Mit diesem Beitrag schließen wir unsere fünfteilige Serie über das Thema 3D-Druck. In vergangenen Artikeln haben wir über Einsatzgebiete gesprochen und die Technik vorgestellt. Wir kennen nun gängige Druckverfahren, die notwendigen Softwareanwendungen und haben einen Blick auf die am häufigsten verwendeten Druckmaterialien geworfen. Für interessierte Neueinsteiger gibt es einen Ratgeberartikel. Darin stellen wir die wichtigsten Fragen, die man sich vor dem Kauf eines eigenen Druckers beantworten sollte.

In diesem abschließenden Beitrag schauen wir in die Zukunft. Was ist in den nächsten Jahren von der 3D-Druck-Technologie zu erwarten? Forschung und Entwicklung sind rasant. Die Verfahren werden immer ausgeklügelter, die Drucker leistungsstärker und die Materialien immer vielseitiger.

3D-Druck verändert Produktion und Warenströme

Seit einigen Jahrzehnten werden die meisten Verbrauchsgüter in zentralen Produktionsstätten hergestellt, vermehrt in Billiglohnländern in Fernost. Dieser Trend könnte sich durch eine flächendeckende Verbreitung von 3D-Druckern in bestimmten Bereichen wieder umkehren.

Unternehmen stellen die digitalen Druckdateien ihrer Produkte online zur Verfügung. Schon heute gibt es für private Anwender buchstäblich Millionen von Druckvorlagen — oft sogar kostenlos. Dieses Prinzip ließe sich problemlos auf diverse Produktbereiche im professionellen Umfeld übertragen. Kunden laden sich die Dateien kostenpflichtig aus dem Netz und drucken sie mit dem heimischen 3D-Printer aus. Da kann, was Preis und Liefertempo angeht, selbst Amazon Prime nicht mithalten.

Unternehmen, Umwelt und Verbraucher profitieren von dezentralisierter Produktion mit 3D-Druckern

Aus diesem Szenario ergibt sich eine Triple-Win-Situation:

Unternehmen sparen Material-, Produktions-, Lager- und Transportkosten. Zudem werden sie unabhängiger von Zulieferern und Logistik, was mit Blick auf die Covid19-Pandemie ein riesiger Wettbewerbsvorteil sein kann.

Die Umwelt wird entlastet durch abnehmende Warentransporte und weniger CO2-Ausstoß. Ein weiterer positiver Effekt wäre der sinkende Einsatz von Rohstoffen — Stichwort Kreislaufwirtschaft. Schon heute gibt es recyclingfähige Druckmaterialien. Durch biologisch abbaubare Materialien kann auch jede Menge Müll vermieden werden.

Verbraucher profitieren ebenfalls. Sie halten gekaufte Produkte innerhalb weniger Stunden in der Hand und das zu einem — zumindest theoretisch — günstigeren Preis. Denn die unternehmensseitig eingesparten Kosten könnten an die Kunden weitergegeben werden. Und wenn ein Kunde eine Druckdatei einmal gekauft hat, lässt sich ein Produkt beliebig oft herstellen.

Zukunft ist schon da

Was nach Zukunftsmusik klingt wird von einigen Unternehmen bereits real gelebt. So arbeiten die Firmen FormLab und Sennheiser an via 3D-Druck personalisierten In-Ear-Headphones. Beim schwedischen Möbeldealer Ikea werden im Rahmen des Projekts ThisAbles eigene Produkte durch Zusatzteile aus dem 3D-Drucker für bewegungseingeschränkte Menschen zugänglicher gemacht. Einige Druckerhersteller bieten Druckdateien für Ersatzteile oder Aufrüstungs-Kits der eigenen Geräte.

Ganz findige DIY-Künstler holen sich die zum Drucken notwendigen Daten einfach aus den 3D-Zeichnungen von detaillierten Produktseiten, wie beispielsweise hier für Schrauben. Doch Vorsicht — das ist rechtlich gesehen zumindest ein Graubereich.

Marktdurchdringung schreitet voran

Ob und wie schnell dieser Paradigmenwechsel hin zu dezentraler Produktion vonstatten geht, hängt von der weiteren Verbreitung der 3D-Drucker ab. Diesbezüglich zeigen die Prognosen einen eindeutigen Trend. Die Nachfrage steigt rasant, trotz oder vielleicht sogar wegen Corona. So hat der tschechische Druckerhersteller Prusa im vergangenen Jahr erstmal über 100.000 Geräte verkauft, ein Plus von gut 30 Prozent gegenüber 2019.

Eine Vorhersage der Marktforscher von SmartTech Analysis erwartet im laufenden Jahr 2021 allein im Special-Interest-Bereich Dentalmedizin einen 3D-Druckumsatz von 3,1 Milliarden Dollar. Das Umsatzwachstum soll sich fortsetzen. So rechnet ein aktueller Marktbericht von Industry Research in den kommenden drei Jahren mit jährlichen Wachstumsraten von knapp 40 Prozent weltweit.

Zusätzliche Anwendungsgebiete für 3D-Druck

Die steigende Marktdurchdringung erschließt auch weitere neue Anwendungsgebiete, wie die Herstellung von Batterien mittels 3D-Druck. Diese Batterien der deutschen Firma Blackstone Technology sollen laut Hersteller eine bis zu 25 Prozent höhere Energiedichte haben als herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus. Das eigens dafür patentierte Produktionsverfahren ist umweltschonend und verzichtet beispielsweise auf Kobalt und Nickel. Die Batterien sind einsetzbar in Elektrorollern, E-Bussen, Drohnen oder in 5G-Netzwerken.

Smarte Medikamente und Medizintechnik

Über das Herstellen von Aufbissschienen, zum Beispiel durch unseren Kunden DMG, oder Implantaten für Knochen und Haut haben wir bereits im ersten Artikel unserer Serie gesprochen. Doch Forschung und Entwicklung gehen auch im medizinischen Bereich weiter. So gibt es ein im 3D-Drucker produziertes Medikament gegen rheumatische Arthritis, dass durch seine spezielle innere Struktur die Wirkstoffe zeitverzögert freigibt. Dadurch verbessert sich laut des chinesischen Herstellers Triastek die Wirksamkeit und gleichzeitig werden Nebenwirkungen reduziert.

Deutliche Erleichterung für Diabetiker könnte ein elektrochemischer Ring bringen, der auf Basis eines leitfähigen Filaments gedruckt wird. Damit wird der Blutzuckerspiegel über den Schweiß gemessen, nicht wie bisher über einen kleinen Bluttropfen. Das erspart Erkrankten den unangenehmen Stich in den Finger. Der im Ring gemessene Wert wird via Funk ans Smartphone weitergeleitet. Dieses Projekt der National and Kapodistrian University of Athens befindet sich im Moment noch im Forschungsstadium.

Futter aus dem Drucker

Lebensmitteln aus dem 3D-Drucker wird ein großes Wachstumspotenzial vorausgesagt. Das hat mehrere Gründe.

Zum einen wächst die Weltbevölkerung stetig weiter und wird sehr bald die acht Milliardengrenze überschreiten. Schon heute leiden über 800 Millionen Menschen an Hunger. Gleichzeitig schrumpft durch den Klimawandel die landwirtschaftliche Nutzfläche. Hier könnte Essen aus dem Drucker helfen.

Zum anderen wollen besonders junge Menschen aus ethischen und umwelttechnischen Gründen gern auf Fleisch verzichten. Für Fleischersatzstoffe auf pflanzlicher Basis gibt es einen großen Markt. Das interessiert auch Investoren. So sammelte das israelische Unternehmen Redefine Meat Anfang Februar in der A-Finanzierungsrunde rund 24 Millionen Euro ein.

Zum dritten hat, wer sein Essen selbst zu Hause selbst produziert und zubereitet, die volle Kontrolle über die Zutaten. Gerade auch in unserer westlichen Welt sind Fast-Food, versteckte Fette, Zucker und künstliche Ersatzstoffe in industriell hergestellten Nahrungsmitteln ein großes Problem, das Adipositas, Diabetes und andere Zivilisationskrankheiten verursacht. Einfacher wäre die Ernährung auch für Menschen mit Lebensmittelunverträglichkeiten.

Essen aus dem Drucker könnte also viele Probleme lösen. Es wird sicher noch etwas dauern, bis ein 3D-Drucker, wie das Gerät von Natural Machines auf dem Foto, zur normalen Küchenausstattung zählt, aber die Aussichten sind vielversprechend.

Heavy Metal — Mehr Belastung geht nicht

Was Härte und Belastbarkeit von 3D-Druckobjekten angeht haben Forscher des Korean Atomic Energy Research Institute neue Maßstäbe gesetzt.

Sie erstellten kürzlich ein 30 Kilogramm schweres Sicherheitsventil, das zur Druckentlastung eines Reaktorkerns in einem Atomkraftwerk dienen soll. Welche Belastungen dieses Bauteil in Test bestehen muss, erfahrt ihr hier.

Wohnen im 3D-Eigenheim

In den USA werden gerade die ersten im 3D-Druck-Verfahren erstellten Eigenheime verkauft. Für 300.000 Dollar gibt’s drei Schlafzimmer und zwei Bäder auf 130 Quadratmetern plus Doppelgarage und 50 Jahren Garantie. New York ist quasi um die Ecke. Jemand Interesse? Dann gibt es hier jede Menge Bilder und einen virtuellen Rundgang.

Turbo-Drucker: Druckverfahren und -materialien werden stetig optimiert

Doch es kommen nicht nur ständig neue Anwendungsgebiete dazu. Auch Drucker, Materialien und Druckverfahren entwickeln sich rasant weiter.

Wissenschaftler an der Northwestern’s McCormick School of Engineering haben einen neuen SLA-Printer entwickelt. Dieser druckt nicht nur unfassbar schnell, sondern auch sehr komplexe Strukturen. Erreicht wird das durch Einsatz eines sechsachsigen Hochpräzisions-Roboters, mit dem während des Druckprozesses ständig die Druckrichtung angepasst werden kann. Genauere Infos zu diesem Projekt gibt es auf dieser Seite.

Auf Basis eines neuen Harzes hat ein Forscherteam aus der Schweiz mit dem DLP-Verfahren ein bioresorbierbaren Stent für Atemwegserkrankungen hergestellt. Diese Stents können nach einem CT individuell für jeden Patienten gedruckt werden.

Sie passen also perfekt und lösen sich mit der Zeit auf. Bisherige biologisch abbaubare Druckmaterialien waren von der Oberfläche eher spröde und inflexibel und dadurch für Atemwege nicht geeignet. Die Objekte aus dem neuentwickelten Harz sind flexibel und haben eine glatte Oberfläche. Bisherige Tests verlaufen vielversprechend.

Fazit: Gekommen, um zu bleiben und zu wachsen

Um auf unsere Ausgangsfrage zurückzukommen: Ist 3D-Druck eher ein Hype oder eher eine zukünftige Schlüsseltechnologie? Die Wahrheit liegt — wie so oft — in der Mitte. Klar ist, der vor Jahren von einigen prognostizierte Siegeszug der 3D-Druck-Technologiein in allen nur denkbaren Lebensbereichen ist bislang ausgeblieben.

Klar ist aber auch: Die 3D-Druck-Technologie hat ein enormes Potenzial, viele Bereiche unseres Lebens positiv zu verändern. Das ist in unserer kleinen Serie deutlich geworden. Die Technologie ist gekommen, um zu bleiben. Wir werden sie auf jeden Fall im Fokus behalten und bei passenden Anwendungsfällen in unsere digitale Produktentwicklung integrieren.

Hier gehts zu allen Artikeln:

• Einleitung: 3D-Druck eröffnet faszinierende Möglichkeiten
• Technik I: 3D-Druck: Druckverfahren und Software
• Technik II: 3D-Druck: Drucker und Druckmaterial
• Ratgeber: Diese Fragen solltest du dir vor dem Kauf eines 3D-Druckers beantworten

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3D-Druck: Hype oder Schlüsseltechnologie der Zukunft? was originally published in Bitgrip on Medium, where people are continuing the conversation by highlighting and responding to this story.

Dieser Beitrag ist ein kompakter Ratgeber für 3D-Druck-Einsteiger und gleichzeitig der vierte Teil unserer fünfteiligen Artikelserie. Im ersten Teil wurde die historische Entwicklung beleuchtet. Im zweiten und dritten Teil standen Technik und Material im Vordergrund.

Hier erfahrt ihr, welche Kriterien beim Anschaffen eines Druckers wichtig sind. Außerdem beleuchten wir die Kosten für Anschaffung und Betrieb und nennen am Ende Druckermodelle, die sich aus unserer Sicht gut für Einsteiger eignen.

1. Welche Art von 3D-Objekten möchtest du drucken?

Sicher ist diese Frage vor dem Loslegen schwer zu beantworten, wenn man nicht einen ganz konkreten Anwendungswunsch hat. Denn mit zunehmendem Wissen über die Möglichkeiten und der wachsenden Erfahrung entwickeln sich die eigenen Druckvorhaben immer weiter.

Doch deine Antwort ist das zentrale Entscheidungskriterium: Wenn man weiß, was man drucken will, kann man das passende Material auswählen und danach den Drucker, der mit diesem Material am besten drucken kann.

Will man Ersatzteile mit einfachen geometrischen Formen erstellen, die keinen besonderen mechanischen Beanspruchungen genügen müssen? Dann ist PLA als Druckmaterial und damit ein FDM-Drucker sinnvoll. Sind hohe Beanspruchungen zu erwarten, dann wären eher PETG oder ABS als Druckmaterial geeignet und ebenfalls ein FDM-Drucker. Plant man eher filigrane Druckobjekte mit sehr feinen, komplexen Strukturen, dann wäre ein Flüssigharz und damit ein SLA-Drucker die richtige Wahl.

Für fast jede Art von Objekten gibt es spezielle Materialien mit passgenauen Eigenschaften, die besonders druckbeständig, langlebig, elastisch, lichtbeständig, wasserdicht, farbecht oder sonst was sind. Das Thema Druckmaterial und deren Eigenschaften haben wir in diesem Artikel genauer behandelt.

Pro-Tipp: „Was willst du drucken“ ist die wichtigste Frage beim Start in die 3D-Druck-Welt.

2. Lohnt sich der Kauf eines eigenen Druckers?

Diese Frage klingt im ersten Moment etwas komisch, aber sie ist absolut berechtigt. Wie oft will man dreidimensional drucken? Wie individuell beziehungsweise komplex werden die Objekte? Der Zeitaufwand für das Einrichten und Betreiben eines eigenen Druckers ist groß. Druckvorgänge, die mehr als zehn Stunden dauern, sind keine Besonderheit. Traut man sich zu, Verschleißteile eines Druckers selbständig auszutauschen oder kleinere Reparaturen durchzuführen?

Was viele nicht wissen, es gibt sehr gute Online-Services. Bei diesen Anbietern kann man für alle möglichen Objekte die Vorlagen hochladen beziehungsweise auswählen und erhält das Ergebnis einfach per Post. Mittlerweile gibt es auch einen Marketplace, auf dem man seine Bestellung aufgibt und dann den geeignetsten Druckdienstleister auswählt. Kein eigener Aufwand, keine Fehldrucke und die Kosten sollte man zumindest einmal mit den Anschaffungs– und Betriebskosten eines eigenen Druckers vergleichen. Aber natürlich ist der Onlineservice nichts für Do-It-Yourself-Jünger.

Wenn man sich grundsätzlich für die Eigenanschaffung entscheidet, folgen hier weitere Dinge, die man im Vorfeld berücksichtigen sollte.

Pro-Tipp: Wer pro Jahr nur drei Minifiguren erstellen will braucht keinen eigenen Drucker.

3. Wie groß sollen die gedruckten Modelle werden?

Geht es um kleine Modelle der Lieblingscharaktere aus Star Wars oder eher um eine Nachbildung von Schloss Schwanstein im Maßstab 1:35? Dazu sollte man die Leistungsbeschreibungen der Drucker genau lesen, Bewertungen prüfen und auch die Communities auf den Herstellerseiten sowie auf Facebook und Youtube checken.

Eigentlich logisch, aber wir sagen es trotzdem nochmal: Je größer ein Modell, umso größer der Drucker, um so mehr Platz braucht man und umso länger dauert der Druckvorgang. Um bei unserem Beispiel Neuschwanstein zu bleiben — bei einer Modellhöhe von “nur” 40 Zentimetern und detailreichen Druckeinstellungen rödelt der Drucker schon mal zwei Tagen am Stück.

Pro-Tipp: Große und filigrane Motive brauchen Zeit und Raum.

4. Wo soll das Schmuckstück stehen?

Gibt es in der Wohnung, im Hobbykeller oder in der Garage einen geeigneten Platz, an dem der Printer diese langen Druckprozesse ausführen kann? Ohne den Schlaf oder den Alltag von etwaigen Mitbewohnern zu stören? Passt dort auch ein Drucker mit größeren Abmaßen hin und kann der Platz gut belüftet werden?

Moment, lüften? Ja, das ist sehr wichtig. So genannte SLA-Drucker (SLA steht für das Druckverfahren Stereolithographie) verwenden Harze, die flüssig aufgetragen und dann mit UV-Licht ausgehärtet werden. Beim Druckprozess entstehen gesundheitsschädliche Dämpfe. Auch bei FDM-Druckern, die für Einsteiger deutlich besser geeignet sind, entstehen ungesunde Mikropartikel.

Pro-Tipp: Das Schlafzimmer ist ein denkbar ungeeigneter Platz für einen 3D-Drucker.

5. Mit welchen Kosten muss man rechnen?

Als erstes denkt man natürlich an den Kaufpreis des Druckers. Die Bandbreite ist immens und reicht je nach Druckverfahren, Größe, Vielseitigkeit, Qualität und gewünschten Druckobjekten von 120 Euro bis zu mehreren Tausend Euro.

Als nächstes sollte man sich die laufenden Kosten für das Druckmaterial anschauen. Filament aus Polylactic Acid (PLA), das wohl am meisten verwendete ‚Futter‘ für FDM-Drucker, gibt’s schon ab etwas über 20 Euro pro Kilogramm. Teurer wird es, wenn bestimmte Eigenschaften, wie Wetterbeständigkeit oder besondere Flexibilität gefordert sind. Die Einstiegspreise für ABS-Filamente liegen in ähnlichen Regionen wie bei PLA. Deutlich teurer kann es bei flüssigen Harzen (engl. Resin) für die SLA-Drucker werden. Zwar beginnen die Kilopreise auch bei ca. 20 Euro, aber sie reichen schnell bis weit jenseits der 200 Euro-Marke.

Auch die Kosten für Software sollte man im Blick haben. Ohne Slicer-Software gibt es keinen 3D-Druck. Sie erstellt den G-Code — die Sprache, die der Drucker versteht. Slicer-Programme mit Basisfunktionen gibt es frei im Netz oder werden mit dem Drucker mitgeliefert. Wer höhere Ansprüche hat, zum Beispiel an individuelle Einstellungen, bei der Kompatibilität zu unterschiedlichen Druckern oder dem gleichzeitigen Drucken mehrerer Objekte, kann sich an einer reichhaltigen Palette an Lösungen bedienen, für die auch Lizenzkosten anfallen.

Wenn man einen ‚China-Böller‘ für 119 Euro im Einsatz hat, lohnt sich eine Reparatur meist nicht. Wenn aber der eigene Drucker kein Billiggerät aus Fernost ist, dann sollte man auf die Verfügbarkeit von Ersatzteilen, möglichen Reparaturen und natürlich deren Kosten achten. Bessere Geräte können durch leistungsstärkere Komponenten ergänzt beziehungsweise aktualisiert und damit aufgewertet werden. Das ist eine preiswerte Alternative zum Neukauf.

Dann gibt es noch ein paar Zusatzgeräte wie Trocknerboxen, Waschstationen oder Nachhärtekammern. Trocknerboxen kommen beispielsweise beim FDM-Drucken mit dem Material PLA zum Einsatz. Dieses Filament nimmt Feuchtigkeit aus der Luft auf. Die luftdichten Boxen reduzieren Feuchtigkeit und Staubpartikel und verbessern so die Druckqualität.

Waschstationen und Nachhärtekammern kommen beim SLA-Druckverfahren mit flüssigen Harzen zum Einsatz. Die frisch gedruckten Objekte sind noch recht klebrig und müssen nachbehandelt werden. Wie der Name schon verrät werden die Druckergebnisse erst gewaschen (meist mit Alkohol-haltigen Lösungen) und anschließend in einer Kammer unter UV-Lichtstrahlen ausgehärtet.

Beide Geräte sind ziemlich teuer. Mittlerweile gibt es sie auch schon als Kombigeräte. Plant man von vornherein, Zusatzgeräte zu verwenden, kann man sich vor dem Druckerkauf einen Überblick über die Preise der Hersteller verschaffen.

Pro-Tipp: Grundsätzlich ist 3D-Druck ein Hobby für jeden Geldbeutel. Je nach eigenem Anspruch kann es aber auch sauteuer werden.

6. Geeignete 3D-Drucker für den Einstieg:

Nach den vorhergehenden Ausführungen dürfte klar sein, dass es keine für alle geltende Empfehlung für einen bestimmten Drucker geben soll. Bei der Wahl des richtigen Printers spielen Faktoren eine Rolle, allen voran die Art, Anzahl, Größe der zu druckenden Objekte, aber auch der zur Verfügung stehende Platz oder das geplante Budget. Daher nennen wir pro Druckverfahren jeweils ein gutes Einsteigermodell und eines für Fortgeschrittene beziehungsweise ambitionierte Nutzer.

Das FDM-Druckverfahren ist für Anfänger viel leichter zugänglich. Als Druckmaterial gibt es leicht zu handhabende Filamentrollen aus Kunststoff.

Ein gutes Einsteigermodell für DIY-Jünger ist der Ender 3 V2 von der chinesischen Firma Creality für etwa 250 Euro. Viele Geräte aus Fernost haben traditionell einen miesen Ruf. Der ist bei Creality aber nicht berechtigt. Deren Drucker werden auch von europäischen Resellern verkauft.

Im höheren Preissegment weiß der Original Prusa i3 MK3 mit einem Gesamtpaket aus Funktionsumfang, Zuverlässigkeit, sehr gutem Support und einer sehr aktiven Community. Der i3 MK3 ist als Bausatz-Kit ab ca. 750 Euro und als komplett montierter Drucker ab rund 1000 Euro erhältlich.

Der Einstieg in den SLA-Druck mit flüssigen Harzen als Druckmaterial ist deutlich aufwendiger. Man kann das mit einem kleinen Chemielabor vergleichen. Die Harze sollte man nicht auf die nackte Haut bekommen und beim Drucken entstehen giftige Dämpfe. Die Nachbehandlung kann eine ziemliche Sauerei sein, denn die frisch gedruckten Objekte sind noch sehr klebrig und müssen gegebenenfalls gewaschen und mit UV-Licht ausgetrocknet werden.

Aber wenn man filigrane Fantasy-Figuren Marke „Dungeon and Dragons“ selbst erstellen will, ist ein SLA-Drucker die beste Wahl. Ein günstiges Einsteigermodell ist der Elegoo Mars. Hier gibt es einen Testbericht aus dem Dezember 2020.

Auch im SLA-Bereich bietet der tschechische 3D-Druck-Heroe Prusa einen leistungsstarken, aber recht teuren Drucker, den Original Prusa SL1. Der Bausatz kostet beim Hersteller ca. 1.400 Euro, das komplett fertig montierte Gerät bekommt man ab 1.700 Euro.

Pro-Tipp: DEN perfekten Drucker gibt es nicht. Es kommt immer auf das gewünschte Einsatzgebiet an.

Ausblick

Im letzten und abschließende Artikel unserer fünfteiligen Reihe zum 3D-Druck werfen wir einen Blick in die Zukunft und klären, was von der Technologie in den nächsten Jahren zu erwarten ist — und was nicht.

Hier gehts zu den anderen Artikeln:

• 3D-Druck eröffnet faszinierende Möglichkeiten
• 3D-Druck: Druckverfahren und Software
• 3D-Druck: Drucker und Druckmaterial

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Diese Fragen solltest du dir VOR dem Kauf eines 3D-Druckers beantworten was originally published in Bitgrip on Medium, where people are continuing the conversation by highlighting and responding to this story.

In den vorhergehenden Beiträgen haben meine Kollegen Kai und Kevin über die Technologie 3D-Druck und ihre Einsatzpotentiale gesprochen und die gängigen Druckverfahren und Softwarelösungen vorgestellt. In diesem Artikel beleuchte ich gängige Druckermodelle und die Druckmaterialien. Dabei beantworte ich unter anderem die Fragen, welche Drucker sich besonders gut für Anfänger eignen und was bei den verschiedenen Druckmaterialien zu beachten ist.

Bei den Druckern gibt es eine ungeheuer große Auswahl. Der Preis reicht von ein paar Hundert Euro für anständige Einstiegsmodelle für den privaten Gebrauch bis zu sechsstelligen Summen im industriellen Bereich. Wir konzentrieren uns in diesem Beitrag auf den privaten Anwendungsbereich. Die Bandbreite an potenziellen Nutzern ist groß. Sie reicht von Künstlern und Produktdesignern über Heimwerkerkönige — im Englischen Maker genannt — bis hin zu Technikenthusiasten, die gern mit neuen Technologien experimentieren.

Der entspannte Einstieg gelingt mit FDM-Druckern

FDM steht für Fused Deposition Modeling. Diese Geräte verwenden als Druckmaterial einen Kunststoffdraht, Filament genannt. Das Filament wird im Drucker geschmolzen und dann schichtweise aufgetragen.

Innerhalb der FDM-Drucker gibt es große Unterschiede bei Preis und Qualität. Hier gilt wie in vielen Bereichen: Wer billig kauft, kauft (oft) zweimal. Die günstigsten Geräte aus dem Reich der Mitte gibt’s bei Amazon schon ab 130 Euro. Mit denen sind durchaus anständige Druckergebnisse möglich. Doch bei dem Preis kann man realistisch keine 1a-Qualität bei den mechanischen Teilen und Kabeln, der Software und beim Support erwarten.

Zudem werden die „China-Böller“ meist in einzelnen Komponenten geliefert, die zu Hause zusammengebaut werden müssen. Das kann klappen, aber letztlich ist es wie beim Pax-Schrank von Ikea: Am Ende fehlt irgendeine Schraube oder ein wichtiges Verbindungsstück bricht bei der Montage ab. Auf Ersatz muss man dann wochenlang warten, wenn man Glück hat — Stichwort Support.

Printer in guter Qualität gibt es ab rund 300 Euro. Auch diese Geräte werden aus logistischen Gründen oft in Einzelteilen geliefert. Doch ab einem gewissen Preisniveau kann man mit einem Kundenservice rechnen, der seinen Namen auch verdient.

Es lohnt sich vor einem Kauf auf jeden Fall, in den einschlägigen Foren zu recherchieren. Die 3D-Druck-Community ist sehr aktiv und hilfsbereit, zum Beispiel auf www.thingiverse.com, www.myminifactory.com, https://www.3d-druck-community.de oder auf diversen YouTube-Channels und Facebook-Gruppen. Worauf du beim Kauf achten und welche Fragen du dir vorher beantworten solltest, lernst du in einem weiteren Beitrag.

FDM-Multifunktionsgeräte für ambitionierte Maker

Du willst nicht nur dreidimensional drucken, sondern deine Objekte anschließend fräsen oder gravieren? Kein Problem: Jeder kennt aus dem Office-Bereich die Alleskönner aus Drucker-Kopierer-Scanner-Fax. Solche Multifunktionsgeräte gibt es auch für den 3D-Druck. Hier kann man den Druckkopf durch eine CNC-Fräse (CNC = computerized numeric control) austauschen. Integrierte Laser können beispielsweise auch Holz gravieren. Als Datenvorlage dient der gleiche Maschinencode (G-Code) wie beim Drucken. Ambitioniertere Hobbybastler können ihrer Inspiration freien Lauf lassen.

Egal ob Einsteigermodell oder Multifunktionsgerät: Der Umgang mit FDM-Printern ist relativ unkompliziert, die Geräte bieten einen niederschwelligen Start in das 3D-Druckuniversum.

SLA-Printer: Drucken im heimischen Chemielabor

Etwas schwieriger zu handhaben sind Geräte, die mit dem Stereolithographie-Verfahren (SLA) arbeiten. Das Ausgangsmaterial ist ein flüssiger UV-Licht-empfindlicher Harz, der in Schichten aufgetragen und dann von einem UV-Laser punktgenau ausgehärtet wird.

Während dieses Vorgangs entstehenden immer gesundheitsschädliche Gase. Zwar werden auch bei FDM-Druckern Mikropartikel freigesetzt, besonders bei ABS-Filamenten. Doch bei den meisten Filamenten sind die Mikropartikel weniger gefährlich.

Wegen der Gasentwicklung befindet sich der Druckbereich in SLA-Printer immer in einem geschlossenen Gehäuse. Trotzdem eignen sie sich nicht für Wohnräume und schon gar nicht für Schlafzimmer, sondern stehen besser in gut lüftbaren Räumen. Auch sollte man direkten Hautkontakt mit den Harzen vermeiden.

Die Nachbereitung der gedruckten Objekte ist aufwendiger als bei FDM-Druckern. Die Objekte müssen in einer mit Alkohol versetzten Lösung gereinigt und anschließend unter UV-Licht zusätzlich ausgehärtet werden.

Der Vorteil von SLA-Druckern: Mit ihnen kann man Objekte mit sehr feingranularen Details erstellen. Das kann eine Miniaturfigur aus deinem Lieblingsfilm sein.

Möglich sind aber auch professionelle Anwendungsbeispiele wie das Erstellen von Zahnschutzschienen bei unserem Kunden DMG. Objekte, die nach dem SLA-Verfahren gedruckt wurden, halten lange. Durch die Empfindlichkeit gegenüber Licht kann es bei transparentem Kunstharz über die Zeit zu Verfärbungen kommen.

Jetzt wurden mit Kunststoffdraht und Flüssigharz schon zwei Druckmaterialien erwähnt. Im folgenden Abschnitt stelle ich diese und weitere gängige Materialien etwas ausführlicher vor. Wie bei den Druckern auch, ist die Auswahl riesig.

Aus welchen Materialien können 3D-Drucke bestehen?

Das Material, aus dem 3D-Drucker im Schichtaufbauverfahren dreidimensionale Objekte erstellen, ist so vielfältig wie die gedruckten Objekte selbst. Die wichtigsten stellen wir auf den folgenden Zeilen vor.

Schmelzen — Auftragen — Fertig: Drucken mit Kunststoffen

Thermoplastische, also sich bei Wärme verformende Kunststoffe sind das am häufigsten verwendete Druckmaterial. Transportiert werden sie meist als wenige Millimeter dünne Schnüre, Filamente genannt, die auf Rollen aufgewickelt sind. ‚Filament‘ ist abgeleitet vom lateinischen Wort Filum (Faden). Diesen Kunststoffdraht haben wir oben bereits kurz beschrieben.

Der Top-Kunststoff für Einsteiger ist Polylactic Acid — kurz PLA. Das ist ein umweltfreundliches, auf Maisstärke oder Zuckerrohr basierendes Material. PLA ist am einfachsten zu verwenden, schmilzt bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen und bleibt beim Erkalten formstabil. PLA ist als Endprodukt sehr fest, wenig elastisch und wird in vielen Farben vertrieben.

Produkte aus dem Zungenbrecher Acrylonitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) haben viele schon als Kind in der Hand gehabt — in Form von Legobausteinen. Objekte aus diesem Material sind ebenfalls sehr fest, was jeder bestätigen kann, der schon mal barfuß auf ein Legoteil getreten ist. Objekte aus ABS sind im Vergleich zu PLA flexibler. Im Druckprozess aber deutlich schwerer zu händeln, denn es sind jedoch deutlich höhere Temperaturen nötig. Die Drucker brauchen ein beheiztes Druckbett und im Idealfall auch eine beheizte Umgebung. Während des Druckens entstehen geruchsintensive, teils sogar gesundheitsgefährdende Dämpfe und beim Erkalten verziehen sich die Strukturen. ABS eignet sich nicht für Einsteiger.

PET — schon mal gehört, oder? Richtig, das ist der Kunststoff, aus dem viele Plastik-Mehrwegflaschen sind. PET steht für Polyethylenterephthalat und wird durch Anreicherung mit Glycerol zu einem guten Druckmaterial. Der neue Stoff heißt PETG. Er kann beim Abkühlen etwas schrumpfen, ist dafür aber langlebig, flexibler als PLA und ABS und verfügt über eine hohe Schlagfestigkeit. Das macht PETG zu einem idealen Material für Bauteile, die hohen mechanischem Belastungen ausgesetzt sind.

Grundlegend gibt es schon jede Menge Kunststoffe und der Bereich entwickelt sich sehr dynamisch, so dass die Auswahl der zur Verfügung stehenden Stoffe und damit auch die Anwendungsfelder stetig größer werden. Die Materialien unterscheiden sich stark hinsichtlich Stabilität, Langlebigkeit, Temperaturbeständigkeit, Preis, Umweltverträglichkeit und vieles mehr. Wer sich zu den Filamenten weiter informieren will, kann in diesem Artikel weiterlesen.

Hart durch UV-Strahlen: Drucken mit Harzen

Lichtempfindliche Harze, auch Photopolymere genannt, werden bei SLA-Printern als Druckmaterial verwendet. Beim Umgang mit diesen klebrigen Stoffen ist Vorsicht geboten. Hautkontakt und das Einatmen der beim Aushärten mittels Laser entstehenden Ausdünstungen sollten vermieden werden. Zu diesem Druckmaterial wird im Moment viel geforscht und weiterentwickelt, sodass hier zukünftig mit einer ähnlichen Vielfalt wie bei den Kunststoff-Filamenten zu rechnen ist. Harze sind besonders gut geeignet für extrem dünne Schichten — und damit für feinste Detailgrade.

Heavy Metal: Drucken mit Metallen

Auch Metalle und verschiedene Legierungen eigenen sich als Druckmaterial — allerdings nicht für den privaten Bereich. Deshalb sind sie hier auch nur am Rande erwähnt. Im unternehmerischen Bereich werden häufig verwendet Aluminium (sehr leicht, für mechanische Bauteile in Raumfahrt und Fahrzeugbau), Titan (biokompatibel, gut für medizinischen Bereich geeignet), Gold (teuer) und Silber.

Biologische Materialien: Ein essbares Brandenburger Tor

Mit 3D-Druckern können auch essbare Objekte, also Lebensmittel, hergestellt werden. In einem kurzen Exkurs im ersten Artikel unserer Reihe wiesen wir schon darauf hin, dass die 3D-Druck-Technologie ein Schlüssel sein kann für die Ernährung zukünftiger Generationen der weiter wachsenden Erdbevölkerung.

Seit einigen Jahren druckt das spanische Food-Tech-Unternehmen Novameat fleischlose Rindersteaks auf Basis einer Mixtur aus Wasser, pflanzlichem Eiweiß und pflanzlichem Fett. Noch bekannter wurde dazu kürzlich das israelische Unternehmen Redefine Meat. Es ist nur eine Frage der Zeit, bis diese Produkte soweit optimiert sind, dass fleischlose Steaks vom Original hinsichtlich des Geruchs und des Geschmacks- und Kauverhaltens nicht mehr unterscheidbar sind.

Ein süßeres Beispiel ist die schon 2015 in Berlin eröffnete Magic Candy Factory, in der alle möglichen essbaren Objekte aus Gelantine (Fruchtgummi) hergestellt werden. Ebenso schon vorhanden sind 3D-Drucke auf Schokoladen-Basis — für besonders ausgefallene Naschideen. Auch Nudeln (aus Stärke) oder Eiscreme sind schon von 3D-Druckern hergestellt worden.

Es gibt noch weitere Druckmaterialien, beispielsweise Gips (Modellbau in der Architektur), Keramik, Glas oder Verbundstoffe. Ähnlich wie die Metalle sind diese Materialien im privaten Bereich eher ungebräuchlich und werden hier nur der Vollständigkeit halber genannt.

Was muss man vor dem Kauf eines Druckers beachten?

In einem weiteren Beitrag erläutere ich, welche Fragen sich ein frisch motivierter Neueinsteiger stellen sollte, bevor er einen eigenen 3D-Drucker kauft und was man sonst noch alles wissen muss, damit man typische Fehler vermeiden und schnell erste eigene Erfolge in der Welt des 3D-Drucks feiern kann.

Hier gehts zu den anderen Beiträgen aus unserer 3D-Druckreihe:

• 3D-Druck eröffnet faszinierende Möglichkeiten
• 3D-Druckverfahren und Softwarelösungen
• Ratgeber: Welche Fragen man sich vor dem Kauf eines 3D-Druckers stellen sollte

Wenn du mehr über BITGRIP und unsere Projekte erfahren willst, besuche www.bitgrip.de oder folge uns auf Twitter @bitgrip_berlin, LinkedIn oder hier auf Medium.

3D-Print: Drucker und Druckmaterial was originally published in Bitgrip on Medium, where people are continuing the conversation by highlighting and responding to this story.

In einem einleitenden Beitrag haben wir bereits die Technologie 3D-Druck und ihre unglaublich vielfältigen Anwendungsbereiche vorgestellt. In diesem Artikel steht die Technik im Vordergrund. Wir beantworten unter anderem die Fragen, welche Druckverfahren es gibt und welche Software für den 3D-Druck notwendig sind.

Beginnen wir mit den verschiedenen Verfahren. Grundsätzlich geht es immer um additive Herstellungsmethoden. Es wird Material schichtweise hinzugefügt (addiert). Daraus entsteht Schritt für Schritt das fertige 3D-Objekt. Die folgenden fünf Verfahren zählen aus unserer Sicht zu den wichtigsten.

Die Stereolithographie (SLA) ist das älteste Verfahren und wurde vom Erfinder des 3D-Drucks Charles Hull bereits 1984 patentiert. Das Ausgangsmaterial ist ein flüssiger, lichtempfindlicher Harz.

Die im CAD-Programm oder im 3D-Scanner erstellte digitale Druckvorlage wird zunächst im Drucker geladen und von einer Software in einzelne Schichten umgerechnet (Slicing Software). Anschließend werden die einzelnen Schichten aus flüssigem Harz im Drucker aufgetragen. Durch Laserbestrahlung härtet das Material aus und verbindet sich mit der jeweils zuvor aufgetragenen Schicht.

Das SLA-Druckverfahren wird aufgrund der hochpräzisen Druckergebnisse im medizinischen Bereich angewendet, unter anderem bei der Herstellung von Aufbissschienen von der Hamburger Firma DMG. Mein Arbeitgeber BITGRIP hat dazu Software und die IT-Architektur entwickelt, die sämtliche Arbeitsschritte in einen webbasierten digitalen Workflow integriert.

Das Slicing ist übrigens bei jedem der hier beschriebenen Druckmethoden essentiell. CAD- und Slicing-Anwendungen werden im zweiten Teil dieses Beitrags näher vorgestellt.

Beim Fused Deposition Modeling (FDM) handelt es sich um das wohl bekannteste Verfahren. Synonym wird auch der Begriff Fused Filament Fabrication (FFF) verwendet. Frei übersetzt heißt das soviel wie Schmelzschichtung.

Ausgangsmaterial ist hier ein fester, wenige Millimeter dünner Kunststofffaden (Filament), der im Drucker geschmolzen und im flüssigen Zustand schichtweise auf das Druckbett aufgetragen wird. Als Printmaterial gibt es eine große Auswahl an thermoplastischen Kunststoffen beziehungsweise Formwachsen.

SLA und FDM sind die beiden häufigsten Verfahren, deren genaue Funktionsweise, Einsatzgebiete und Druckmaterialien wir im Laufe unserer Artikelserie noch näher vorstellen werden.

Das Selektive Laserintern (SLS) kombiniert die gerade schon genannten Vorgehensweisen. Hier ist das Ausgangsmaterial ein Kunststoffpulver im festen Aggregatzustand. Dieses wird mit einem Laser zunächst geschmolzen und dann wiederum schichtweise aufgetragen.

Auch beim Binder Jetting ist das Ausgangsmaterial ein festes Pulver. Hier wird es jedoch nicht wie beim SLS geschmolzen, sondern mit einer Art Klebstoff (Binder) kombiniert. Diese Verbindung wird wiederum schichtweise aufgetragen und härtet an der Luft sehr schnell aus. Dieses Verfahren wurde in den 1990er Jahren am Massachusetts Institut of Technology (MIT) entwickelt.

Das Ausgangsmaterial beim Electron Beam Melting (EBM) ist ein Metallpulver, das Strom leiten kann. Dieses wird mit einem energiereichen Elektronen-Strahl (Beam) beschossen. Die dadurch entstehende extreme Hitze, hier können zwischen 700 bis zu weit über 1000 Grad Celsius erreicht werden, schmilzt das Pulver, das nun flüssig schichtweise aufgetragen werden kann. Mittels EBM produzierte Objekte, zum Beispiel Knochenimplantate aus Titan (siehe Titelbild), halten große mechanische Belastungen aus.

Wer sich eingehender mit den hier vorgestellten Verfahren auseinandersetzen oder weitere Verfahren kennenlernen will, findet hier ausführlichere Informationen.

Ohne Software gibt’s keinen 3D-Druck

Die Verbreitung des 3D-Drucks verlief parallel zu Siegeszug des Personal Computers in Büro und privaten Haushalten. Vereinfacht kann man sagen: ohne PC keine Software und ohne Software keine digitale Druckvorlage. In den folgenden Abschnitten gehen wir näher auf die beiden Software-Typen ein, die beim 3D-Druck notwendig sind.

Anwendung zum Modellieren der Druckvorlage

Um dreidimensionale Objekte erstellen zu können, braucht man zunächst eine Modellierungssoftware, mit der im Computer die geometrische Vorlage für den späteren Druck erstellt wird. Je nach Form und Komplexität des zu druckenden Objekts gibt es unterschiedliche Anwendungen.

Viele kennen sicher das klassische CAD-Programm. CAD steht für Computer-Aided Design. Diese Anwendungen sind besonders gut geeignet für Objekte mit klar definierten Maßen und scharfen, geraden Kanten. Das können beispielsweise Teile für den Maschinen- und Metallbau oder Entwürfe in der Architektur sein. Bekannte Marktlösungen sind AutoCAD oder Fusion 360. Gut geeignet für Anfänger, um einen ersten Eindruck von den Möglichkeiten und Features zu bekommen, ist die kostenfreie Einsteiger-App TINKERCAD.

Für Modelle mit unregelmäßigen Maßen und Rundungen, zum Beispiel detailreiche Designentwürfe in der Produktentwicklung oder der Automobilindustrie, eignet sich die so genannte Polygonmodellierung. Hierbei werden die digitalen Druckvorlagen aus diversen Vielecken (Polygonen) zusammengesetzt. Am bekanntesten sind die Anwendungen Blender (Open Source) oder die kostenpflichtige Software Maya von der Firma Autodesk.

Für organische Formen, für die selbst die Polygonmodellierung zu unflexibel ist, gibt es eine besondere Modellierungstechnik namens Sculping. Damit können beispielsweise Figuren aus der Lieblingsserie nachgebaut werden. Eine Anwendung für den professionellen Einsatz ist Zbrush von Pixologic. Eine weitere die schon oben erwähnte, frei verfügbare Software der Blender Foundation.

G-Code: Die Universal-Sprache des 3D-Druckers

Neben Programmen zum digitalen Erstellen der dreidimensionalen Druckvorlagen braucht es noch CAM-Anwendungen. CAM bedeutet Computer-Aided Manufactoring. Synonym wird oft auch der Begriff Slicer-Software verwendet. Das im additiven Verfahren 3D-Druck übliche schichtweise Vorgehen benötigt die Daten aus dem digitalen Modell auf Schicht- beziehungsweise Scheibenebene (Slice).

Genau das wird von CAM-Software erledigt. Sie rechnet die digitale Druckvorlage in so genannten G-Code um und gibt dem Drucker notwendige Informationen zur Temperatur, Druckgeschwindigkeit oder Größe des Druckbetts mit. Detaillierte Infos zum so genannten G-Code findest du hier.

Im CAM-Bereich gibt es viele Anwendungen. Weit verbreitet sind beispielsweise Cura von Ultimaker oder die Open Source-Software PrusaSlicer von Prusa Research des 3D-Druck-Visionärs Josef Prusa, über den sich ein eigener Artikel lohnen würde.

Hier gehts zu den weiteren Beiträgen aus unserer 3D-Druck-Reihe:

• 3D-Druck eröffnet faszinierende Möglichkeiten
• 3D-Printer und Druckmaterialien
• Ratgeber: Welche Fragen man sich vor dem Kauf eines 3D-Druckers stellen sollte

Wenn du mehr über BITGRIP oder unsere Projekte erfahren willst, besuche unsere Website oder folge uns auf Twitter @bitgrip_berlin, LinkedIn oder hier auf Medium.

3D-Druck: Druckverfahren und Software was originally published in Bitgrip on Medium, where people are continuing the conversation by highlighting and responding to this story.

Einige gehen so weit, von einer neuen industriellen Revolution zu sprechen, die zukünftige Produktionsstrukturen komplett neu organisieren und dezentralisieren kann. Kaum eine Technologie verfügt über so breite Einsatzfelder wie der 3D-Druck. Im Rahmen eines unserer Projekte hatte auch das BITGRIP-Team bereits mit 3D-Printing zu tun.

Einige unserer Mitarbeiter beschäftigen sich auch privat mit diesem Thema. Grund genug, uns einmal ausführlicher mit dem Thema zu befassen. Und da viele von uns Star Trek-Fans sind stellen wir uns natürlich die Frage: Wird der Replikator vom Raumschiff Enterprise bald real?

Die ersten Bemühungen, dreidimensionale Modelle mit dem Computer herzustellen, gehen bis in die 1980er Jahre zurück. Bis dahin musste man Modelle, etwa von neuen Produkten oder von architektonischen Entwürfen, ganz analog mit Holz, Pappe und Kleber basteln.

Das dreidimensionale Druckverfahren wurde 1984 vom Amerikaner Charles Hull patentiert. Es beschleunigte den Prozess des Modellbaus erheblich. Und wenn die CAD-Datei als Datenvorlage für den Druck erstmal erstellt war, ließ sich das Modell beliebig oft replizieren. Der Begriff Rapid Prototyping wurde geprägt. 1986 gründete Hull das Unternehmen 3D Systems, das heute börsennotiert ist und weltweit Lösungen aus den Bereichen 3D-Design und -Engineering bietet.

Durch immer leistungsfähigere Hard- und Software und neue Materialien wurden die Anschauungsmodelle stabiler und komplexer. Damit verschwammen im industriellen Bereich zunehmend die Grenzen zwischen Prototyp und fertigem Produkt. Daraus entstand der Begriff Rapid Manufactoring.

Nische verlassen: Dynamische Entwicklung durch zunehmende Digitalisierung der Gesellschaft

Parallel zur steigenden Leistungsfähigkeit der Technologie schritt in den 1990er und 2000er Jahren die gesellschaftliche Digitalisierung voran. Computer, Software und periphere Hardware verbreiteten sich flächendeckend, zunächst im professionellen und dann im privaten Bereich.

Anfangs noch stark von der Bastler- und Do-it-Yourself-Szene geprägt entwickelte sich der 3D-Druck vom Nischenthema zu einem Trend. Die steigende Nachfrage — immer mehr auch von Unternehmensseite — senkte Produktionskosten und machte die Technik für die breite Masse erschwinglich.

Heute entwickeln Unternehmen immer mehr 3D-Druck-Produkte und erschließen weitere Einsatzfelder. Die Innovationskraft begeistert auch Investoren, deren finanzielle Mittel zusätzlichen Drive in den Markt bringen. Selbst die Politik erkennt mittlerweile die Möglichkeiten und unterstützt Forschungsprojekte mit öffentlichen Geldern.

Einsatzszenarien von 3D-Druck schier unendlich

Ein Artikel reicht sicher nicht aus, um alle Bereiche zu beleuchten, die vom 3D-Druck profitieren. So können beispielsweise im industriellen Bereich Ersatzteile oder ganze Bausätze für alle denkbaren Maschinen hergestellt werden.

Ein weiteres sehr faszinierendes Einsatzfeld ist der medizinische Bereich. Beispielsweise die Herstellung von Aufbissschienen, besser bekannt als Zahnschutzschienen, ist bereits gelebte Realität. Wie bei unserem Kunden DMG aus Hamburg. Hier wird zunächst ein Scan des Gebisses durchgeführt. Auf Basis der Abformung wird die Schiene in einer CAD-Software modelliert und über einen 3D-Drucker produziert.

Das Ganze dauert gerade mal eine Stunde, früher warteten Patienten eine ganze Woche auf ihre Aufbissschienen. BITGRIP war federführend an dieser digitalen Produktentwicklung beteiligt und hat die Software und die IT-Architektur erstellt, welche die einzelnen Arbeitsschritte in einen webbasierten digitalen Workflow integriert.

Unter dem Stichwort Tissue Engineering wird daran gearbeitet, menschliches Gewebe herzustellen. Bereits realisiert wurden beispielsweise Knochen, Haut, Stammzellen, oder Blutgefäße. Das ermöglicht Einsätze zum Beispiel bei Implantaten, Prothesen oder sogar als künstliche Organe. Für die synthetische Herstellung von Organen wird aktuell ein eigenes Forschungszentrum in Berlin gebaut, dass 2023 fertig werden soll.

Die Entwicklung besonders leichter und strapazierfähiger Produkte für Forschung, Wissenschaft und Raumfahrt ist längst Realität. Auch der Bausektor setzt auf diese Zukunftstechnologie. In Dubai wurde kürzlich mittels 3D-Druck ein 640 Quadratmeter großes Haus gebaut, wie dieses Video zeigt.

Essen aus dem 3D-Drucker

Besonders spannend sind Vorhaben der Lebensmittelbranche (Food-Tech) im Hinblick auf die Nahrungsmittelversorgung der stetig wachsenden Erdbevölkerung. Laut einem aktuellen Artikel aus der Wirtschaftswoche experimentiert unter anderem das israelische Startup Redefine Meat mit der synthetischen Herstellung von Fleisch. Demnach sollen derartige Produkte noch in diesem Jahr 2021 auf den deutschen Markt kommen.

Und spätestens vom zuletzt genannten Anwendungsbereich ist der Sprung zum berühmten Replikator aus Star Trek nicht mehr besonders groß. Für Nicht-Trekkies: Der Replikator erstellt in Sekunden jede gewünschte Leckerei. Bestellt wird einfach per Sprachbefehl, in etwa so: „Tea — Earl Grey — hot“. Und in Sekunden materialisiert sich ein Glas mit heißem schwarzen Tee.

Beiträge über Hardware, Software, Druckverfahren und Einsteiger-Beratung folgen

Aufgrund der inhaltlichen Breite des Themas 3D-Druck haben wir uns entschlossen, den Content auf mehrere Beiträge aufzuteilen. Sobald diese veröffentlicht sind, werden sie hier verlinkt.

Auf diese Bereiche werden in den weiteren Artikeln näher eingehen:

• 3D-Druckverfahren und Softwarelösungen, die es zum Modellieren und Drucken braucht
• 3D-Printer und Druckmaterialien
• Ratgeber: Welche Fragen man sich vor dem Kauf eines 3D-Druckers stellen sollte
• Ausblick: Wie sich die 3D-Druck-Technologie entwickeln wird

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3D-Druck eröffnet faszinierende Möglichkeiten was originally published in Bitgrip on Medium, where people are continuing the conversation by highlighting and responding to this story.

Auch während des Lock Downs wuchsen wir bei BITGRIP weiter und haben sage und schreibe sechs neue Mitarbeiter eingestellt. Mit Gabriella und Stephan haben wir Unterstützung im Bereich Process Mining und Partner Management gewonnen. Wie die beiden das Onboarding und die Workshop Tage in Schmöckwitz mit unserem Partner Artop erlebt haben, erzählen sie hier.

Zu den Personen

Geboren als Altphilologin hat das Leben sie zur Wirtschaft-Informatikerin gemacht, die die letzten 1,5 Jahre an einem humanoiden Roboter geforscht hat. Dies wiederum hat sie zur Prozess Automation geführt. Nach eingehender Recherche entschloss sie sich an der UiPath Academy sich selbst fortzubilden und ein Zertifikat abzulegen (was laut eigener Aussage eine unglaubliche Show war). Bei ihrer Job Suche während des Lock Downs stieß sie nun auf uns und wir waren natürlich sofort Feuer und Flamme bei so einem Skill Profil. Also wurde bereits im April der Vertrag geschlossen und seit dem 01. Juli baut sie nun zusammen mit Dirk Langner den Bereich Robotics und Process Mining mit auf.

Stephan ist ebenfalls studierter Wirtschaftsinformatiker aus der schönen Uckermark. Nach dem Studium in Stralsund hat er ein E-Commerce Start-Up für KMUs auf Magento Basis gegründet mit vier anderen Kommilitonen, was ihn dann auch nach Berlin geführt hat — angezogen von der Start-Up Szene. Einerseits gab es das Bestreben selbstständig zu bleiben gleichzeitig wollte er aber auch seinen Horizont erweitern, weswegen er bei ReBuy in der QA im IT-Bereich angefangen hat — einfach um solche Prozesse besser verstehen zu können. Dort begann er nach einem zwei-monatigen Praktikum den mobile Bereich auszubauen als Produktmanager für die iOS, Android und Windows Phone App. Als nächster logischer Schritt für ihn wollte er auch mit großen Kunden arbeiten, weswegen er zu Aperto als technischer Projektmanager wechselte. Dort konnte er seine Know-How im Bereich Magnolia und CoreMedia vertiefen und sich als Partner Manager etablieren. Das Wachstum in den letzten sechs Jahren hat er in dieser Funktion und im Business Development aktiv mitgestaltet. Neugierig wurde auf BITGRIP, weil er sich fragte wie so ein „kleiner Laden“ konkurrenzfähig sein kann. Nach einigen Kontakten mit unserem Managing Partner Timmo auf Partnertagen, entschloss er sich zu uns zu wechseln, weil sich bei uns für ihn der Kreis aus Enterprise, Start-Up und Agentur in einer Company schloss. Das alles neben der hohen Professionalität und dem soliden Wachstum über die letzen Jahre, hat ihn nun im August zu uns geführt.

Onboarding während Corona

Man kann wohl nicht vorbereitet sein auf ein Onboarden während Corona. Gabriella kam in ein verwaistes Büro, wurde dort zunächst von unserem lebensgroßen StormTrooper empfangen, um dann am Tresen Ina alleine anzutreffen.

Nur wenige Minuten später traf dann Dirk Langner ein, mit dem sie die neue Abteilung aufbaut und da sie beide fremd, aber nun nicht mehr alleine sondern im Schicksal vereint waren, legten sie sofort los, was eine ganz besondere Energie zu Tage förderte.

Das echte Onboarding fand für sie dann aber tatsächlich einige Wochen später in Schmöckwitz statt.

Stephan empfand es systemisch dank einem Log-in für die gesamte Tool Landschaft extrem easy und hat sich dank Ina auch sofort gut aufgehoben gefühlt. Um das Beste rauszuholen, ist er einfach den ersten Monat fast jeden Tag ins Büro gegangen, um tatsächlich Menschen vor Ort kennenzulernen. Das war in den ersten Wochen zwar eine recht spärliche aber doch auch eine spannenden Erfahrung, weil man so gezielt Zeit mit den neuen Kollegen verbringen konnte.

Und dann kamen alle mal zusammen in Schmöckwitz…

Neben der beeindruckenden schönen Location, hat Gabriella dort verstanden, dass BITGRIP wirklich anders funktioniert. Sie war begeistert davon wie jeder einzelne daran mitgewirkt hat, die gemeinsame Identität ausformulieren zu wollen. Neben den Werten, zu denen sich jeder während des Workshops äußerte, war sie emotional berührt von der ersten Übung dort vor Ort. Chronologisch stellten sich die Mitarbeiter in U-Form auf und berichteten von ihrem ersten Tag. Diese Bandbreite war für Alle nachhaltig menschlich beeindruckend. Neben dem inneren Antrieb, wurde der Aufbau des Projekts BITGRIP nahbar vermittelt und mit einem Leuchten in den Augen erzählt. Gabriella war nun ein fast ein wenig gerührt bei uns angekommen zu sein und fühlte sich sehr Willkommen in unserer Mitte.

Auch Stephan war erstmal beeindruckt von der Möglichkeit in diesem tollen Ambiente seinen neuen Kollegen kennen zu lernen. Neben dem Workshop tagsüber, empfand er das Zusammensein mit den Kollegen auch bis spät abends und in ständig wechselnden Gruppen als perfektes Onboarding. Gleichzeitig war er angenehm überrascht vom gemeinsamen Commitment weswegen dieser Start-Up Vibe bei BITGRIP immer wieder durchdringt.

Während aller Gespräche wurden laut ihm spannende und auch einfach die richtigen Fragen diskutiert… Wie wollen wir gemeinsam gesund wachsen…bis zu welchem Umfang…was wollen wir perspektivisch erreichen. Kein schneller, weiter, höher um jeden Preis.

Gabriella gefiel wie sehr man wirklich Teil des Umstrukturierungsprozesses ist und von Tag Eins an auch angehalten wird mitzugestalten. BITGRIP wird tatsächlich von den Menschen getragen und moduliert.

Viel Spaß hat allen wohl die Definition der BITGRIP Persona gemacht, bei der man sich intuitiv und geschlossen schnell auf einen radical chic einigen konnte.

Sehr genossen hat Gabriella auch die gemeinsamen Essen und den auf Anhieb vertrauten Umgang miteinander.

Beide freuen sich auf die Zukunft. Stephan weil er Management und Prozesse mit viel Fingerspitzengefühl professionalisieren will und Gabriella wird mit Dirk Prozessautomatisierung mit Machine Learning tiefer verbinden, um zukünftig optimale Lösungen für unsere Kunden zu bauen zu können.

Reorganizing social onboarding in a remote world! was originally published in Bitgrip on Medium, where people are continuing the conversation by highlighting and responding to this story.

Du möchtest ein Projekt mit Scrum aufsetzen und bist nicht ganz sicher, wie Du anfangen sollst. Scrum zerlegt große Arbeitsberge in kleine Aufgaben, die überschaubar sind. Von Anfang an: Mach den ersten Schritt und fang mit dem Ziel an!

Hier lernst Du:

• Wofür es gut ist ein Ziel zu haben
• Wie Du ein Ziel formulierst
• Wie es danach weiter geht

Du brauchst ein Ziel zur Orientierung

Kennst Du Dein Ziel, weißt Du, ob Du auf dem richtigen Weg bist. Es hilft Dir sofort und über die gesamte Laufzeit Deines Projektes zu entscheiden, was wichtig ist.
So behältst Du auch in stürmischen Zeiten das Wesentliche im Blick.

Das Ziel stiftet Sinn

Das Ziel hilft Dir, Deinem Team und allen Beteiligten. Es erzählt, wofür Ihr all die Anstrengungen auf Euch nehmt und Zeit investiert.
Das Ziel hilft dem Team, ein gemeinsames Verständnis zu entwickeln, zusammen an einer Sache zu arbeiten und sich als Team zu fühlen.

Schreib das Ziel auf

Ein Projekt-Ziel heißt oft auch Vision. Das ist eine treffende Bezeichnung: Es kommt vom lateinischen Verb für sehen. Die Vision sorgt für eine gemeinsame Sicht auf das Ziel.

Du weißt, was Du am Ende haben willst. Formulier es in einem Satz und schreib es auf. In einfacher Sprache.

Das kann ziemlich schwierig sein. Das folgende Muster hilft dabei:

Für <die Zielgruppe>
die <etwas benötigt>
ist das <Produkt> ein <Produktkategorie>
das <Hauptnutzen, Attraktivitätsbonus>
anders als <das Wettbewerbsprodukt, das alte Produkt>
unser Produkt<Innovation, Zusatznutzen,Wettbewerbsvorteil>

Ein Beispiel macht es anschaulicher:

Für Film-Fans,
die Unterhaltung ohne Werbepausen schätzen,
ist Amazon-Prime ein Streaming-Angebot,
das erschwinglich und einfach zu bedienen ist.
Anders als bei anderen Anbietern, liefert Amazon eine Hardware, die fast jeden Fernseher zu einem smarten Gerät macht und um eine Sprachsteuerung erweitert.

Diese Satzschablone kannst Du für jedes Deiner Projekte verwenden.
Zum Üben kannst Du sie an einem früheren Projekt ausprobieren oder an Deinem Smartphone oder dem renovierten Wohnzimmer.

Das ist das Werkzeug. Jetzt erfährst Du, wie Du es benutzt.

Konkrete Antworten finden

Die Vision für ein größeres Projekt oder die Entwicklung eines Produkts erarbeitest Du im Team in einem gemeinsamen Workshop. Ihr definiert gemeinsam, was Ihr in die Klammern einsetzt, weil ein Team immer bessere Ergebnisse bringt als einzelne Köpfe.

Ein paar Leitfragen helfen dabei:

• Für wen wollen wir (konkret und hauptsächlich) etwas anbieten?
• Welches Bedürfnis wollen wir befriedigen? Welchen Nutzen hat das Produkt? Welchen Prozess wollen wir unterstützen oder ermöglichen? Was soll sich durch das Produkt verbessern?
• Wie heißt das Produkt? Ein Arbeitstitel genügt für den Anfang.
• Welcher Art ist das Produkt? Es kann eine Website sein, ein Fahrrad, ein Restaurant, eine Dienstleistung…
• Was gibt es schon? Damit sind ähnliche oder Vorgänger-Produkte gemeint.
• Was kann Euer Produkt besser als die anderen? Was ist spektakulär daran? Womit sticht es aus der Masse heraus?

Sammelt die Antworten je Frage auf Karten oder Klebezetteln, klärt was gemeint ist, priorisiert und setzt am Ende die einzelnen Fragmente mit der Satzschablone zusammen.

Das sichtbare Ergebnis des Workshops ist die Vision. Es ist ein wichtiges Artefakt, an dem sich künftig Entscheidungen festmachen lassen, an dem sich Meinungen reiben. Wow, es umreißt das ganze Produkt auf einen Blick!

Alle am Workshop Beteiligten haben eine gemeinsame Sicht, teilen eine Vorstellung von etwas Künftigem. Das ist das zweite, zwar unsichtbare, aber trotzdem bedeutende Ergebnis des Workshops. Dieses Gefühl der Verbundenheit ist gut und wird im weiteren Projektverlauf nützlich sein.

Mach die Vision öffentlich

Kurz bevor das Projekt startet, ist es wichtig, dass jeder die Vision kennt: Stell sie vor, veröffentliche sie prominent im Collaboration-Tool oder der Projekt-Ablage, druck sie auf Papier. Zeig sie jedem, der Anteile am Vorhaben hat, häng sie dort auf, wo das Team arbeitet und hab sie immer dabei, wenn Ihr etwas diskutiert, das das Produkt tangiert.
Sie zu kennen ist nicht selbstverständlich und die Arbeit am Produkt ist nicht selbsterklärend. Hilf dem Team, die Orientierung zu behalten.

Wie geht es weiter?

Jetzt kannst Du ein “gefühltes” Ziel in konkrete Worte fassen. Es bildet die Grundlage für den nächsten Schritt: das Füllen des Product Backlogs. Das ist die Liste der Anforderungen an das Produkt.

Im nächsten Artikel der Reihe lernst Du dafür eine Methode. Sie macht es einfach, Anforderungen zu sammeln, sie zu priorisieren und Produkt-Releases zu planen. Alles in einem Abwasch.

Projektstart mit Scrum: Am Anfang steht das Ziel was originally published in Bitgrip on Medium, where people are continuing the conversation by highlighting and responding to this story.

Gute Projekte haben einen Plan und erreichen ein Ziel. Das trifft auch auf agile Projekte zu. Die konsequente Priorisierung qualifizierter Anforderungen bildet in beiden Fällen die Grundlage. Die Welten liegen dichter beieinander als man erstmal denkt.

Ist es für Dich auch beeindruckend auf einen großen Projektplan zu schauen und Du suchst dann, wie auf einer Landkarte, wo wir sind? Oder wo wir sein könnten?

Es ist schön, viel Wissen für so einen Plan zusammen zu tragen. Das gibt Dir ein gutes Gefühl. Verunsichert Dich dagegen das Gerede über agiles Arbeiten? Macht es Dir vielleicht Angst, weil Du nicht weißt, ob es noch Platz für Dich oder ordentliche Projekte gibt?

Hier bist Du zu Hause

Der erste große Brocken, den ein klassisches Projekt liefert, ist das Ergebnis einer umfassenden und detaillierten Anforderungsanalyse: das Lastenheft.
Da steht alles drin, was gebraucht wird. In vielen Workshops wurde hervorragende Arbeit geleistet, um aus der Aussage „Wir wollen das was wir jetzt haben, nur modern“ eine verlässliche Referenz zu formulieren, an der am Ende die Ergebnisse gemessen werden. Es ist die Bibel des Projekts. Dank des Lastenhefts weiß man auch, was man am Ende bekommt.

Es dauert meist zwischen drei und sechs Monaten, bis das Werk fertig ist, ein immenser Aufwand und ein respektabler Stoß Papier.

Die Reihenfolge aller Arbeiten findet sich im Projektplan. Ebenfalls detailliert mit Abhängigkeiten und Zuständigkeiten, jeweils beziffert mit zeitlichen Aufwänden.

Sobald ein Team gefunden ist, das das Vorhaben umsetzt, geht’s los. Wie die Anforderungen umgesetzt werden, wird in einem Pflichtenheft festgelegt. Dann wird nach dem Plan gearbeitet und immer darauf geachtet, dass er eingehalten wird. Dafür gibt es ein Reporting nach oben. Denn nur ein Projekt, das nach Plan läuft, bleibt im Budget und erreicht das Ziel in der geplanten Zeit. So ein Projekt ist erfolgreich.

Das Team arbeitet alle Aufgaben des Plans ab. In der vorgedachten Reihenfolge, so dass man merkt, wann etwas aus dem Ruder läuft.

Oft dauert diese Phase zwischen zwölf und 24 Monaten und endet mit dem Go-Live. Das ist der magische Moment, in dem der Auftraggeber das erste Mal das fertige Ergebnis sieht.

Die umgesetzten Anforderungen sind zu diesem Zeitpunkt wenigstens 15 Monate, oft sogar schon mehrere Jahre alt.

Alle Wünsche oder Korrekturen, die sich im Projektverlauf ergeben, werden als Change Request erst nach dem Go-Live umgesetzt und extra abgerechnet. Sonst kann nicht für den Erfolg des Projekts garantiert werden.

Das ist eine saubere Herangehensweise, die sich auf die Weisheit derer verlässt, die das Projekt geplant haben. Und es funktioniert. Solange sich weniger als vier Prozent der Anforderungen ändern oder man nicht mit echten Menschen arbeitet.

Ernüchterung tritt ein

Oft stellen Auftraggeber erst beim Go-Live fest, dass sie sich ein anderes Ergebnis vorgestellt haben, als sie das Lastenheft beschrieben hat.

Oft steigt der Druck zum Ende des Projekts und die Arbeitswochen werden länger, weil das Team es sonst nicht schafft, den Plan einzuhalten und die Projektampel „nach oben gegrünt“ ist.

Oft ist zum Go-Live die Liste der Change Requests schon sehr lang und teuer und das Ergebnis erst dann ansprechend, wenn die meisten davon umgesetzt sind.

In echt ist das also nicht mehr ganz so rosig. Vergessen wir bitte trotzdem nichts von dem was wir als Projekt-Manager gelernt haben! Schauen wir nur kurz von den Zahlen auf und schalten den Verstand ein.

Geht es besser?

Wie wäre es, wenn wir die Zeit zwischen Anforderung und Ergebnis von Jahren auf Wochen oder Tage verkürzten? Könnte man nur überschaubare Zeitabschnitte planen und controllen, um realistischer zu sein? Könnten wir auf Change Requests verzichten und Änderungen direkt umsetzen? Könnten wir darauf verzichten, Leute zu kontrollieren und sie ungestört arbeiten lassen?

Ja, das können wir. Das ist Scrum.

Scrum ist keine neue Erfindung. Es ist keine neue Welt. Es ist nicht die Lösung aller Probleme und gibt nicht auf alles Antwort. Vieles, was wir gelernt haben, funktioniert noch. Wir backen mit Scrum nur kleinere Brötchen, dann läuft auch die Backstube und die Gourmets bekommen, was ihnen wirklich schmeckt.

Gut gereift

Scrum ist kein “alter Wein in neuen Schläuchen”. Scrum ist die Essenz der letzten 50 Jahre Untersuchung zum Thema „Was machen sehr erfolgreiche Teams anders als die anderen“.
Der kleinste gemeinsame Nenner ist im Scrum Guide formuliert. Scrum gibt der Wolke „agil“ eine klare Struktur. Deshalb können klassische Projekt-Manager es leicht lieb gewinnen.

Scrum erfordert Disziplin. Weicht man vom Vorgehen im Scrum Guide ab, kostet es Erfolg.

Scrum definiert Rahmenbedingungen in Form von Rollen, Regeln und Events. Es ermöglicht das Reagieren auf Veränderung. Die Arbeit muss man immer noch selbst erledigen.

Du kriegst was du brauchst

Eine weit verbreitetes Vorurteil klassischer Projekt-Manager lautet: “Bei Scrum weiß man nicht, was man bekommt!” Doch. Man bekommt das, was tatsächlich dem Bedarf entspricht.

Bei Wasserfall-Projekten hat man lediglich den Eindruck zu wissen, was man bekommt. Ob man überhaupt etwas bekommt, weiß man erst am Tag des Go-Lives. Und Vertragsstrafen lösen dann auch kein Problem mehr.

Mit Scrum bekommt man regelmäßig und in kurzen Abständen Ergebnisse serviert und kann direkt Einfluss auf den weiteren Verlauf nehmen.

Geht’s schneller oder dauert’s länger?

Scrum-Projekte können kürzer sein, müssen sie aber nicht. Man kann einfach aufhören, wenn das Ergebnis gut genug ist.

Scrum-Projekte haben eine flachere Stress-Kurve, weil es keine Meilensteine oder Go-Live-Termine gibt. Es gibt aber auch keine entspannte Anfangsphase, in der man sich erstmal gemütlich einrichtet.

Scrum-Projekte beginnen mit einem Kick-Start und haben durch die Sprints eine etwa gleichbleibende Belastungskurve. Urlaubssperre, Wochenendarbeit oder angeordnete Überstunden kenne ich aus Scrum-Projekten nicht.

Du trägst Verantwortung — wie jeder im Team.

Scrum-Projekte haben keinen Projekt-Manager. Keine Sorge, Du wirst nicht arbeitslos. Du musst Dich nur entscheiden: Übernimmst Du die Verantwortung für klare und priorisierte Anforderungen, so dass das Team in kurzer Zeit das Bestmögliche bauen kann? Dann wärst Du Product Owner. Oder unterstützt Du alle Beteiligten dabei, Ihre Aufgaben zu erledigen und jeden Tag besser zu werden? Dann wärst Du Scrum Master.

Der Spieß dreht sich um: Das Team ist nicht mehr für Dich da und sichert Deinen Erfolg. Mit Scrum bist Du für das Team da.

Das klingt vielleicht nach Anarchie. Es bedeutet, dass Du Dich nicht auf den Plan verlässt.

Verlass Dich auf Menschen

Die Sache mit dem Vertrauen, dass jeder im Team seine Arbeit erledigen will, ist sicherlich die größte Hürde, die Du nehmen musst.

Stell Dir vor, Du müsstest Deine Zeit nicht damit verbringen, Menschen zu kontrollieren und anzutreiben. Du könntest Dich stattdessen darum kümmern, dass das Ergebnis gut ist.

Und das wolltest Du doch von Anfang an.

Siehst Du, wir sind gar nicht so unterschiedlich.

Wie Du ein Projekt mit Scrum anfängst, indem du zunächst Dein Ziel genau definierst, erfährst Du im Artikel Projektstart mit Scrum: Am Anfang steht das Ziel.

Scrum für Wasserfall-Romantiker was originally published in Bitgrip on Medium, where people are continuing the conversation by highlighting and responding to this story.

Der Sommerurlaub rückt in greifbare Nähe. Im Moment siehts so aus, als wären große Reisen im Juli und August nicht möglich. Wie verbringt man den Sommer, wenn alle Urlaubspläne hinfällig sind? Was stellen wir wochenlang mit uns und unseren Kindern an, wenn wir weiter an unsere Wohnung gebunden sind?

Holen wir uns doch das Abenteuer einfach nach Hause! Wie wäre es, die eigenen vier Wände aufzuhübschen und die Küche zu renovieren? So als Familien-Challenge - also alle machen mit.

Wir haben das gemacht, nicht zum ersten Mal. Und wir hatten reichlich Spaß dabei. Und ein Mittel gegen Frust:

Scrum!

Unser Ziel: In drei Wochen ist die Küche wieder drin und benutzbar. In unserem Fall reden wir nicht über etwas neue Farbe an der Wand. Wir reden über eine energetische Grundsanierung. Das ist handfest und bedeutet Stemmhammer, viele Kubikmeter Schutt und jede Menge Schweiß. Genau genommen wäre das Ganze in der kurzen Zeit schon mit professionellen Handwerkern eine Herausforderung. Wir halten es eher wie Herman Hesse: “Man muss das Unmögliche versuchen, um das Mögliche zu erreichen.”

Die Ausgangssituation

Wir hatten zwei alte Zimmer, zusammen 55 Quadratmeter, die entkernt, zusammengelegt und saniert werden sollten.

Die Decke musste raus, diverse massive Wände wurden abgerissen, der Fußboden aufgestemmt, einen knappen halben Meter tief ausgeschachtet und mit Dämmung wieder aufgefüllt. Das hieß: buddeln mit Schaufeln und Schubkarren im Wohnzimmer und in der Küche.

Das Team

Wir sind eine ganz normale vierköpfige Familie: Zwei Erwachsene, ein Kita-Kind und ein Grundschulkind.

Keiner von uns hat eine handwerkliche Ausbildung. Ich bin Scrum Master bei BITGRIP, einer Berliner Digital-Agentur. Mein Mann arbeitet ebenfalls in einer Agentur. Aber wir wissen: was man nicht kann, kann man lernen. Unser Ziel war es, ordentliche Qualität abzuliefern, nicht nach kurzer Zeit hier und da nachzubessern.

Wir Eltern haben viele Jahre Projekterfahrung und arbeiten täglich und gern mit Scrum.

Also haben wir genau das gemacht, was wir gut können, und zogen den Umbau wie ein professionelles agiles Projekt auf. Wir hatten eine Roadmap und die notwendige Flexibilität, auf Unvorhersehbares zu reagieren. Und von diesen Überraschungen gibt’s genug, wenn man ein altes Haus hat. Das merkt man oft schon, wenn man nur ein Bild aufhängt.

Der Zeitplan

Wir hatten drei Wochen Urlaub. Also einen harten Anschlag. Kennt man von der Arbeit.

Drei Wochen = drei Sprints. Ganz grob sah die Planung so aus:

1. Sprint: Abriss
2. Sprint: Dämmen und Fußboden
3. Sprint: Wände, Decke und Küche

Echte Handwerker waren nur für den Fall geplant, wenn es gar nicht anders geht. Externe Abhängigkeiten kosten Zeit und Nerven.

Das MVP war definiert mit „Boden und Wände sind drin, Küche ist eingebaut und voll funktional.” Da braucht es ein bisschen Realismus beim Unterscheiden zwischen notwendig und schön.

Das Material und die Arbeitsmittel

Wie üblich, besorgt man vor dem Urlaub alles was man so braucht. Für manche sind das neue Koffer, ein hübscher Fummel für den Abend und glitzernde Aufblaseinhörner für den Pool. Für uns waren es große Container, puffige Dämmung, eine Fußbodenheizung, Estrich und je ein Stoß OSB- und Gipskarton-Platten.

Projektstart

Zu Beginn des Urlaubs brachen wir die großen Arbeitspakete in kleinere auf und planten den ersten der drei Sprints. Der Flurschrank wurde zum Sprintboard. Hier wanderten alle Klebezettel mit den Einzelaufgaben stetig nach rechts in Richtung „fertig“. Erst wenn eine Aufgabe erledigt war, haben wir mit der nächsten begonnen.

Jeden Morgen beim Frühstück planten wir den Tag. Wenn die Arbeiten an einer Aufgabe abgeschlossen waren, kam der jeweils andere und beurteilte das Ergebnis.

Wenn wir auf Unvorhersehbares stießen, besprachen wir gemeinsam das weitere Vorgehen. Alte Fundamente von früheren Schuppen oder eines alten Schornsteins haben die Ausschachtarbeiten behindert und mussten umgehend beseitigt werden. Die Kinder durften mitberaten, denn sie haben ja auch mitgearbeitet.

Erst wird’s nass…

In der Mitte des zweiten Sprints waren wir dem Plan voraus und mussten zwei Tage auf den Estrichleger warten. Diese Zwangspause haben wir im Wald verbracht. Dann noch mal zwei Tage relaxen am See, die der Estrich selbst brauchte, um sich von einer wässrigen Suppe in festen Boden zu verwandeln.

…und dann trocken

Als wir am Morgen die schöne neue Fläche betraten, ging’s erst an die Wände, dann an die Decken.
Wir haben zwei neue Trockenbau-Wände aufgestellt. Sie sind wunderbar flexibel: Wenn wir irgendwann mögen, nehmen wir sie weg und öffnen den Raum zum Flur hin.

Die lange Außenwand erhielt eine Dämmung. Eine vorgesetzte luftdichte Spezialfolie verhindert Schimmelbildung in der Mineralwolle, denn durch die Innen-Dämmung rückt der Taupunkt nach innen, wo man ihn eigentlich nicht haben will.

Die zwei Decken der urspünglichen Räume konnten wir ohne großen Aufwand vereinigen. Es war fast ein wenig Glück dabei, dass wir auf die selbe Höhe kamen. Heute wirkt es wie aus einem Guss.
Dank gut ausgerichteter Unterkonstruktionen waren Wände und Decken schnell verschlossen und konnten sauber verspachtelt werden.

Tipps aus der Praxis

Beim Thema Innenausbau haben wir folgendes gelernt: Gipskartonplatten werden in der Regel doppel-lagig verlegt. Das heißt, auf die untere Lage Platten kommt noch eine drauf, die Stöße versetzt. Das ist sofort deutlich stabiler und später viel leiser.

Meist kann die untere Lage durch OSB-Platten ersetzt werden. Dann muss man beim Anschrauben der zweiten Lage nicht unbedingt die Unterkonstruktion treffen. Vor allem aber vereinfacht das OSB die spätere Befestigung schwerer Hängeschränke oder Hochbetten enorm. Die Last verteilt sich großflächig. Das geht dann sogar ohne Dübel. Schrauben braucht man aber immer noch ;-)

Fertig

Es war Sonntagabend, einen Tag vor der Rückkehr ins Büro, als wir nach drei Wochen das erste Mal wieder drinnen gegessen haben — in unserer niegelnagelneuen Küche. MVP geschafft!

Bis alles clean und fein war, brauchte es noch ein paar Wochenend-Releases. An einem haben wir die Tapeten geklebt, am nächsten Fliesen gelegt und so weiter.

Auf das Ergebnis sind wir sehr stolz: Der neue Raum hat große Fenster, ein kleiner Teil der Decke ist verglast, um auch Licht aus dem Obergeschoss zu nutzen. Die Küche ist zum Wohnzimmer hin offen und der neue Mittelpunkt des Hauses. Hier spielt sich ein Großteil unseres Alltags ab. Wir bauen Buden und toben oft wild auf dem warmen Fußboden herum.

Die Vorzüge der dicken Dämmung und des Kamins konnten wir im vergangenen Winter genießen.

Würde ich das nochmal machen?

Ja. Das war einer meiner besten Urlaube. Es war abenteuerlich, es hat unsere Familie zusammen geschweißt und wir sind jeden Tag zufrieden in unsere Betten gesunken. Es fühlte sich für uns alle einfach gut an.

Wir werden das wieder machen. Wir haben noch einen alten Schuppen, der kräftig aufpoliert werden will.

Jetzt Du!

Zwei oder drei Wochen Sommerurlaub sind eine ganz schön lange Zeit. Mach doch mal was, wovon nicht nur Fotos und vage Erinnerungen übrigbleiben, sondern etwas, das Werte schafft und Dich jeden Tag glücklich macht. Gerade jetzt.

Das zufriedene Gefühl, wenn du siehst, was du geschafft hast, ist durch wenig zu übertreffen, denn wie sagt man so schön: Machen ist wie wollen, nur krasser.

Und mit einer guten Organisation und Scrum kannst du mehr schaffen, als du vielleicht glaubst. Also: Fang an zu planen, der Sommer steht vor der Tür!

Alles Wissenswerte über Scrum findest du im Scrum Guide.

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Urlaub mit Impact für Dich was originally published in Bitgrip on Medium, where people are continuing the conversation by highlighting and responding to this story.

So findest du die perfekte Programmiersprache für dein Projekt

Programmiersprachen gibt es fast so viele wie Kaffeesorten. Doch welche passt am besten zu meinem Projekt? Dieser Artikel bietet eine Sammlung von Fragen, die sich Entscheider und Entwickler beantworten sollten, bevor sie ihre Wahl treffen.

In den letzten zwei Jahrzehnten entstanden über 20 neue Sprachen, darunter so bekannte wie Groovy (2003), Go (2009), Kotlin (2011), TypeScript (2012) und Swift (2014). Viele laufen unter Open Source-Lizenz und nur wenige sind kommerziell. Mögliche Einsatzszenarien einer Sprache lassen sich schnell an der Laufzeitumgebung und den sprachlichen Paradigmen erkennen:

• Nativ oder Virtuell
• Deklarativ oder Imperativ
• Prozedural oder Objekt orientiert
• Natürlich Sprachlich oder Mathematisch.

Reizvolle Features in einer neuen Sprachen verleiten schnell dazu, diese als Heilsbringer oder Heiligen Gral der Programmierung zu betrachten. Keine Frage: Sprachliche Features sind wichtig, denn sie erhöhen die Produktivität. Niemand will sich noch mit dem Sprachumfang von Java 1.4 quälen, wenn auch der Einsatz von Java 8 oder neuerer Versionen möglich ist. Doch allein innovative Features machen eine Sprache nicht automatisch zur richtigen Wahl für das nächste Projekt.

Neu ist nicht gleich besser

Um die Einsatzfähigkeit einer neuen Sprache für ein Projekt zu bewerten, müssen sehr viele Kriterien berücksichtigt werden.

Um keine Romane zu schreiben, musste ich mich bei der Auswahl der hier behandelten Kriterien einschränken. Es gilt, eine Hochsprache mit vielseitigem Einsatzzweck zu bewerten. Nischenprodukte für den Einsatz in eingebetteten Systemen oder wissenschaftlichen und mathematischen Projekten werden hier nicht betrachtet. Die Kriterien gliedern sich in drei Blöcke: Systemnahe Funktionen, Frameworks und Bibliotheken sowie Ökosysteme.

Systemnahe Funktionen

Bei den systemnahen Funktionen geht es darum festzustellen, wie gut die Sprache den Entwickler dabei unterstützt, die zur Verfügung stehenden Ressourcen zu nutzen.

Speichermanagement

Automatisches dynamisches Speichermanagement ist aus modernen Sprachen nicht mehr wegzudenken und daher obligatorisch.

• Wie effizient funktioniert das?
• Lässt es sich konfigurieren?
• Wie groß ist der Speicherhunger einer Anwendung?
• Wie groß ist der Overhead, um den Speicher zu organisieren?
• Welche Möglichkeiten gibt es, um ein Speicherleck zu entdecken?

Nebenläufigkeit

Die Programmierung von nebenläufigen Anwendungen ist für viele Entwickler schwierig. Dabei gibt es bereits Sprachen oder Laufzeitumgebungen, die einen direkten Umgang mit Threads und konkurrierenden Zugriffen vereinfachen oder sogar verhindern.

Dennoch sollte die Sprache dokumentieren, wie konkurrierende Zugriffe atomar und transaktional sichtbar ermöglicht werden oder welches andere Konzept zu tragen kommt.

• Ist Concurrency vorgesehen?
• Gibt es zu Threads und Mutex abweichende Konzepte wie Channels oder Event Loop?
• Welche Möglichkeiten gibt es einen Deadlock zu erkennen oder ist dieser gar nicht erst möglich?

Ausnahmebehandlung

Das Erzeugen und Fangen von Ausnahmen (Exceptions) ist eines der wichtigsten Konzepte zum Übermitteln von Fehlerzuständen zur Laufzeit einer Anwendung. Fast alle Sprachen unterstützen Exceptions, da diese bereits in moderne Prozessorarchitekturen integriert sind.

• Können Ausnahmen als beliebiges oder vererbtes Objekt erzeugt werden?
• Kann eine gefangene Ausnahme auf Typ oder Inhalt analysiert werden?

Eingabe und Ausgabe

Alle Betriebssysteme steuern die Eingabe und Ausgabe von Daten. Sei es der Zugriff auf das Dateisystem oder das Netzwerk. Eine Sprache sollte diese Funktionen des Betriebssystem effizient und wenn möglich für den Entwickler einfach oder sogar elegant bereitstellen.

• Werden alle Dateisystem-Funktionen unterstützt (auch z.B. Seek, Watch, Move, Permissions)?
• Lassen sich größere Datenmengen als Stream lesen oder schreiben?
• Wird IPv6 unterstützt?
• Wird UDP unterstützt?
• Wird IPC Socket unterstützt?

Frameworks und Bibliotheken

Fast jede moderne imperative Hochsprache wird es ermöglichen, Anwendungen in sauberen Software-Architekturen zu erstellen. Aber das Rad muss nicht jedes Mal neu erfunden werden. Wie steht es also um die Unterstützung in diesem Thema durch Bibliotheken oder Frameworks? Architekturmuster sind ein weites Feld. Deshalb habe ich mich hier auf typische Muster für Webanwendungen beschränkt.

Model View Controller

Serverseitige Webanwendungen basieren fast immer auf dem MVC-Mustern. Eine eigene Implementierung ist möglich, aber nicht in jedem Fall notwendig. Ein MVC-Framework sollte mehr können als seine drei Buchstaben versprechen. Hinzu kommen meist Funktionen für das Binding und die Validierung des Input-Models und Funktionen für die Authentifizierung und Autorisierung von Nutzern mit Basic, Digest oder Bearer.

MVC-Frameworks sollten eine einfache Erweiterung ihrer Funktionen erlauben. Oft ist hier von Interceptor, Handler oder Middleware die Rede.

• Gibt es Unterstützung für MVC durch Frameworks?
• Ist das Framework gut erweiterbar?

Object Relational Mapping

Viele zu programmierende Anwendungen verwalten Daten. Diese wollen gespeichert werden. Wer nicht auf Dokument-basierte Datenbanken zurückgreifen kann oder möchte, sondern eine Relationale Datenbank bevorzugt, der wird in größeren Projekten auch ein ORM verwenden wollen.
Ein ORM-Framework sollte mindestens folgende Eigenschaften aufweisen:

• Datenbank-Technologie agnostisch
• Relationen: One-to-Many, Many-to-One, One-to-One, Many-to-Many
• Laden von Relationen bei Bedarf
• Transaktionen und Isolations Level
• Optimistische Sperren
• Kombinierte Primärschlüssel

SQL-Abstraktion und -Treiber

Es muss nicht immer gleich ein ORM-Framework sein. Doch auch ein einfacher Zugriff auf eine relationale Datenbank sollte Technologie agnostisch erfolgen. Hierfür ist eine Abstraktion erforderlich. Diese Abstraktion wird dann vom Technologieanbieter als Treiber implementiert.

• Gibt es eine Abstraktion und implementierte Treiber für gängige relationale Datenbanken?

NoSQL und Messaging

Die meisten NoSQL-Datenbanken und Messaging-Systeme nutzen proprietäre Protokolle für die Datenübertragung. Hierzu ist es notwendig auf eine Client-Implementierung des jeweiligen Anbieters zurückzugreifen. Typische Anbieter sind z.B. MongoDB, CouchDB, Cassandra, etcd, Kafka oder Redis.

• Gibt es eine Client-Implementierung für den gewünschten Anbieter?

Kryptographie

Verschlüsselte Kommunikation oder Persistenz ist für öffentliche Anwendungen eine Kernfunktionalität. Auch hierfür sollte eine Bibliothek oder ein Framework gefunden werden, da die Implementierung komplex und fehleranfällig ist. Im besten Fall wird die crypto API des Kernels verwendet.

• Gibt es Unterstützung für Kryptographie in der Sprache oder als Bibliothek?
• Werden aktuelle Hash- und Verschlüsselungsalgorithmen unterstützt?

Aspektorientierung

Aspektorientierung ist kein Paradigma der Sprache als solches. Vielmehr ist es die Möglichkeit über Annotationen/Tags und Reflektion in einer objekt-orientierten Sprache generische Funktionen abzubilden und hiermit eine Entkopplung der funktionalen Komponente von technischen oder anderen fachlichen Details herzustellen. Das ist besonders nützlich für die Implementierung der Autorisierung des Zugriffs auf Objekte oder Methoden.

• Gibt es Frameworks für Aspekte?
• Gibt es Reflektion von Objekten und Annotation von Strukturen der Sprache?

Ökosystem

Die Features einer Sprache und die Unterstützung durch Bibliotheken sind nur eine Seite der Medaille. Wie sieht es mit unterstützenden Werkzeugen aus, die für Komfort in der Entwicklung sorgen oder die entwickelte Software testen, verpacken oder verteilen?

IDE Unterstützung

Egal ob leichtgewichtiger Editor im Terminalfenster oder vollausgestattete IDE, es gibt Features auf die ich beim Entwickeln nicht verzichten könnte. Da seien genannt:

• Syntax-Highlight
• Code-Completion
• Code-Navigation
• Code-Format
• Debugger

Damit die IDE eine Refactoring von Code unterstützt, welches über ein einfaches Suchen und Ersetzen hinaus geht, muss die IDE den Syntaxbaum der Sprache verstehen und validieren können. Das ist gerade für sehr neue Sprachen nicht immer der Fall.

Ein Verständnis des Syntaxbaum setzen auch Werkzeuge für die statische Code-Analyse voraus. Manche Sprachen analysieren den Code bereits während des Compile- oder Transpile-Vorgangs und monieren Verstöße gegen Regeln für sicheren oder wartbaren Codes oder gegen den guten Stil.

Bauen und Verteilen

Der fertig entwickelte Code im Versionskontrollsystem nützt nur begrenzt. Für den Build, die Paketierung und die anschließende Verteilung der Software-Pakete braucht es unterstützende Werkzeuge. Oft sind diese nur als einzelne Kommandozeilen-Werkzeuge verfügbar und es sollte zusätzlich nach einer Orchestrierung geschaut werden, welche auch in einem Continuous Integration System funktioniert.

• Gibt es Werkzeuge, um abhängige Bibliotheken revisionssicher zu verwalten?
• Gibt es Repositories, um Bibliotheken oder ausführbare Anwendungen zu verwalten?

Unit Tests

Unit Tests lassen sich ohne Umwege direkt in der jeweiligen Sprache schreiben. Aber auch hier lohnt ein Blick, ob es Bibliotheken für die Testausführung und das Reporting oder für das Mocking von abhängigen Services oder für Assertions gibt.

Und sonst noch …

Ein Blick in die bekannten Foren und Source Code-Repositories zeigt, wie aktiv die Community ist. Ich weiß, das kann sehr ermüdend sein. Doch eine oder zwei mit der Dokumentation oder einem Tutorial verbrachte Stunden sind Gold wert und definitiv keine Zeitverschwendung. Eventuell gibt es bereits aufgeschriebene Best Practices als Anregung für das eigene Arbeiten.

• Wie viele Projekte gibt es in der neuen Sprache bereits?

Im Umfeld mancher Sprachen, die innerhalb einer virtuellen Laufzeitumgebung laufen, sind weitere entstanden. Diese können als Plug-in-replacement fungieren, da das bestehende Ökosystem und die Laufzeitumgebung fast vollständig genutzt werden. Hier fällt ein Umstieg natürlich leichter. Bekannte Beispiele hierfür sind Groovy oder Kotlin statt Java oder auch TypeScript statt JavaScript.

Grundsätzlich sollt man sich die Frage stellen, warum ein Umstieg auf eine neue Sprache überhaupt notwendig erscheint.

• Was kann die bisherige Sprache nicht leisten?
• Lohnt es sich nur Teilsysteme eines Projekts mit einer neuen Sprache zu erstellen?

Zusammenfassung

Dieser Artikel liefert viele wichtige Fragen, die man sich ehrlich beantworten sollte, bevor man sich für die passende Programmiersprache für ein Softwareprojekt entscheidet. Neu heißt nicht automatisch besser. Manchmal hilft es schon, sich bei anderen Projekten in der eigenen Firma umzusehen oder mit anderen Architekten zu sprechen.

Trotzdem kann auch eine neue Programmiersprache die genau richtige Lösung für das Projekt sein. Deshalb ist es wichtig, immer auf dem aktuellen Stand zu bleiben. Bei meiner Firma BITGRIP, wo ich als Software-Architekt arbeite, machen wir das so.

In diesem Beitrag findet ihr ein aktuelles Ranking der beliebtesten Programmiersprachen. Auch hier wird nochmals deutlich, wie dynamisch dieser Bereich ist.

Welche Erfahrungen habt ihr bei der Auswahl der richtigen Programmiersprache gesammelt? Ich freue mich über Meinungen, Fragen, Vorschläge und Kritik.

Wenn du mehr über BITGRIP, unsere Projekte und unseren Tech-Stack erfahren willst, folge uns auf Twitter @bitgrip_berlin, LinkedIn oder hier auf Medium.

So findest du die genau richtige Programmiersprache für dein Projekt was originally published in Bitgrip on Medium, where people are continuing the conversation by highlighting and responding to this story.