Additive Fertigung in der Kriegsführung

Die Additive Fertigung (AF) – gemeinhin als 3D-Druck bezeichnet – ist vielseitig einsetzbar und hat das Interesse verschiedener Akteure geweckt. Diese reichen von Hobbybastler*innen über Ingenieur*innen aus verschiedenen Branchen bis hin zu böswilligen Akteuren, die die Technologie für kriminelle Absichten nutzen. Die Verwendung von AF für illegitime Zwecke ist daher ein Problem für die nationale und internationale Sicherheit geworden. AF umfasst eine Reihe von Grundlagentechnologien, die neben der Produktion von diversen zivilen Objekten, die Herstellung von Waffen oder anderen militärischen und sicherheitsrelevanten Ausrüstungsgegenständen verschiedenster Arten, einschließlich problematischer Objekte, ermöglichen. Das macht diese Technologien zu Dual-Use-Technologien.¹ Die größte Bedrohung ist aktuell die Fähigkeit nichtstaatlicher Akteure, Gegenstände selbst herzustellen, die die öffentliche Sicherheit gefährden, z. B. durch 3D-gedruckte Feuerwaffen oder andere sicherheitsrelevante Gegenstände, wie Teile für den Zusammenbau von improvisierten Sprengsätzen (improvised explosive devices, IEDs) oder andere waffenfähige Gegenstände. Während sich einige dieser Bedrohungen bereits verwirklicht haben, wie die ständig steigende Zahl der von der Polizei beschlagnahmten hochentwickelten 3D-gedruckten Schusswaffen zeigt,² sind die Auswirkungen von AF auf die internationale Sicherheit und Stabilität bisher wenigerer stark ausgeprägt.

Angesichts des Zuflusses von 3D-gedruckten Gegenständen, der an aktuellen Kriegsschauplätzen wie der Ukraine und Myanmar zu verzeichnen ist, könnte sich dies jedoch ändern. Sowohl eine Top-down- als auch eine dezentralisierte Bottom-up-Entwicklung und -Verteilung von AF-gefertigten Gegenständen sind beobachtbar und prägen die materiellen Realitäten im Einsatzgebiet. Im Folgenden wird ein kurzer Überblick über die Dynamik von AF als militärische Fähigkeit zur Verbesserung der logistischen Widerstandsfähigkeit von Truppen und als Mittel zur (unkonventionellen) dezentralen Produktion von Rüstungsgütern und Ausrüstung gegeben. Schließlich werden die Implikationen für Rüstungskontrolle und -regulierung im Hinblick auf das technologische Umfeld von AF in der Kriegsführung untersucht, das durch eine schrumpfende Distanz zwischen aktiven Kämpfer*innen und der zivilen Sphäre gekennzeichnet ist.

Technischer Hintergrund

Der grundlegende technologische Prozess hinter AF ist die schichtweise Herstellung von Gegenständen nach einem digitalen 3D-Modell oder -Design. Im Gegensatz zu konventionellen Fertigungsverfahren wie Umformen und Schneiden oder Fräsen wird nur das für das Endvolumen benötigte Material verwendet, was zu einer Verringerung des Materialabfalls führt. Der Zusammenhalt zwischen den Schichten wird durch das Schmelzen von Grenzschichten oder durch chemische Prozesse gewährleistet. Die internationale Norm (DIN EN ISO/ASTM 52900) unterscheidet sieben verschiedene AF-Prozesskategorien, die sich wiederum in diverse Unterkategorien aufteilen.³

Wie bei den meisten Fertigungsverfahren hängt es stark vom jeweiligen Anwendungsfall ab, welches Material und welches Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes verwendet wird. Eine breite Palette verschiedener Materialien kann verarbeitet werden, von Kunststoff über Metall bis hin zu Zellen und sogar Beton. Je nach Material kommen spezialisierte AF-Maschinen zum Einsatz: Das Spektrum reicht von relativ leicht zugänglichen und erschwinglichen Desktop-Druckern für zu Hause über technisch komplexe und teure Industriedrucker, in denen Schichten von Metallpulver mit einem Laser geschmolzen werden, um komplizierte Gegenstände zu drucken, bis hin zu großen Maschinen, die die Herstellung von Schiffsschrauben mit Wire Arc AF als Produktionstechnik ermöglichen. In den meisten Fällen ist eine zusätzliche Nachbearbeitung erforderlich, um den Materialzusammenhalt, die Haltbarkeit und die Oberflächenqualität sicherzustellen. All dies zeigt die Vielfalt von AF und motiviert zu weiterer intensiver Forschung, Erprobung und Standardisierung, um neue Optionen für die Produktion zu ermöglichen. Zu den Branchen, die bei der Integration voraussichtlich führend sein werden, gehören die Luft- und Raumfahrt, die Medizintechnik und der Werkzeugbau.⁴

AF an derzeit aktiven Kriegsschauplätzen

Es gibt Belege über eine zunehmende Vielfalt der Einsatzmöglichkeiten von AF in bewaffneten Konflikten. Die meisten Informationen über diese technologischen Entwicklungen stammen aus Berichten in sozialen Medien und Posts von Kämpfer*innen oder aus journalistischen Artikeln, in denen entweder über selbst hergestellte Waffen und Ausrüstungen oder über neue, von der Waffenindustrie entwickelte Anwendungsfälle berichtet wird. Aus solchen Berichten lässt sich eine Dichotomie der Nutzung von AF auf den Kriegsschauplätzen ableiten: Auf der einen Seite gibt es konventionelle militärische und industrielle Akteure, die AF als militärische Fähigkeit entwickeln, um die Einsatzbereitschaft und Reaktionsfähigkeit der Streitkräfte zu verbessern. Auf der anderen Seite stehen dezentralisierte Bottom-up-Anstrengungen verschiedener, oft global vernetzter nichtstaatlicher Akteure, die technische Militärausrüstung entwerfen und – in vielen Fällen kostenlos – produzieren und sie direkt an Kombattant*innen verteilen. Unabhängig von der Herkunft des Angebots besteht das allgemeine Ziel darin, kosteneffiziente Produktionsverfahren zu entwickeln, Lücken in der Lieferkette zu schließen oder den Zugang zu Gütern zu ermöglichen, die sonst nicht zugänglich sind.

AF als militärische Fähigkeit: Konventionelle staatlich geförderte Versorgung und Verteilung für mehr Widerstandsfähigkeit

Im Rahmen der Militärhilfe haben die Vereinigten Staaten den ukrainischen Streitkräften (Ukrainian Armed Forces, UAF) nicht näher spezifizierte 3D-Drucker zur Verfügung gestellt, mit denen die Truppen sich in Frontnähe mit Zündstiften für die Haubitzen M777 und anderen Gegenstände neu ausstatten können.⁵ Viele Plattformen, wie z. B. die Panzerhaubitze, sind ohne spezielle Fachkenntnisse schwer zu reparieren und zu warten. Daher haben die USA ein Programm entwickelt, um den ukrainischen Streitkräften diese Fachkenntnisse aus der Ferne zur Verfügung zu stellen, damit die Plattformen schnell wieder an die Front zurückkehren können.⁶ Dies ist ein Beispiel dafür, wie AF in der Anfangsphase eines Zermürbungskrieges eingesetzt werden kann, in der konventionelle Versorgungslinien noch nicht etabliert sind. Daran zeigt sich auch der Stand der Technik von AF als militärische Fähigkeit, die bereits in kurzer Zeit eingesetzt werden kann. Die Verbesserung dieser Fähigkeit zielt darauf ab, die Reaktionsfähigkeit, die Einsatzbereitschaft und die Autonomie im Einsatzgebiet zu erhöhen, auch in späteren Phasen der Kampfhandlungen.⁷ Diese Vorteile sind nicht auf ein aktives Kampfgebiet beschränkt, sondern gelten allgemein für die Materialverwaltung und Logistik in den Streitkräften. Da die Systeme oft mehrere Jahrzehnte im Einsatz sind, stellen die Originalausstatter (Original Equipment Manufacturer, OEM) manchmal die Produktion von Ersatzteilen ein. AF kann zur Herstellung solcher Altteile verwendet werden und verlängert somit die Lebensdauer der entsprechenden Systeme. Die Professionalisierung der Fähigkeit, Teile an Ort und Stelle herzustellen, soll auch die Effizienz in Militärlagern und -stützpunkten erhöhen, indem sie die Abhängigkeit von pünktlichen Ersatzteillieferungen aus dem Herkunftsland⁸ verringert und letztlich die Kosten senkt, die sich aus der materiellen Abhängigkeit von den OEM ergeben.⁹ Eine ähnliche Dynamik gilt für die Seestreitkräfte, da diese während der Einsätze von der Versorgung abgeschnitten sind und nur Zugang zu Werkzeugen und Teilen an Bord haben.¹⁰ Zusammenfassend lässt sich sagen, dass AF in der Kriegsführung das Potenzial hat, eine schnelle, zeitnahe und bedarfsgerechte Produktion von Teilen zu ermöglichen. Ein breites Spektrum von Anwendungen ist möglich, von vorübergehenden Ersatzteilen über normale Abnutzung bis hin zur Wartung von Altsystemen. AF-Technologien ermöglichen eine größere Materialunabhängigkeit vor Ort, den Druck von Teilen in geringen Stückzahlen und die schnelle Anfertigung maßgeschneiderter Teile für medizinische Anwendungen. All diese Anwendungen zusammengenommen zielen darauf ab, die Widerstandsfähigkeit der Streitkräfte zu erhöhen.

Neben dem Einsatz bei der Integration in aktive Kriegsschauplätze ist die Rüstungsindustrie generell an der Nutzung von AF interessiert. Neue Entwicklungen und AF-Technologien versprechen die Konstruktion neuer, leichterer Produkte und Senkung der Produktionskosten – alles im Einklang mit dem allgemeinen Ziel, die militärische Logistik zu verbessern und die Produktionseffizienz zu steigern.¹¹

AF in der Primärproduktion von Rüstungsgütern und Ausrüstung: eine wachsende Rolle nichtstaatlicher Akteure

Neben der Top-down-Integration in das Militär wird AF zunehmend von nichtstaatlichen Akteuren genutzt, um Militärtechnologie und -ausrüstung zu produzieren, die teilweise oder größtenteils 3D-gedruckt sind. Diese Entwicklung verläuft parallel zur konventionellen Entwicklung und Integration von AF in der Rüstungsindustrie und der Bereitstellung von Rüstungsgütern durch den Staat und etabliert dezentralisierte nichtstaatliche Akteure als Entwickler und unabhängige Bottom-up-Lieferanten von Rüstungsgütern. Ein berüchtigtes Beispiel sind die bereits erwähnten 3D-gedruckten Feuerwaffen und andere Geräte, die als Waffe verwendet oder umgerüstet werden können. Solche Gegenstände werden auf den Kriegsschauplätzen in der Ukraine und in Myanmar eingesetzt, kamen aber auch bei mehreren Vorfällen rechtsextremistischer Waffengewalt zum Einsatz. Vor allem rund um 3D-gedruckte Waffen hat sich eine ständig wachsende Online-Community gebildet, die Designs, bewährte Verfahren und detaillierte Informationen über den Waffenbau austauscht. Angefangen mit einem Modell namens „Liberator“, einem eher rudimentären Entwurf, der nur einen Schuss zulässt, haben sich diese Bemühungen zu halbautomatischen Pistolenkaliber-Karabinern wie dem 9-mm-Karabiner „FGC-9“ weiterentwickelt, der zu 80-90 % aus 3D-gedruckten Polymerteilen besteht. Um die Materialeigenschaften zu erreichen, die 3D-gedruckte Feuerwaffen funktionsfähig und damit gefährlich machen, ist ein beträchtliches Maß an Experimentieren mit verschiedenen Parametern erforderlich, z. B. mit dem Rohmaterial, der Prozesstemperatur und der Fließgeschwindigkeit. Untersuchungen nationaler Behörden haben gezeigt, dass solche Waffen der Leistungsfähigkeit konventioneller Waffen nahe kommen und als solche in Myanmar von den gegen die Militärjunta kämpfenden Rebell*innen eingesetzt werden.¹² Aufgrund der Zugänglichkeit und Erschwinglichkeit von 3D-Desktopdruckern beschränkt sich die Innovation von Polymerteilen nicht nur auf Feuerwaffen, sondern erstreckt sich auch auf neue Gegenstände wie kleine Drohnen, Munition und Bombenhülsen, medizinische Hilfsmittel wie Aderpressen usw.

Innovation nahe den Frontlinien

Sowohl in der Ukraine als auch in Myanmar entstand diese Innovation spontan aus den dezentralen und vielfältigen Bemühungen von Familienmitgliedern, Freiwilligen, Verbänden und Online-Gemeinschaften zur Unterstützung der Soldat*innen an der Front. Mit dem anhaltenden Konflikt werden diese Innovations-, Herstellungs- und Vertriebsnetze zunehmend professionalisiert. In der Ukraine hat die Regierung eine Innovationsstruktur mit der Bezeichnung Brave1 geschaffen, um die Effizienz des Entwicklungs- und Innovationsprozesses zu steigern und die Erprobung und rasche Einführung neuer Systeme zu erleichtern. In Verbindung mit der individuellen und kollektiven nichtstaatlichen Unterstützung hat dies in der Ukraine zu einem Umfeld geführt, in dem viele neue Akteure unter anderem 3D-gedruckte militärische Ausrüstung entwerfen und anbieten.¹³ Beispiele sind 3D-gedruckte Grabenperiskope, Heckflossen für Bomben, Drohnenbombengehäuse, Drohnenabschussplattformen, Drohnengreiferklauen, Sturmgewehr-Magazinlader usw.¹⁴ Mit zunehmender Professionalisierung werden einige Akteure zu Zulieferern der UAF und damit zu einem Teil der Top-down-Lieferkette. Viele Akteure sind jedoch nicht als Unternehmen, sondern als Netzwerk organisiert, das die Soldat*innen direkt beliefert und so die Nachschubkette von oben nach unten umgeht. Das Ergebnis ist ein Zustrom von oft nicht standardisierten Produkten, die flexibel auf den Materialbedarf der lokalen Einheiten reagieren. Da die Versorgung und Verteilung häufig dezentral erfolgt, kann davon ausgegangen werden, dass der Zugang zu diesen Gegenständen entlang der Frontlinie unterschiedlich ist. Inwieweit sich eine solche ungleiche Verteilung auf die Kriegsführung auswirkt, ist unklar, allerdings wurden Produkttests und Prototyping während der Kämpfe in der Ukraine zunehmend normalisiert.¹⁵ Da 3D-gedruckte Gegenstände Teil einer solchen Entwicklung sind, ergeben sich zusätzliche Risiken wie die Normalisierung einer Trial-and-Error-Praxis, bei der die Last solcher Experimente nicht von dem Akteur getragen wird, der die Tests durchführt, sondern von dem Subjekt, an dem getestet wird.¹⁶ Es ist sicher, dass die Do-it-yourself-Herstellung und der Vertrieb von AF-gefertigten Gegenständen für und an der Frontlinie ein Trend ist, der die Kriegsschauplätze weltweit weiter beeinflussen und die Distanz zwischen dem Kriegsgebiet, den Kämpfen, den Kämpfer*innen und allen anderen weiter verringern wird.¹⁷

Rüstungs- und Exportkontrolle von AF-Technologien

Ausgehend von der Prämisse, dass Rüstungskontrollregime ein deeskalierendes Instrument sind, liegt der Schwerpunkt in diesem Abschnitt auf der Bewertung des Risikos von AF-Technologien für Stabilität und Sicherheit. Die beiden genannten Trends in der Kriegsführung – verbesserte Widerstandsfähigkeit der logistischen Versorgungskette und Primärproduktion neuer Militärtechnologie – weisen unterschiedliche Dynamiken auf und müssen daher getrennt betrachtet werden. Einerseits sind vom ersten Trend, den Verbesserungen in der logistischen Versorgungskette für Rüstung und Ausrüstung, keine destabilisierenden Effekte zu erwarten, die eine nähere Betrachtung für Zwecke der Rüstungskontrolle rechtfertigen. Der zweite Trend allerdings, nämlich die Fähigkeit zur Selbstproduktion von Waffen in Form von 3D-gedruckten Schusswaffen oder anderen Ausrüstungsgegenständen wie Drohnenkomponenten oder Munition (ohne Sprengstoff), ist besorgniserregend.

Der Hauptgrund für diese Besorgnis ist der Aufbau neuer Akteure und Netzwerke, die an der Produktion von Militärtechnologie beteiligt sind. Vor allem in der Ukraine ist ein neuer Markt für kommerzielle Akteure entstanden, die neue Systeme entwickeln, die ursprünglich aus zivilen Anwendungen stammen und nun für militärische Zwecke umgerüstet werden.¹⁸ In Verbindung mit Akteuren, die mit nichtkommerziellen Interessen die Kriegsanstrengungen unterstützen, wächst die Gemeinschaft der Fachleute, die wissen, wie man für militärische Zwecke angepasste Dual-Use-Güter entwirft, baut und vertreibt. Diese Entwicklung stellt ein Proliferationsrisiko dar, da es schwierig ist, den Wissenstransfer von immateriellen Gütern wie Designdateien für illegale Zwecke zu unterbinden.¹⁹ Die nationalen Strafverfolgungsbehörden sind durch die Verbreitung von nicht registrierten 3D-gedruckten Waffen bereits mit erheblichen Herausforderungen konfrontiert. Da Fachwissen online ausgetauscht wird, ist es nur eine Frage der Zeit, bis sich die Innovationen auf andere Gegenstände wie 3D-gedruckte Raketenwerfer ausweiten werden. Gleiches gilt für die zunehmende Fertigkeit des Baus kleiner Drohnen, was sich wahrscheinlich aus dem Kriegskontext in den zivilen Bereich ausbreiten wird.

Regulativer Rahmen und Nichtverbreitungsstrategien

Die Risiken für die internationale Sicherheit und Stabilität durch AF-Technologien, -Software und -Rohstoffe sind derzeit wenig ausgeprägt. Staatliche Akteure, die auf eine Störung der internationalen Stabilität hinarbeiten könnten, erlangen durch AF keinen entscheidenden Vorteil. Die Verbreitung der Technologie kann eine effizientere Produktion von Gegenständen erlauben und ermöglichen, jedoch gibt es keine Anzeichen dafür, dass diese Effizienzsteigerung einerseits den Zugang zu Wissen und Materialien erleichtert, die zur Herstellung von Massenvernichtungswaffen benötigt werden, oder andererseits Akteure in die Lage versetzt, strategische Waffen- und Verteidigungssysteme erheblich zu gefährden. Für die Schaffung solcher Systeme ist mehr erforderlich als der Besitz von Produktionsmitteln, es braucht auch Expertise und unterstützende Infrastruktur. Es liegt an dieser Stelle an der Bundesregierung zu entscheiden, inwieweit die Kontrolle von anspruchsvoller Fertigungstechnologie – in diesem Fall AF – und deren Endnutzer*innen politisch gewollt ist. Was die nationale Sicherheit betrifft, so gibt es in Deutschland Gesetze, die sowohl die Herstellung als auch den Besitz von Kriegswaffen, sonstigen Rüstungsgütern und den Einsatz von Drohnen regeln. Von selbst hergestellten Geräten könnte ein Sicherheitsrisiko ausgehen, wenn ihre schiere Masse die Durchsetzungsmöglichkeiten überfordert. Bei Desktop-3D-Druckern, mit denen hauptsächlich Polymerteile wie Handfeuerwaffen oder Stabilisierungsflossen gedruckt werden, ist eine Verbreitungskontrolle durch Ausfuhrbestimmungen nicht möglich, da diese Drucker technologisch recht einfach und weltweit verfügbar sind und nicht speziell für den Druck von Rüstungsgütern modifiziert werden müssen. Ansätze zur Abwehr von Gefahren, die von selbst gedruckten Waffen ausgehen, sind in der Entwicklung, wie z. B. die „Vergiftung“ von 3D-Designs, ­d. h. die Verbreitung von manipulierten Designs im Internet, die entweder den Drucker beschädigen oder den Druck unbrauchbar machen. Ein weiterer möglicher Weg zur Kontrolle wäre es, gegen den Verkauf von Bausätzen vorzugehen, die die nicht gedruckten Teile dieser Waffen, wie z. B. den Lauf, enthalten. Diese Sets enthalten eine Auswahl von Artikeln, die in Baumärkten frei erhältlich sind, und sind auf die Selbstherstellung von Handfeuerwaffen ausgerichtet. Es wurde auch vorgeschlagen, das Verhalten zu überwachen und Regeln für Transparenz und friedliche Nutzung aufzustellen.²⁰ Da die Entwicklung und die Verfügbarkeit von Entwürfen im Internet weiter voranschreiten, werden sich auch die Möglichkeiten der Hobbybastler*innen und nichtstaatlichen Akteure zum Selbstbau von Waffen ausweiten, wodurch die Bemühungen der Strafverfolgungsbehörden umgangen werden. Vor allem rechtsextremistische Terrorist*innen haben 3D-gedruckte Feuerwaffen als Symbol der Unabhängigkeit für ihre Terroranschläge verwendet.²¹

Das Aktionsprogramm der Vereinten Nationen über Kleinwaffen

Im Juni 2024 stand das Thema auf der Tagesordnung der Überprüfungskonferenz des Programme of Action (PoA) to Prevent, Combat and Eradicate the Illicit Trade in Small Arms and Light Weapons (SALW) in All Its Aspects der Vereinten Nationen. Das mündlich überarbeitete Ergebnisdokument ermutigt die Staaten, bewährte Praktiken auszutauschen, um der Verbreitung von Kleinwaffen und ihren immateriellen Konstruktionsunterlagen entgegenzuwirken, und mit der AF-Industrie zusammenzuarbeiten, um diese Bemühungen zu unterstützen.²² Darüber hinaus wurde eine offene technische Expert*innengruppe eingerichtet, die systematisch neue Wege zur Herstellung von Kleinwaffen erörtern und Wissen darüber austauschen soll.

Dieses internationale Forum bietet die Möglichkeit zu bewerten, inwieweit die für Kleinwaffen entwickelten Strategien auch für andere 3D-gedruckte Gegenstände geeignet sind, die als Waffe oder Teil einer solchen verwendet werden können. Da die Mechanismen des Entwurfs und der Herstellung, d. h. die gemeinsame Nutzung immaterieller Entwürfe im Internet und die dezentrale Herstellung zu Hause, bei 3D-gedruckten Kleinwaffen ähnlich sind, könnten die aus dem Aktionsprogramm resultierenden Maßnahmen auch auf andere sicherheitsrelevante Gegenstände anwendbar sein, die mit AF-Technologien von Hobbybastler*innen hergestellt werden.

Dual-Use-Ausfuhrbestimmungen

Komplexere und technologisch anspruchsvollere AF-Maschinen sind in den Dual-Use-Regulierungen nur spärlich geregelt.²³ Eine Ausnahme innerhalb der Europäischen Union ist der nationale Rechtsrahmen Spaniens, der sich speziell mit AF-Maschinen befasst, wie im jüngsten EU-Dokument zur Koordinierung der Ausfuhrkontrollen von Gütern mit doppeltem Verwendungszweck (C/2023/441) zu sehen ist.²⁴ In der spanischen Verordnung werden Maschinen mit der Fähigkeit zum Druck von Sprengstoffen herausgegriffen. Da die Erprobung solcher Anwendungen auch in Deutschland im Gange, aber noch nicht ausgereift ist, könnte ein Rechtsrahmen, der solche Anwendungen berücksichtigt, die Verbreitung dieser Technologie aus Deutschland und anderen europäischen Staaten und Partnerländern verhindern, bevor sie vollständig entwickelt ist.²⁵

Die verschwimmende Grenze zwischen ziviler und militärischer Forschung

Die Grenze zwischen der zivilen und der militärischen Nutzung von AF verschwimmt immer mehr, auf der nichtstaatlichen Seite vor allem durch Online-Communities und dezentralisierte Hersteller. Diese Entwicklung birgt Sicherheitsrisiken, von denen einige bereits bekannt sind und andere sich erst noch entwickeln werden. Maßnahmen, die die zivil-militärische Forschung fördern, wie z. B. die Bemühungen des deutschen Bundesministeriums für Bildung und Forschung, die strikte Trennung zwischen militärischer und ziviler Forschung in aufzuweichen,²⁶ müssen sich mit dem Potenzial einer sensiblen Wissensverbreitung außerhalb der ausgewiesenen Forschungsinstitute, Unternehmen und Universitäten befassen. Da die deutsche Forschungsethik für Dual-Use-Forschung stark auf die Verantwortung der Einzelperson abstellt,²⁷ ist es eine politische Überlegung, inwieweit ein ordnungspolitischer Rahmen die Regeln für die friedliche Nutzung durchsetzt oder aber lockert, um die Entwicklung neuer kommerzieller Militärtechnologieakteure zu fördern.