Stand und Perspektiven der Erforschung und des Einsatzes von 3D-Druckern

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1 Deutscher Bundestag Drucksache 17/ Wahlperiode Antwort der Bundesregierung auf die Kleine Anfrage der Abgeordneten René Röspel, Andrea Wicklein, Dr. Ernst Dieter Rossmann, weiterer Abgeordneter und der Fraktion der SPD Drucksache 17/13586 Stand und Perspektiven der Erforschung und des Einsatzes von 3D-Druckern Vorbemerkung der Fragesteller DieWettbewerbsfähigkeitderdeutschenWirtschafthängtmaßgeblichdavon ab,dassökonomischepotentialevoninnovationenauswissenschaftundforschungfrühzeitigidentifiziertundvielversprechendeansätzekonsequentgefördertwerden.einbeispielfüreineneuetechnologie,diegeeigneterscheint, VeränderungeninindustriellenProduktionsprozessenherbeizuführen,sindso genannte3d-drucker.diesetechnikfindetbereitsheuteersteanwendungin derindustrie.durchdiesetechniklassensichcomputergesteuertausflüssigen oderpulverförmigenwerkstoffennachvorgegebenenmaßenundformendreidimensionalewerkstückeproduzieren.einigemediensprechenindiesemzusammenhangbereitsvoneiner drittenindustriellenrevolution.bereitsinder letztenlegislaturperiodehatsichdasbürofürtechnikfolgen-abschätzung beimdeutschenbundestag (TAB)imTAB-Bericht IndividualisierteMedizin undgesundheitssystem (Bundestagsdrucksache16/12000)inAnsätzenmit diesertechnologiebeschäftigt.dieautorendertab-studiekamenunteranderemzudemschluss,dassmitderherstellungvonindividuellenkeramischen Implantaten als Knochenersatz in absehbarer Zeit zu rechnen sei. DiePreisefür3D-DruckersindindenvergangenenJahrenerheblichgesunken, undsiesinddaherauchfürprivatpersonenerschwinglichgeworden.inverbindungmitopen-source-mustern (MustermeintindiesemFalldieDatei,inder dieinformationenabgespeichertsind,diederdruckerbraucht,umeinengegenstandzudrucken)ergebensichfürdieprivatenutzungvollkommenneue Möglichkeiten.HierausergebensichzahlreicheneueFragen,diesichbisher nurimbereichderdigitalenweltgestellthaben.sokönnenmit3d-druckern problemlosverlustfreiekopienvoninhaltenoderobjektenangefertigtwerden, diedemgewerblichenrechtsschutzunterliegen.indenmedienwurdedarüber hinausvorkurzemübereinhochumstrittenesprojektberichtet,indessenrahmenprivatpersonenindenusaaneinemmusterarbeiten,welcheszurproduktioneinerwaffeineinem3d-druckergenutztwerdenkann.nachdenplänen der Beteiligten soll dieses Muster frei verfügbar gemacht werden. EinefrühzeitigegesellschaftlicheundpolitischeBegleitungdieserTechnologie istnotwendig,umdieenormenchancenundpotenzialezuerkennenundzum DieAntwortwurdenamensderBundesregierungmitSchreibendesBundesministeriumsfürBildungundForschungvom 31.Mai 2013 übermittelt. Die Drucksache enthält zusätzlich in kleinerer Schrifttype den Fragetext.

2 Drucksache 17/ Deutscher Bundestag 17. Wahlperiode VorfelddesWirtschaftsstandortesDeutschlandnutzenzukönnen.WissenschaftundForschungkönneninerheblicherWeisedazubeitragen,dasseine gesellschaftlichedebatteübereinsatzgebieteundfolgendeseinsatzesvon 3D-Druckernfrühzeitigundfundiertgeführtwerdenkann.EinegezielteForschungsförderung ist daher unabdingbar. Vorbemerkung der Bundesregierung UnterdemBegriff 3D-Druck werdenindenmedienunterschiedlichetechnologiensubsumiert.beidenderzeitfürprivathaushalteangebotenengerätenwerdendiezuverarbeitendenmaterialien (typischerweisethermoplastischekunststoffe)informvondünnensträngenzugeführt.gerätefürdenprofessionellen EinsatzarbeitentypischerweisemitinFormvonPulvernbereitgestelltenMetall-,Keramik-oderPolymerwerkstoffen.DiesewerdenmeistmittelsLaserlokal aufgeschmolzenundsozueinemdreidimensionalengegenstandgeformt.ohne ZweifelermöglichendieseTechnologiensowohlinderIndustriealsauchinPrivathaushalten völlig neue Möglichkeiten zur Herstellung von Gegenständen. DiegenanntenEntwicklungenaufdemGebietadditiverFertigungsverfahren,zu denenauchverschiedeneals 3D-Druck bezeichnetetechnologienzählen,werdenvonderbundesregierungbereitsseitlängererzeitbeobachtetundanalysiert. 1.WelcheEinrichtungenderaußeruniversitärenForschungsorganisationenarbeitenaktuellnachKenntnisderBundesregierunganderEntwicklungund Optimierung von 3D-Drucktechnologien? NebenvielenuniversitärenForschungseinrichtungenarbeitenu.a.zahlreicheInstitutederFraunhoferGesellschaftundderHelmholtz-Gemeinschaft (HGF)auf demgebietadditiverfertigungsverfahren.alleininderfraunhofer-allianzgenerative Fertigung bündeln elf Institute ihre Kompetenzen auf diesem Gebiet. In der HGF sind insbesondere das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR),dasForschungszentrumJülich,dasKarlsruherInstitutfürTechnologie (KIT)zunennen.Darüberhinausbefassensichu.a.auchdasBayerischeLaserzentrum,dasLaserzentrumHannover,dasLZNLaserzentrumNordHamburg, dasdmrc-directmanufacturingresearchcenterinpaderbornunddasgünter- Köhler-InstitutfürFügetechnikundWerkstoffprüfunginJenamitdieserThematik. 2.GibtesinDeutschlandnachWissenderBundesregierungLehrstühleoder ForschungsinstituteanHochschulen,diesichschwerpunktmäßigmitder Entwicklungvon3D-Drucktechnologienbefassen,undfallsja,umwelche Einrichtungen handelt es sich? Ja, zu nennen sind hier insbesondere: RWTH Aachen, u. a. Forschungscampus Digital Photonic Production InstitutfürWerkzeugmaschinenundBetriebswissenschaften (iwb)dertechnischen Universität München Friedrich-Alexander-UniversitätErlangen-Nürnberg,Sonderforschungsbereich 814 Additive Fertigung InstitutfürLaser-undAnlagensystemtechnik (ilas)andertechnischen Universität (TU) Hamburg-Harburg InstitutfürProduktEngineeringamLehrstuhlfürFertigungstechnikderUniversität Duisburg-Essen Laserinstitut der Hochschule Mittweida.

3 Deutscher Bundestag 17. Wahlperiode 3 Drucksache 17/13734 DarüberhinauswerdenForschungsarbeitenzudieserThematik,wennauch nichtschwerpunktmäßig,anvielendeutschenhochschulenwiebeispielsweise der Ruhruniversität Bochum oder der TU Berlin durchgeführt. 3.WievieleMittelhatdieBundesregierungimRahmenderProjektförderung desbundesindenletztenzehnjahrenfürforschungundentwicklungvon 3D-Drucker-Technikenvergebenundanwen (bitteumtabellarischeübersicht)? ErgänzendzudenimRahmenderinstitutionellenFörderungbereitgestellten FördermittelnwurdenindenvergangenenzehnJahrenimRahmenderProjektförderungdesBundesFördermittelinHöhevonrund21,2Mio.Eurovergeben. Für die gewünschte tabellarische Übersicht wird auf den Anhang 1 verwiesen. 4.InwelchenIndustriezweigenundzuwelchenZweckenwirdnachKenntnis der Bundesregierung bereits heute die 3D-Drucker-Technik eingesetzt? AdditiveHerstellungsverfahrenwerdennachKenntnisderBundesregierung heute u. a. in folgenden Industriezweigen eingesetzt: Rapid Prototyping in verschiedenen Bereichen automatisierte Herstellung von Zahnersatz medizinischeimplantate (individuelleimplantateaustitanlegierungen,kunststofffürhörgeräte)undmedizinischeoperationshilfenwie3d-schablonen aus Kunststoff Werkzeug-undFormenbau,z.B.fürdieHerstellungvonSpritzgussbauteilen SonderanfertigungenwieGreiferoderHydraulikkomponentenmitkomplexen Geometrien in geringen Stückzahlen Schmuckindustrie,hierinsbesonderefürdiematerialeffizienteNutzungvon Edelmetallen AuftragsproduktionvonkundenspezifischenDesignobjekten (e-manufacturing) über Internetplattformen vereinzelt Sportgeräte und -ausrüstung. 5.InwelchendeutschenIndustriezweigenundzuwelchenZweckenerwartet diebundesregierungdenserienmäßigeneinsatzvon3d-druckerninden nächsten zehn Jahren? FallsdieinderAntwortzuFrage14genanntenHerausforderungenbewältigt werdenkönnen,istmiteinemstetigzunehmendeneinsatzvon3d-drucktechnologien u. a. in den folgenden Industriezweigen zu rechnen: Automobilindustrie (Prototypenfertigung,Vorserienfertigung,Kleinserienfertigung,evtl.Ersatzteilfertigung,Individualisierung,funktionsoptimierterLeichtbau) Sondermaschinenbau (kleinestückzahlen,hohekomplexität,kurzeinnovationszyklen) Turbomaschinenbau (Flugtriebwerke,stationärerTurbinenbau)Herstellung komplexerbauteileinleichtbauweise (z.b.gitterstrukturen)mitverbesserter Funktionalität (z. B. Kühlung) Werkzeug- und Formenbau

4 Drucksache 17/ Deutscher Bundestag 17. Wahlperiode Luft-undRaumfahrtindustrie (Vorserien-undSerienanwendungen,Individualisierung, funktionsoptimierter Leichtbau) Medizintechnik Elektronikindustrie Sportindustrie (Individualisierung) Konsumerprodukte (individualisierte Designobjekte). 6.TeiltdieBundesregierungdieEinschätzung,dass3D-Druckerdieindustrielle Produktion revolutionieren werden? Wenn ja, warum, bzw. wenn nein, warum nicht? DieBundesregierungunddieindustrielleForschunginDeutschlandbetrachten die3d-drucktechnikalseinekontinuierliche,längerfristigeentwicklung,die voretwa20jahrenunterdemoberbegriff rapidprototyping begann.darunter werdenimkerngenerativeproduktionsverfahrenverstanden,diegeeignetsind, funktionalnichtodernureingeschränktverwendbareeinzelstückeeffizientherzustellen,diez.b.alsdesign-modelleoderabgussformenverwendungfinden. UnteranderemaufgrundhoherKostenwarzudemdieAnwendungder3D- DrucktechnikinderFertigungbislangaufNischenmärktebeschränkt,etwain der Medizintechnik oder beim Formenbau. AusSichtderBunderegierunghandeltessichbeim3D-Druckzunächstumeine sehrinteressanteundvielversprechende ErgänzungderProduktionsverfahren,diesichindenkommendenJahreninderindustriellenPraxisbewähren muss.wenndasgelingt,dannistineinigenjahrenmiteinemsolidenwachstum auf diesem Gebiet zu rechnen. 7.InwelchenAnwendungsgebietenwärenachAuffassungderBundesregierungeineVerlagerungdesProduktionsprozessesvonUnternehmenzuKonsumentinnenundKonsumentendankdesEinsatzesvon3D-Druckernwünschenswert? EsistnichtdieAufgabederBundesregierung,VorgabenfürdieEntwicklung vonmarktstrukturenzumachen.mankannineinermarktwirtschaftdavonausgehen,dassneueproduktionstechnologienindemmaßmärkteundderenarbeitsteilungverändern,wiedasfürdiedortbeteiligtenakteure (Anbieter/Nachfrager)vorteilhaftist.GegenwärtigkannvoneinergroßflächigenVerlagerung derproduktionzumkonsumentennichtdieredesein.allerdingssindanzeichendafürerkennbar,dassproduktionsbezogenedienstleistungen,diebislang nurinnerhalbderindustriellenundgewerblichenwertschöpfunggenutztwurden,inverstärktemmaßeauchfürendkundenzugänglichwerden (z.b.laserschneiden,herstellenvon3d-abbildungenoderdesignobjekten).dasbundesministeriumfürbildungundforschung (BMBF)arbeitetimRahmenseiner Forschungsprojekteu.a.auchmitPartnernausdersogenanntenMaker-Szene zusammen,dahierdaspotenzialdergenerativenproduktionsverfahrenengagiertundvielfältigerforschtunderprobtwird.sokönntez.b.dieersatzteilverfügbarkeitvongerätenunddamitderenlebenszyklusverlängertwerden,wenn ErsatzteilekünftigbeiBedarfgenerativhergestelltundnichtmehraufLager produziert würden. 8.WelcheUnternehmensindweltweitnachKenntnisderBundesregierungbei derproduktionindustriellnutzbarer3d-druckermarktführend,undwiebewertet die Bundesregierung die Weltmarktposition deutscher Hersteller?

5 Deutscher Bundestag 17. Wahlperiode 5 Drucksache 17/13734 ImMetallbereichsindnachKenntnisderBunderegierungeineReihedeutscher Anlagenhersteller (z.b.eos,slmsolutions,conceptlaser,realizer)führend.namhafteinternationalewettbewerbergibtesingroßbritannien,frankreichundschweden.beimlaserauftragschweißenhatdiedeutschefirma TRUMPFeinemarktführendePositioninne.DasLaserauftragschweißenhatzur ZeitallerdingsnocheineuntergeordneteBedeutungundwirdvorwiegendzur Reparatur und Aufarbeitung teurer Bauteile wie Flugzeugturbinen eingesetzt. ImKunststoffbereichsindderzeitUS-Unternehmenführend.AberauchdeutscheUnternehmen (z.b.voxeljetundeos)habensichimkunststoffbereich einestarkemarktpositionaufgebaut.alsinternationalführendedienstleister bzw.plattformbetreiberfürauftragsdienstleistungensindz.b.shapeways (USA, Niederlande) und Materialise (Belgien) zu nennen. NebendenHerstellernderindustriellnutzbaren3D-DruckerleistenweitereUnternehmenausdemBereichderLasertechnik,der3D-Messtechnik,derCAD/ CAM-Software,derMaterialherstellungsowiedesMaschinen-undAnlagenbauswichtigeBeiträgezudiesergutenPositionderdeutschenWirtschaftim internationalenwettbewerb.ergänztwirddiesestarkepositiondurcheinereihe indeutschlandansässigerendanwendermitspezifischemknow-how,etwain derautomobilherstellungoderderluftfahrtindustrie.durchdievonderbundesregierungbetriebeneprojektförderungwirdindenverbundforschungsprojektendieengekooperationvonausrüsternundanwenderngefördert,sodass InnovationenderAusrüsterstetsauchaufdieBedürfnissedesMarktesabgestimmtsindunddeutscheAnwender/ProduzentenstetsZugangzurneuesten FertigungsausrüstunghabenunddieseschnelleralsderWettbewerbfürdieEntwicklung innovativer Produkte nutzen können. DieBundesregierungbeobachtetsorgfältiginternationaleAnstrengungenauf demgebietdes3d-druckswieetwadiegründungdesnationaladditivemanufacturinginnovationinstitute (NAMII)indenUSA.ZurSicherungundzum AusbauderstarkenWettbewerbspositiondeutscherUnternehmenimBereich des3d-druckswirddiebundesregierungihrekonsequenteundnachhaltige FörderungimBereichderrelevantenSchlüsseltechnologienauchinZukunft fortsetzen. 9.HatdieBundesregierungindenletztenfünfJahrenzumThema3D-Drucktechnologie Gutachten in Auftrag gegeben, und wenn ja, welche? DieBundesregierunghatimgenanntenZeitraumkeineGutachteninAuftraggegeben.StattdessenhatdieBundesregierungwiederholteinenbreitenFachdialog mitexpertenauswissenschaftundwirtschaftgeführt,derzuentsprechenden FuE-Fördermaßnahmengeführthat.DiesgiltsowohlfürdieVerfahrenzum RapidPrototyping (sieheantwortzufrage6)indenvergangenen10bis15jahren, alsauchaktuellfürdieforschungsthemenimzusammenhangmitgenerativen Fertigungsverfahren. ImRahmendesAgendaprozesses Photonik2020,derimJahr2010gestartet wurdeunddessenergebnisse2011indasförderprogramm PhotonikForschung Deutschland mündeten,wurdenadditivefertigungsverfahrenunddereneinbindunginprozesskettenalswichtigeszukunftsthemaidentifiziert.gleichzeitig stelltesichheraus,dasszurbreitennutzungdespotenzialsdiesertechnologien nocherheblicherforschungsbedarfbesteht.zurvorbereitunggeeigneterfördermaßnahmenfandimoktober2012imbmbfeinfachgesprächmitführenden ExpertenausWissenschaftundWirtschaftstatt.ImNovember2012hatdas BMBFeinExpertenforuminitiiert,beidemPerspektivenundChancenadditiver Fertigungsverfahrenintensivdiskutiertwurden.InderFolgehatdasBMBFzwei FuE-FördermaßnahmenerarbeitetundimMärz2013veröffentlicht.Dafürstellt

6 Drucksache 17/ Deutscher Bundestag 17. Wahlperiode dasbmbfinsgesamt50mio.eurozurverfügung.arbeitenzumaterialien,verfahrenundprozesskettenfüradditivefertigungsverfahrenbildendarineinen wichtigenschwerpunkt.möglichegefahrendurchneuetechnologiensindparallelgegenstandderberatungunddersicherheitsforschung,etwaverbesserte Verfahren zur Detektion von gefährlichen Gegenständen. 10.WelcheChancensiehtdieBundesregierungimBereichdesGesundheitswesensfürdenEinsatzvon3D-Druckern,undabwannrechnetsiemit einem großflächigen Einsatz dieser Technologie? Die3D-DruckertechnologiekommtinderMedizintechnikbereitsvereinzelt zumeinsatz.siebietetinsbesondereanwendungspotenzialeimbereichderfertigungtherapeutischerunikate.zurautomatisiertenherstellungvonzahnersatz werdenadditiveverfahrenbereitsseiteinigenjahreneingesetzt.auchbeider HerstellungvonHörgeräten (individualisiertehörgerätehabeninnerhalbvon zweijahrenkonventionellgefertigtenahezukomplettverdrängt)odermedizinischenoperationshilfenwie3d-schablonenauskunststoffwerdendieseverfahrenbereitsgenutzt.diefertigungtherapeutischerunikatemithilfeder3d- DruckertechnologieoderverwandteradditiverVerfahrenistzurzeitnochmit sehrhohenkostenverbunden.könnenletzterenichtdurchinnovativelösungen deutlichreduziertwerden,dürftediesdenweitereneinsatzvon3d-druckertechnologienimgesundheitswesenstarklimitieren.vordemhintergrunddesaktuellenforschungsstandesunddergenanntenherausforderungenisteinebelastbare Prognose,obundwanneszueinembreitenEinsatzvon3D-Drucktechnologien im Bereich des Gesundheitswesens kommt, derzeit noch nicht möglich. 11.WelcheForschungsprojektezumEinsatzvon3D-Drucktechnologieim Gesundheitswesenbzw.inderMedizintechnologiehatdieBundesregierungindenletztenvierJahrengefördert (bitteumtabellarischeübersicht)? ErgänzendzudenimRahmenderinstitutionellenFörderungfinanziertenForschungsarbeitenwurdenindenvergangenenvierJahrenimRahmenderProjektförderungdesBundesimBereichdesGesundheitswesensbzw.inderMedizintechnologie folgende Projekte gefördert: ZuwendungsempfängerProjekttitel SchaeferKalkGmbH &Co. Kommanditgesellschaft Bereich Labor Füllstoffe/Pigmente EOSGmbHElectroOptical Systems Technical Management (TM) Verbundprojekt: Biodegradierbare Kompositwerkstoffe für die generative Fertigung bioaktiverknochenersatzimplantate (ActiveBone) Teilvorhaben: Maßgeschneiderte funktionelle PCCs und die Herstellung biodegradierbarer Kompositwerkstoffe für den SLM-Prozess Verbundprojekt: Biodegradierbare Kompositwerkstoffe für die generative Fertigung bioaktiverknochenersatzimplantate (ActiveBone) Teilvorhaben: Grundlagenforschung zur additiven Fertigung auf Laser-Sintersystemen

7 Deutscher Bundestag 17. Wahlperiode 7 Drucksache 17/13734 ZuwendungsempfängerProjekttitel Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen Fakultät 10 Medizin und Universitätsklinikum Lehrstuhl für Zahnärztliche Werkstoffkunde und Biomaterialforschung Karl Leibinger MedizintechnikGmbH &Co.KG Abt. Innovation/Engineering EOSGmbHElectroOptical Systems Technical Management (TM) Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT) Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen Fakultät 5 Georessourcen und Materialtechnik Fachgruppe für Metallurgie und Werkstofftechnik Institut für Gesteinshüttenkunde Universitätsklinikum Aachen KlinikfürZahn-, Mund-, Kiefer- und Plastische Gesichtschirurgie Verbundprojekt: Biodegradierbare Kompositwerkstoffe für die generative Fertigung bioaktiverknochenersatzimplantate (ActiveBone) Teilvorhaben: Werkstoffe, bioaktive Funktionalisierung, mechanische und zellbiologische Charakterisierung Verbundprojekt: Biodegradierbare Kompositwerkstoffe für die generative Fertigung bioaktiverknochenersatzimplantate (ActiveBone) Teilvorhaben: Design eines bioresorbierbaren patientenspezifischen Implantats und Aufbau von Demonstratoren mittels generativer Fertigungsverfahren Verbundprojekt: Biodegradierbare Kompositwerkstoffe für die generative Fertigung bioaktiverknochenersatzimplantate (ActiveBone) Teilvorhaben: Grundlagenforschung zur additiven Fertigung auf Laser-Sintersystemen Verbundprojekt: Generative Fertigung von Knochenersatzimplantaten aus resorbierbaren Werkstoffen Resobone, Teilvorhaben: Implantatfertigung Verbundprojekt: Generative Fertigung von Knochenersatzimplantaten aus resorbierbaren Werkstoffen Resobone, Teilvorhaben: WerkstofftechnikzurSyntheseeinesandenLaserschmelzprozeß adaptierten bioresorbierbaren Keramik- Glas-Verbundwerkstoff Verbundprojekt: Generative Fertigung von Knochenersatzimplantaten aus resorbierbaren Werkstoffen Resobone,Teilvorhaben:Invitround in vivo Evaluierung 12.WelchePotenzialehatdieBundesregierungfürdenEinsatzvon3D- DrucktechnologieninWissenschaftundForschungidentifiziert (etwahinsichtlichderkonstruktionvonnanoskaligengerüstenfürgezielteszellwachstum)? Insbesonderespezielle3D-Drucktechnologien,diegeeignetsind,umsubmikrometergenauMikro-undNanostrukturenherzustellen,eröffneninWissenschaft undforschungneuemöglichkeiten.zumeinsatzkommensiebereitsbeiforschungsarbeitenaufdengebietenmikromechanik,biomedizin,plasmonik, MikrofluidikoderMikrophotonik.InersterLiniehandeltessichdabeiumdie NutzungderMehrphotonen-Polymerisation.Dabeiwerdendieangestrebten StrukturenmittelsLaserinphotosensitiveMaterialiengeschrieben.DieseVerfahrenwerdengegenwärtiggenutzt,umimRahmenderGrundlagenforschung beispielsweisephotonischekristallstrukturenoderoptischemetamaterialienzu

8 Drucksache 17/ Deutscher Bundestag 17. Wahlperiode untersuchen.fürdiebiowissenschaftenlassensichmitdiesenverfahrenmaßgeschneidertegerüstefürdaszellwachstumundkünstlicheextrazellulärematrizenherstellen.solchegerüstekönnengenutztwerden,umbeispielsweise KnorpelstrukturenalsImplantatherzustellen.DesWeiterenkönnten3D-DruckverfahrendurchgezielteAnordnungvonbeispielsweiseBlutgefäßzellendie EffektivitätderBlutgefäßneubildungimGewebeersatzerhöhen.Einegroße Herausforderungvonmittels3D-DruckertechnologiehergestelltenProdukten, diefürdeneinsatzimmenschenbestimmtsind,stelltdiesuchenachgeeigneten AusgangssubstanzenundFertigungsprozessendar,diedenregulatorischenAnforderungen genügen und so die Patientensicherheit gewährleisten. NebenderinstitutionellenFörderungunterstütztdieBundesregierungauchim RahmenderProjektförderung u.a.beispielsweisemitdemförderprogramm PhotonikForschungDeutschland Arbeiten,diedasPotenzialdieserspeziellenFormdes3D-DrucksfürdieUntersuchungvonsogenanntenMetamaterialien oder neuen Elementen für die optische Datenübertragung nutzen. 13.FördertdieBundesregierungProjekte,inderenRahmen3D-Druckerverwendetwerden,ummittelsembryonalerStammzellendreidimensionales Gewebewachsenzulassen,undwelcheSchlussfolgerungenziehtdieBundesregierung aus entsprechenden Forschungsprojekten? DieForschunganhumanenembryonalenStammzelleninDeutschlandwirddurch dasstammzellgesetzgeregelt (GesetzzurSicherstellungdesEmbryonenschutzes imzusammenhangmiteinfuhrundverwendungmenschlicherembryonaler Stammzellen (Stammzellgesetz StZG)). Gemäß 11StZGsinddieGrunddatendergenehmigtenForschungsvorhaben durchdiezuständigebehördeineinemöffentlichzugänglichenregisterzuführen. DasentsprechendeRegisteristaufdenInternetseitenderzuständigenBehörde, desrobertkoch-instituts (RKI),einsehbar ( Stammzellen/Register/register_node.html). GemäßdemRegisterdesRKIwerdeninDeutschlandderzeitkeineForschungsprojektedurchgeführt,inderenRahmen3D-Druckerverwendetwerden,umauf diesemwegeembryonalestammzellenzurherstellungvongewebenzunutzen. 14.WorinsiehtdieBundesregierungdiegrößtentechnischenHerausforderungen für den Einsatz von 3D-Druckern? BeiadditivenFertigungsverfahrenfürdenindustriellenEinsatzbestehtForschungsbedarf u.a.: beidererforschungderwerkstoff-/bauteileigenschaftensowiederenreproduzierbarkeit (u.a.langzeitbeständigkeitderoptischen,mechanischenund chemischen Eigenschaften) zursteigerungderprozesssicherheit,reproduzierbarkeitundproduktivität, sowiezursenkungderfertigungskosteneinschließlicheinerggf.erforderlichen Fertigbearbeitung zureinbindungadditiverfertigungsschritteinprozesskettenundzurdurchgängigkeit der Datenkette zumethodenfürdieonline-qualitätsüberwachungund-sicherungzurrealisierung einer first-time-right-fertigung zurangepasstenbauteilauslegungunderarbeitungvonnormenundrichtlinien für die additive Fertigung sowie von Konstruktionsrichtlinien

9 Deutscher Bundestag 17. Wahlperiode 9 Drucksache 17/13734 zuroptimierungderwerkstoffeigenschaftenzurerhöhungvonoberflächengüte, Qualität in Aufbaurichtung und Bauteilfestigkeiten zurerforschungderverarbeitungseigenschaftenderwerkstoffe,u.a.imhinblickaufaufschmelz-undkristallisationsverhaltensowiefließverhaltender Schmelze zuoptimalzugeschnittenenpartikelgrößenverteilungenbeipulverbettverfahren und zu optimalen Fließeigenschaften zurerweiterungdermitgenerativenverfahrenverarbeitbarenwerkstoffpalette zur Modellierung additiver Verfahren zurentwicklungvondesign-undsimulationswerkzeugenfürdas3d-drucken,dieinsbesondereauchfürdas3d-designdurchanwenderoderendkunden genutzt werden können. FürdenEinsatzimprivatenBereichbestehentechnischeHerausforderungenvor allembeidemderzeitprinzipbedingtnochsehreingeschränktenmaterialspektrum. 15.WorinsiehtdieBundesregierungdiegrößtenrechtlichenHerausforderungen für den Einsatz von 3D-Druckern? RechtlicheHerausforderungen,dieausdemEinsatzvon3D-Druckernresultierenkönnen,siehtdieBunderegierungimBereichdesVerbraucherschutzesund des Waffenrechts. ÜberInternet-PlattformenkönnenLaienselbstkonstruierteGegenständemittels 3D-DruckverfahrenherstellenlassenundzumKaufanbieten.Damitbestehtdie Gefahr,dassingrößeremUmfangnichtsachgerechtausgelegteProdukteinUmlaufgebrachtwerdenundimschlimmstenFalldemVerbraucherSchadenzufügen.AuchwenndieDienstleisterinihrenAGBaufsolcheGefahrenausdrücklich hinweisen,sinddieseeingeschränktennutzungsmöglichkeitenderdortangebotenengegenständefürdenverbrauchernichtohneweitereserkennbar.einegefüllteespresso-tassesuggeriert,dassdiegedrucktetassetatsächlichauchgefahrloszumtrinkenvonespressogenutztwerdenkann.gleichesgiltfüreinen Lampenschirm.DerVerbraucheristesgewohnt,dassdiesersokonstruiertist, dassersichbeizweckentsprechenderbenutzungz.b.nichtentzündenkann. Wennder3D-DruckinZukunftdazuführt,dassvermehrtLaienProduktekonstruierenundinVerkehrbringen,bestehtausSichtderBundesregierungrechtlicher Handlungsbedarf bei der Stärkung des Verbraucherschutzes. BezüglichdesHandlungsbedarfsbeimWaffenrechtwirdaufdieAntwortenzu den Fragen 23 und 24 verwiesen. 16.WorinsiehtdieBundesregierungdengrößtengesellschaftlichenNutzen für den Einsatz von 3D-Druckern? GesellschaftlicherNutzenkannsichausdereffizientenNutzungvonRessourcen durchdiehohematerialeffizienzergeben,ebensodurchdieumsetzungneuerlogistikkonzeptemitverteiltenproduktionsstättenunddamiteinhergehendeinem reduziertentransportbedarfvonendproduktensowiedurchdieherstellungvon topologieoptimierten Strukturen für Leichtbauanwendungen. ZudemfürdasBedarfsfeldGesundheiterwartetenNutzenwirdaufdieAntwort zu Frage 10 verwiesen.

10 Drucksache 17/ Deutscher Bundestag 17. Wahlperiode DarüberhinausprofitiertdieGesellschaftvonschnellerenInnovationszyklenund niedrigerenmarkteintrittsbarrierenfürkleinstunternehmer.individuellange- passteproduktehabenzudempotenzielleinengrößerenkundennutzen.3d- DrucktechnologieneröffnenfürjedenEinzelnenneueMöglichkeiten,innovative Gegenständezuerdenkenundumzusetzen.OpenSource-undOpenInnovation- Ansätze,diebislangvorallemimSoftwarebereichverbreitetsind,lassensichso auchaufdieentwicklungundoptimierungvonalltagsgegenständenübertragen. Vondersog.Maker-SzenewurdediesesKonzeptbereitsvoreinigerZeitaufgegriffen.Gleichzeitigermöglichen3D-DruckverfahrenauchdieAnfertigungvon nichtmehrverfügbarenersatzteilen,sodassdefektegeräteundgebrauchsgüter länger genutzt werden können. 17.WorinsiehtdieBundesregierungdengrößtenwirtschaftlichenNutzenfür den Einsatz von 3D-Druckern? NebendeninderBeantwortungderFrage16aufgezeigtenEffektenbietendie generativenfertigungstechnologienzusätzlichemöglichkeiten,derwachsenden NachfragenachhöhererIndividualitätderProduktekostengünstigentsprechen zukönnen.weiterhinspieltimmarketingdieeinbindungdeskundenindenentwicklungsprozessvonprodukteneinewachsenderolle,undauchdafürbieten generativeherstellungsverfahrenzusätzlicheoptionen.fürdieangebotsstrukturderdeutschenindustriestellenschließlichmaterialien,softwareundgeräte fürgenerativefertigungsverfahreneinenkünftigwachsendeninternationalen Markt dar. 18.WievielkostetnachKenntnisderBundesregierungheutedurchschnittlich ein3d-drucker,wiehabensichdiebeschaffungskostenfüreinen3d-druckerseit2005entwickelt,undliegenderbundesregierungschätzungen vor,wiesichdiekostenfürdiebeschaffungeines3d-druckers,dersich imprivatenbereichnutzenlässt,indennächstenjahrenentwickelnwerden? DiePreisefür3D-Drucker,diesichprinzipiellimprivatenBereichnutzenlassen,variierenjenachBauraumgröße,Arbeitsgeschwindigkeit,nutzbaremMaterialspektrumundPräzisionzwischen400und25000USD.ImSegmentunterhalbvon1500USDliegtderdurchschnittlichePreisaktuellbeietwa940USD. DamithabensichdieBeschaffungskostengegenüber2005deutlichreduziert. DerBundesregierungliegenkeinekonkretenSchätzungenzurkünftigenEntwicklungderBeschaffungskostenvon3D-DruckernfürdenPrivatgebrauchvor. Esistjedochdavonauszugehen,dassdiePreisedurchInnovationundzunehmenden Wettbewerb weiter sinken werden. 19.WelcheWerkstoffewerdennachKenntnisderBundesregierungheutzutageschwerpunktmäßigbei3D-Druckerneingesetzt,undfördertdieBundesregierungForschungsprojekte,umneueWerkstoffefürdenEinsatzin 3D-Druckern zu entwickeln? SchwerpunktmäßigwerdenheuteimindustriellenUmfeldverschiedeneMetalle,KeramikenundPolymerefürdieVerarbeitungin3D-Druckprozesseneingesetzt.3D-Drucker,diefürdenEinsatzinPrivathaushaltenkonzipiertsind, verarbeitenüberwiegendthermoplastischepolymere.eineetwasbreiterematerialpalette steht auch Privathaushalten über Dienstleister zur Verfügung. DieBundesregierunghatbereitsinderVergangenheitForschungsarbeitenzur ErweiterungderdruckbarenMaterialpalettegefördert.MitderaktuellenFörder-

11 Deutscher Bundestag 17. Wahlperiode 11 Drucksache 17/13734 maßnahme PhotonischeProzessketten (sieheantwortzufrage9)werdenexplizit weiterführende Forschungsarbeiten zu diesem Thema adressiert. 20.WelcheenergetischenVorteileoderNachteilebietetnachKenntnisder Bundesregierung der Einsatz von 3D-Druckern in Produktionsprozessen? EinepauschaleAussagezuenergetischenVor-undNachteilenvon3D-Druckern istkaummöglichundmussstetsfürdenkonkretenanwendungsfallgetroffen werden.ineinigenfällen,wennbeispielsweiseaufdieaufwändigeherstellung einerformverzichtetwerdenkann,ergebensichenergetischevorteile.gleiches gilt,wennmithilfeneuerlogistikkonzepteundverteilterproduktionsstätten Gegenständeerstdortgefertigtwerden,wosiebenötigtwerden,sodassTransporteüberlängereStreckenvermiedenwerdenkönnen.Grundsätzlichistdas AufschmelzenvonMaterialienmittelsLaserstrahlimAllgemeinenenergetisch ungünstigeralsalternativeheizmethoden.energetischevorteilebietetderlaser dann,wenndurchseineneinsatzeinegezieltelokaleerwärmungerfolgtund Ofenprozesse,beidenendasgesamteBauteilerwärmtwird,vermiedenwerden. ImFalldes3D-DrucksmussjedochzurBauteilherstellungdasgesamteVolumendesBauteilsSchrittfürSchrittaufgeschmolzenwerden,sodasshiergegenwärtiginderRegelehermehrEnergiealsbeivergleichbarenkonventionellen Fertigungsprozessen aufgewendet werden muss. 21.LassensichnachKenntnisderBundesregierung3D-Druckernutzen,um auchgrößereprodukte (z.b.roboter,triebwerke)produzierenzukönnen,undfallsja,welcheherausforderungenergebensichhierausfürdie Zukunft des Industriestandortes Deutschland? DerzeitistderBauraumvon3D-Druckernnochbeschränkt.Hinzukommt,dass fürgrößerebauteileauchdieproblematikderherstellungsbedingteninternen VerspannungenstarkanGewichtgewinnt.Prinzipiellistesaberdenkbar,dass esinzukunftzueinerweiterenskalierungdesbauraumskommt.derzeitgibt esaberkeinekonkretenanhaltspunktedafür,dassinabsehbarerzeitgroße, komplexe,auseinervielzahlunterschiedlichermaterialienbestehendeprodukte wiekompletteroboterodertriebwerkevollständigmittels3d-druckhergestellt werden. 22.SiehtdieBundesregierungimZusammenhangmit3D-DruckerneinenGesetzgebungsbedarf, und wenn ja, welchen? Nein,dieBundesregierungsiehtgegenwärtigkeinenGesetzgebungsbedarf.Zur generelleneinschätzungsiehedieantwortenzufrage15sowiezudenfragen 23 bis WärenachAuffassungderBundesregierungderAusdruckeinereinsatzfähigenWaffe (etwaeinerpistole)ineinem3d-druckernachgeltendem Rechtverboten,undfallsja,welcherechtlichenVorgabenwärenhiereinschlägig? DerAusdruckeinereinsatzfähigenWaffeineinem3D-DruckeristeinegewerbsmäßigeWaffenherstellungnach 21Waffengesetz (WaffG)bzw. 21aWaffG odereinenichtgewerbsmäßigewaffenherstellungnach 26WaffG,fürdiejeweils einewaffenherstellungserlaubniserforderlichist.diestrafvorschriftfürdiegewerbsmäßigewaffenherstellungohneerlaubnisistin 52Absatz1Nummer2 BuchstabecWaffGgeregelt(FreiheitsstrafevonsechsMonatenbiszufünfJahren).

12 Drucksache 17/ Deutscher Bundestag 17. Wahlperiode 24.InwieweitistdieErarbeitungbzw.dieVerbreitungeinesMusters,mitdem einewaffeaneinem3d-druckerproduziertwerdenkann,indeutschland strafbar? Die Strafvorschrift für die nichtgewerbsmäßige Waffenherstellung ist in 52 Absatz 3 Nummer 3 WaffG geregelt (Freiheitsstrafen bis zu drei Jahren oder Geldstrafe). DieErarbeitungundVerbreitungvonBauplänenoderSoftwarefürdieHerstellung herkömmlicher Waffen ist waffenrechtlich nicht strafbar. 25.WelcheHerausforderungensiehtdieBundesregierungimBereichUrheberrechtundgewerblicherRechtsschutzimZusammenhangmit3D-Druckern, und wie plant sie diesen zu begegnen? 3D-DrucktechnologienermöglichenmitverhältnismäßiggeringemAufwand dievervielfältigungvonwerkenundschutzgegenständen,diedurchimmaterialgüterrecht,insbesonderedurchdasurheberrecht,patentrecht,markenrechtoder Geschmacksmusterrecht (Designrecht)geschütztsind.VerletzungendieserRechte beim Einsatz von 3D-Druckern sind im Einzelfall möglich. NachAnsichtderBundesregierungreichtderbislangvorhandeneRechtsrahmen indiesembereichaus,umdenmitdemeinsatzvon3d-druckernverbundenen Rechtsfragensachgerechtbegegnenzukönnen.FürdasUrheber-,Geschmacksmuster-undMarkenrechtsindneue,durchdieVerwendungvon3D-Druckern aufgeworfenerechtsfragenbisjetztnichtbekanntgeworden.regelungsbedarf indiesembereichistderzeitnichterkennbar.dietechnologiefür3d-drucker istunterdenallgemeinenpatentrechtlichenvoraussetzungenpatentierbar.das PatentrechttrifftallerdingskeineAussagezuderZulässigkeitoderRechtswidrigkeitderNutzungpatentierterErfindungen.RegelungsbedarfistauchimPatentrecht derzeit nicht erkennbar. 26.WievieleUnternehmeninDeutschlandarbeiten,produzierenoderbieten DienstleistungenimBereichvon3D-Druckernan (bittenachunternehmensgröße aufschlüsseln)? AmtlicheStatistikenderartigerUnternehmenliegennichtvor.Eineinnerhalbder BearbeitungszeitdieserAnfragedurchgeführte,kurzeRechercheergabeineZahl vonmindestens28kleinenundmittelgroßensowie19großenunternehmen,die indeutschlandimgenanntenbereicharbeiten,produzierenoderdienstleistungen anbieten. 27.WelcheChancenverbindetdieBundesregierungmitdemEinsatzvon 3D-Druckern? HierzuwirdaufdieAntwortenzudenFragen6,7,10,12,16und17verwiesen. 28.TeiltdieBundesregierungdieEinschätzung,dassauchinKulturund KunstderEinsatzvon3D-DruckernerheblichePotenzialebietet,undfalls ja,inwelcherformfördertderbunddieseformdeseinsatzesvon3d- Druckern? DieBundesregierungistsichbewusst,dassdie3D-DrucktechnikauchimBereichvonKunstundKulturPotenzialebietet.DurchdieMöglichkeitderEnt-

13 Deutscher Bundestag 17. Wahlperiode 13 Drucksache 17/13734 kopplungvonkreativitätundmanuellerausführungentstehenneuefreiräume fürdiekünstlerischegestaltungvonobjektenunddieschaffungvonkunst.so wurdeetwavorkurzemindeutschlandeinmiteinem3d-druckergefertigtes Kleidvorgestellt;eineLED-LichtinstallationaneinerBrückeinSanFrancisco erfolgteunterverwendungeinergroßenzahlvonmiteinem3d-druckergefertigten Befestigungselemente usw. DiepotenzielleBedeutungvon3D-DruckernergibtsichfürDesigner,ArchitektenundKünstlerzunächstausderMöglichkeit,neue,komplexeFormenzu schaffen,diemitkonventionellentechnikennichtrealisierbarsind.darüberhinausstelltder3d-druckaberaucheineneuegrundlagefürdieverknüpfung vondigitalerundrealererfahrungdar.sowiedigitalekamerasundbildbearbeitungdiefotografieveränderthabenundonline-netzwerkeheutedazubeitragen,unserlebenzudigitalisieren,soerschließtder3d-druckdenumgekehrten Weg: die Übertragung des digitalen Schaffens in eine Dingwelt. BezüglichderUnterstützungdurchdieBundesregierungistanzumerken,dass dieförderungeinzelnerkünstlerinnenundkünstlerzudenaufgabenderländerundkommunengehört.derstaatsministerfürkulturundmedienfördert KünstlerinnenundKünstlerinderRegelnichtindividuell,sondernindirekt,indemerKultureinrichtungenmitbundesweiterBedeutungunterstützt.Durchdie VergabevonFondshatdieKulturstiftungdesBundeswichtigeAufgabeninder Künstlerförderungübernommen.DieFondsentscheidenineigenerVerantwortungüberdieVergabevonMitteln;Arbeitenzum3D-DruckkönnenhierbeiBerücksichtigung finden. 29.Isteszutreffend,dassdieEuropäischeWeltraumorganisation (ESA)Projekteunterstütztbzw.verfolgt,inderenRahmendieMöglichkeituntersuchtwerdensoll,ausMondgesteineineMondstationauszudrucken,und fallsja,siehtdiebundesregierunggrundsätzlichdiemöglichkeit,3d- Drucktechnologienzunutzen,umetwainschlechterreichbarenRegionen Infrastrukturen aufzubauen? DieESAhältdieadditiveFertigungfüreineZukunftstechnologiemitgroßem Potential.DabeiarbeitetdieESAnichtandenHerstellungsverfahrenselbst,sondernuntersuchtderenmöglichenEinsatzfürdieWeltraumforschungunddie Weltraumtechnologie.SoließdieESAdieNutzungdesMondgesteinsalsAusgangsmaterialfürdieHerstellungvongroßenStrukturenstudieren.Auchsollen EinsatzmöglichkeitenzurHerstellungvonAntennenschüsseln,Komponenten vontreibstofftanksusw.untersuchtwerden.alleaktuellenprojektederesa hierzubefindensichderzeitinderstudien-bzw.machbarkeitsphase.einebewertungderübertragbarkeitderergebnissefürdenaufbauvoninfrastrukturen inschwerzugänglichenregionenlässtsichzumjetzigenzeitpunktnochnicht durchführen.prinzipiellistdienutzungvon3d-drucktechnologienfürsolche Aufgabendenkbar.Voraussetzungdafüristjedoch,dassindenschwerzugänglichenRegioneninausreichendemMaßEnergiezumBetriebeines3D-Druckers bereitgestelltwerdenkannunddassdiehohenkosteneinessolchenvorgehens akzeptiertwerden.zudemistzubeachten,dassein3d-druckerkeinmaterial erzeugt,sondernaufdieverfügbarkeitvondruckbaremmaterialangewiesenist. InderRegelundaufabsehbareZeitwirdderkonventionelleAufbauvonInfrastruktur,imeinfachstenFallmittelsWasserundLehm,deutlichkostengünstiger und wesentlich einfacher umsetzbar sein. 30.WelcheKonsequenzensiehtdieBundesregierungimHinblickaufdieVeränderungvonProduktionsabläufendurchdieEinführungvon3D-Druckern auf die heutigen Berufsbilder?

14 Drucksache 17/ Deutscher Bundestag 17. Wahlperiode WiejedesneueFertigungsverfahrenwirdauchder3D-DruckbestehendeBerufsbilderverändernundggf.sogarneueBerufsbilderschaffen.InAusbildungsordnungen,diedualeAusbildungsberuferegeln,werdenverbindlicheMindestinhalte einerausbildungfestgelegt.eskönnenaberauchnursolcheausbildungsinhalte inausbildungsordnungenbindendgeregeltwerden,diebereitsvoneinemgroßteilderbetriebevermitteltbzw.praktischumgesetztwerdenkönnen.ausbildungsordnungenkönnenorganisatorische,technischeodergesellschaftliche Entwicklungennichtvorwegnehmen,dieswürdedieAusbildungsbetriebeinBedrängnisbringenundletztlichbetrieblicheAusbildungverhindern.Daherkönnen neuetechnologienerstdanninausbildungsordnungenberücksichtigtwerden, wenndieseeinenachhaltigeundbranchenweiteverbreitunginbetriebengefunden haben. DieEntwicklungenimBereichvon3D-DruckernsindzumjetzigenZeitpunkt nochnichtsoweitgediehen,dassentsprechendeinhaltebereitsinausbildungsordnungenalsverbindlichemindestinhalteaufgenommenwerdenkönnten.betriebe,dieaberschonüberentsprechendetechnologieverfügen,könnenjederzeitüberdieausbildungsinhaltehinausgehendequalifikationenanbietenund vermitteln.seitensderbundesregierungwirddieentwicklungimbereichder 3D-Technologienaufmerksamverfolgt.BeieinementsprechendenStandder EntwicklungundVerbreitungvon3D-DruckernwerdenadäquateAusbildungsinhalteEingangindualeAusbildungsordnungenfinden.ErsteVeränderungen beieinzelnenberufsbildernsindbereitsindenbereichendentallabor,formenundmodellbauzubeobachten.nebenhandwerklichenfähigkeitengewinntzunehmendauchdiearbeitamcomputermitentsprechenderdesign-softwarean Bedeutung.

15 Deutscher Bundestag 17. Wahlperiode 15 Drucksache 17/13734

16 Drucksache 17/ Deutscher Bundestag 17. Wahlperiode

17 Deutscher Bundestag 17. Wahlperiode 17 Drucksache 17/13734

18 Drucksache 17/ Deutscher Bundestag 17. Wahlperiode

19 Deutscher Bundestag 17. Wahlperiode 19 Drucksache 17/13734

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21 Deutscher Bundestag 17. Wahlperiode 21 Drucksache 17/13734

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