen, die Bewohner "teilen" sich einen Generator. Im Jahr 2012 hatten laut Weltbank bereits fast 650 Millionen Afrikaner einen Handyvertrag. Flächendeckende Telefonnetze gab es auf dem Kontinent indes nie. "Leapfrogging" nennen es Entwicklungsökonomen, wenn Länder eine technologische Stufe überspringen. Wird Afrika die klassische Industrialisierung auslassen und dank 3D-Drucker eine eigene industrielle Revolution erleben?

Die Chancen stehen nicht schlecht, dass sich die Technologie schnell verbreitet. Afrika-Kenner berichten übereinstimmend von einer starken "Maker- und Reparaturkultur". Ganz ohne Bauteile aus Übersee kommen die neuen Fabrikanten jedoch nicht aus. "Die Drucker selbst und die Computer, mit denen sie bedient werden, brauchen komplizierte Elektronik", betont Designer Jeremy Faludi. Sogenannte RepRap-Drucker könnten zwar einen Teil ihrer Komponenten selbst herstellen, aber nicht alle. Oft ist es schwierig, die nötigen Bauteile durch den Zoll zu bekommen. Hinzu kommt, dass die Kunststoffe, aus denen die Drucker Dinge formen, noch recht teuer sind.

Hierbei könnte die Not jedoch zu einer Lösung führen, die auch noch umweltfreundlich ist: Druck-Filamente aus Müll zu gewinnen, etwa aus Plastikflaschen. Der Arbeitsaufwand dürfte sich insbesondere in Afrika lohnen, weil dort die Werkstückkosten deutlich höher sind als die Lohnkosten. Wissenschaftler der Michigan State University und der Michigan Technological University jedenfalls halten das für ein lukratives Geschäftsmodell. In einem Aufsatz von 2014 schreiben sie, neu produziertes Filament sei bis zu 200-mal teurer als Rohplastik. Müll zu sammeln und zu verkaufen sei für viele Menschen in Großstädten wie Manila oder Daressalam die einzige Einkommensquelle, allein in der Region Delhi seien geschätzte 150 000 Müllsammler unterwegs.

Statt die Abfälle für einen Hungerlohn zu verkaufen, könnten die Sammler sie zerschneiden, waschen und schreddern, so die Wissenschaftler. Im nächsten Schritt werden die Kunststoffteile in einen Recyclebot gespeist – eine autonome Maschine, die etwa Farbpigmente oder andere Zusatzstoffe hinzufügt, damit der Rohstoff die gewünschten Eigenschaften bekommt. So könnte eine neue, geschlossene Wertschöpfungskette entstehen.

An Ideen mangelt es der 3D-Szene jedenfalls nicht. Tom Baden, der Tübinger Neurowissenschaftler, sammelt bereits Sponsorengeld für weitere Workshops in Afrika. Er ist sich sicher: "3D-Drucker sind eine große Chance für unterfinanzierte Labore." Und damit für ganze Regionen in Afrika: "Ein Land kann man nicht nur von unten aufbauen, sondern man muss den besten Leuten Möglichkeiten geben weiterzukommen."


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