Materialverbrauch: aufbauen statt abtragen
Ein Fräser nimmt weg, ein Drucker setzt auf — daraus folgt bei vielen Bauteilen ein klarer Vorsprung beim Werkstoffeinsatz. Vollständig ist die Rechnung damit nicht: Stützen, Füllung, Ausschuss und Strom gehören dazu. Wie der Vergleich mit der Zerspanung tatsächlich ausgeht, steht weiter unten.
Aufbauen schlägt Abtragen, jedenfalls beim Werkstoffeinsatz: ein Drucker setzt Material nur dorthin, wo es im fertigen Teil gebraucht wird, während Fräsen und Drehen es aus einem größeren Rohling herausholen. Bei verwinkelten Frästeilen wandern gut 90 % als Span in den Container. Die Luftfahrt hat für dieses Verhältnis den Begriff buy-to-fly, und beim CNC-Fräsen liegt er oft um 10:1; additiv gefertigt kann er unter 2:1 fallen. Für dasselbe Bauteil geht also häufig deutlich weniger Rohstoff durch die Maschine — was das beim Preis bedeutet, steht beim Kostenvergleich.
Weniger heißt allerdings nicht nichts. Auch ein Druck produziert Reste, und wer die mitrechnet, kommt zu einem belastbareren Bild als mit der Behauptung, hier fiele kein Abfall an. Am größten ist der Vorsprung dort, wo teurer Werkstoff und komplizierte Geometrie in kleinen Serien aufeinandertreffen. Bei hohen Stückzahlen einfacher Kunststoffteile fährt Spritzguss pro Stück meist sparsamer.
Vier Töpfe, in die das Material läuft
Das fertige Teil: Alles, was du am Ende in der Hand hast, samt der gewählten inneren Füllung. Dieser Anteil wird bezahlt und auch mitgenommen.
Stützen: Überhänge jenseits von etwa 45° brauchen eine Abstützung, die nach dem Druck wegkommt. Sie landet fast immer im Abfall.
Innere Füllung: Je dichter, desto mehr Kunststoff. Weil die Tragfähigkeit überwiegend aus den Außenwänden kommt, genügt häufig weniger.
Ausschuss: Ein misslungener Druck ist verlorener Werkstoff. Sorgfältige Vorbereitung senkt die Quote, auf null bringt sie niemand.
Hebel, mit denen der Verbrauch sinkt
Erfreulich daran: was Werkstoff spart, senkt fast immer auch den Preis. Es sind dieselben Schrauben.
- Die Fülldichte an der Funktion ausrichten. Vollmaterial braucht kaum ein Bauteil; wenig Füllung mit ausreichend Wandstärke trägt überraschend gut.
- Stützen durch eine günstige Lage im Bauraum reduzieren oder die Geometrie so anlegen, dass wenig Überhang entsteht — bis etwa 45° hält sich die Wand selbst.
- Ausschuss verhindern: die Datei vorab prüfen und bei einer Auflage zunächst ein einzelnes Exemplar laufen lassen.
- Was zusammengehört, gemeinsam aufs Bett bringen, statt einzeln nachzuschieben.
Vertieft steht das unter Teile für die Fertigung optimieren. Bei uns geht jede Datei vorher durch eine Sichtung, was die Ausschussquote klein hält.
Strom und Span: ein paar Richtwerte
Neben dem Werkstoff zählt Energie. Die Zahlen stammen aus Branchenmessungen und sind Erfahrungswerte; industrielle Anlagen liegen höher.
Was der Strom beiträgt
Eine Maschine, die läuft, verbraucht. Und ein feiner Druck mit kleiner Lagendicke braucht mehr Stunden als ein grober. Als Richtwert liegt FDM bei 0,05–0,25 kWh in der Stunde, wobei das beheizte Bett den Hauptteil ausmacht. SLA liegt darunter, weil das Bett kalt bleibt — dafür kommen Waschen und Nachhärten obendrauf. Sechs Stunden Druckzeit summieren sich so auf grob eine halbe bis dreiviertel Kilowattstunde.
Übersehen wird meist etwas anderes: ein einzelnes Teil beansprucht die Maschine fast genauso wie ein voll belegtes Bett. Einzeln nachgeschobene Stücke sind damit pro Exemplar die energetisch schlechteste Variante. Die Konsequenz ist überall dieselbe: nach Bedarf fertigen, Lagendicke und Füllung an der Funktion bemessen und nicht am Maximum, mehrere Teile gemeinsam einplanen, Wiederholungen durch eine gründliche Prüfung vorher vermeiden. Beides, Werkstoff und Strom, geht damit zurück.
Stützen und der eine oder andere misslungene Druck gehören dazu. Korrekt formuliert heißt der Vergleich: bei vielen Bauteilen geht beim Drucken weniger Werkstoff verloren als beim Zerspanen, wo buy-to-fly um 10:1 liegt. Er heißt nicht, hier entstehe kein Abfall, und auch nicht, pro Stück werde generell weniger Energie gebraucht.
Wo Drucken beim Material gewinnt
- Werkstoff landet nur an den benötigten Stellen
- Bei vielen Geometrien viel weniger Verlust als beim Zerspanen
- Wenig Füllung macht Bauteile leichter
- Kein Werkzeug, kein Lager, keine Mindestabnahme
- Gefertigt wird, was gebraucht wird
Wo es nicht gewinnt
- Stützen sind meist Abfall
- Misslungene Drucke kosten Werkstoff
- Einzelstücke ziehen pro Exemplar viel Strom
- Bei hohen Stückzahlen einfacher Teile liegt Spritzguss vorn
Häufige Fragen zum Materialverbrauch
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Lade das Modell hoch. Wir sehen uns Füllung, Stützen und die Lage im Bauraum an, damit weniger Material und weniger Kosten anfallen.