Im Weltvogelpark im niedersächsischen Walsrode hat Sekretär Söckchen einen neuen Unterschenkel bekommen. Die Vogeldame hatte sich ein Bein gebrochen. Weil die Nervenbahnen durchtrennt waren, musste das Bein amputiert werden, meldete der Vogelpark. Mit einem Ersatzbein aus dem 3-D-Drucker kann Söckchen jetzt wieder laufen. Söckchen ist knapp drei Jahre alt und rund 120 Zentimeter groß.

Die Welt für den Tukan Grecia ist fast wieder in Ordnung. Nach knapp einem Jahr intensiver Bemühungen haben Veterinärmediziner des Tierparks Zoo Ave bei San José in Costa Rica dem Vogel einen neuen Schnabel verpasst. Das Besondere daran: Der Schnabel stammt aus dem 3-D-Drucker und wurde passgenau für Grecia gefertigt.

Der Tukan war Ende 2014 von Jugendlichen schwer misshandelt worden. Um den neuen Schnabel zu entwerfen, wurde zunächst der Schädel des Tieres in einem Computertomographen eingescannt. Danach entwickelten die Ärzte am Computer ein passgenaues Modell, dass später angebracht wurde.

Medizinische Ersatzteile aus dem 3-D-Drucker sind längst keine Ausnahme mehr. Auch Tiere können davon profitieren. Diese ehemalige Straßenhündin aus Italien verlor bei einem Unfall ihre Vorderbeine. Damit sie nicht immer auf die Schnauze plumpst, hat ihre neue Familie bei Ravensburg ihr einen Spezialrollstuhl mit 3-D-Prothese gebaut.

Luisa lebt bei Manuel Tosché und seiner Partnerin Petra Rapp. Die beiden betreiben eine Entwicklungsfirma für 3-D-Drucker. Die mit weichem Plüsch überzogene Brustschale ist eine Entwicklung des Sohnes und seiner Freundin. Sollte Luisa noch wachsen, kann eine größere Brustschale ausgedruckt werden.

Auch Menschen hilft die Drucktechnik: Der sechsjährige Maxence aus Frankreich hat eine Handprothese aus einem 3-D-Drucker bekommen. Er kam ohne rechte Hand zur Welt. Die orange-gelb-blaue Prothese kostete unter 50 Euro in der Herstellung.

Hier sind sowohl der Kunststoffschädel als auch die Titan-Schädelplatte durch den 3-D-Druck entstanden. Vorlage war eine CT-Aufnahme - also eine dreidimensionale Röntgenaufnahme - des Patienten. So konnte die Schädelplatte feiner als auf einen Zehntelmillimeter genau angepasst werden.

Dieses Implantat wurde in einem ähnlichen Verfahren aus Hydroxylapatit-Pulver hergestellt. Der Ersatzknochen - entwickelt am Foschungszentrum Caesar - verwächst mit der Zeit mit dem wirklichen Knochen. Nach und nach bildet sich echtes Knochenmaterial, während das Implantat langsam verschwindet.

Längst hat der 3D-Druck in der Zahnmedizin Einzug gehalten. Die Zeiten, als Zahnärzte aufwendig und kompliziert Abdrücke direkt vom Gebiss des Patienten nehmen mussten, sind längst vorbei. Heute wird das Gebiss im CT dreidimensional vermessen, die elektronischen Daten gehen ans Labor und der passende Zahnersatz kommt wenige Tage später von einem Spezialhersteller.

Hier wurde das Modell eines von Krebs zersetzten Knochens an der Universität Duisburg ausgedruckt und aufgeschnitten. Solche Modelle können einerseits in der medizinischen Aus- und Fortbildung zum Einsatz kommen, andererseits können sie auch Ärzten helfen, Operationen vorzubereiten.

Bisher fällt es Medizinern jedoch schwer, den 3-D-Druck bei beweglichen Körperteilen zu nutzen, wie bei diesem Herz. Zwar ist es möglich, eine computertomographische Aufnahme des Herzens mit all seinen Verästelungen anzufertigen und dann auch das Ergebnis auszudrucken, aber das taugt höchstens als Präsentation im Unterricht .

Am Inserm-Institut bei Bordeaux wird seit 2005 mit gedruckten Zellstrukturen geforscht. Das Ganze nennt sich "Bioprinting". 10.000 Tröpfchen pro Sekunde kann ein solcher Zell-Drucker liefern. Bisher kann der Drucker menschliche Zellen reproduzieren, etwa als Probenmaterial - um Tierversuche zu vermeiden.

Als nächstes Ziel hat sich Inserm die Entwicklung individualisierter Zellstrukturen gesetzt. Damit könnten also für einen einzelnen Patienten genau die Zellen geliefert werden, die er braucht und die der Körper auch nicht abstößt. Später hoffen die Erfinder, implantierbare Zellstrukturen - etwa Organe oder zumindest Teile davon - herstellen zu können.

Die Victoria-Seerose ist eine zierliche aber auch starke Pflanze: Dieses Baby trägt sie mit Leichtigkeit. Große Exemplare können sogar einen Erwachsenen tragen. Aber wie schaffen die grazilen Pflanzen das?

Wie das möglich ist, versucht hier ein Luftfahrt-Ingenieur von Airbus herauszufinden. Zunächst scannt er die filigrane Struktur der Victoria-Seerose mit einem 3D-Scanner ab. Anschließend gibt er die Daten in einen Computer ein.

Am Computer lassen sich Modelle aus der Natur gut darstellen. Das Nachahmen solcher Vorbilder in Design und Konstruktion nennt sich Bionik. Dieses Beispiel stammt vom Alfred-Wegener-Institut für Polar und Meeresforschung. Hier errechnet der Computer, wie eine tragende Netzstruktur am besten gebaut sein muss, um Lasten an zwei festgelegten Punkten zu tragen.

So ähnlich macht es auch die Seerose. Die Stege sind dort dicker und dichter angeordnet, wo große Belastungen auftreten. Dort, wo weniger Druck oder Masse auf die Oberfläche der Seerose wirkt, werden die Abstände größer und die Stege schmaler und niedriger.

Und das kommt dabei heraus: Ein Flugzeug-Spoiler, den Airbus unter Anwendung des Seerosen-Modells entworfen und dann durch selektives Laserschmelzen ausgedruckt hat. Es ist eine ultraleichte - aber hochstabile - Metallkonstruktion, die so mit anderen Herstellungsverfahren gar nicht möglich gewesen wäre.

Peter Sander hat den 3D-Druck bei Airbus in Hamburg vorangetrieben. Der Seerosen-Spoiler ist nur eins von vielen Projekten, die er dort mit dem Laserzentrum Nord - einer universitätsnahen Produktionsgesellschaft - umgesetzt hat. Seit 2016 betreibt Airbus die Serienfertigung mit eigenen 3D-Druckern.

Auch dieses Vorbild für bionischen Leichtbau stammt vom Alfred-Wegener-Institut. Es ist die mikroskopische Aufnahme einer Kieselalge. Die Skelette der Kleinstorganismen müssen extrem hohen Belastungen standhalten. Daher schützen sie sich seit Beginn der Evolution durch die Nutzung von Konstruktionsprinzipien, die gewaltige Lasten tragen können.

Forscher des Instituts haben nach dem Vorbild solche Wabenstrukturen geschaffen, die sich in der Praxis für viele Bereiche des Leichtbaus eignen, etwa für Flugzeuge oder Automobile. Auch diese Trägerplatten wurden mit 3D-Druckern ausgedruckt, allerdings nicht aus Metall, sondern aus Kunststoff.

Hier wurde ein ganzes Flugzeug nach bionischen Prinzipien entworfen. Das Gehäuse sieht aus als sei es wie ein Baum gewachsen. Diese Studie von Airbus ist noch weit von der Umsetzung entfernt. Es wird also sicher noch einige Jahrzehnte dauern, bis wir diesen Ausblick genießen können.

Die Metalldrucker, die bei Airbus in Betrieb sind, können nur verhältnismäßig kleine Teile ausdrucken - bis zu etwa einem Meter Kantenlänge. Ganze Flugzeuge, so wie hier, wird es so schnell nicht aus dem Drucker geben. Aber auch kleine Teile bringen erhebliche Gewichtseinsparungen - und damit verbrauchen die Flieger der Zukunft deutlich weniger Sprit.