3D-Druck Filamentverbrauch berechnen — Gewicht & Druckkosten
Der Filamentverbrauch beim FDM-3D-Druck hängt von Objektvolumen, Infill-Dichte und Materialtyp ab. Verbrauchtes Volumen [cm³] = Objektvolumen × (Außenschalen + Infill × Füllfaktor). Vereinfacht: V_filament ≈ V_objekt × (Infill% / 100 + 0,15) für 2–3 Außenschalen.
Materialdichten: PLA 1,24 g/cm³, PETG 1,27 g/cm³, ABS 1,04 g/cm³, TPU 1,20 g/cm³, Resin (UV): 1,10–1,18 g/cm³. Drahtlänge für 1,75-mm-Filament: L [m] = Masse [g] / (π × (0,875 mm)² × Dichte [g/cm³] / 1000) ≈ Masse / (0,00241 × Dichte × 1000). Druckkosten = Masse [g] × Preis [€/kg] / 1000. Übliche Filamentpreise: PLA ~20 €/kg, PETG ~25 €/kg, ABS ~22 €/kg.
Materialauswahl nach Einsatzgebiet
PLA (Polylactid): Einfachstes Material, geringer Verzug, biologisch abbaubar, Glasübergangstemperatur Tg ~60 °C — nicht für Heißumgebungen. PETG: Bessere Schlagzähigkeit und Temperaturresistenz (Tg ~85 °C), lebensmittelecht (FDA-konform bei geeigneten Druckparametern), minimaler Verzug. ABS: Sehr hitzebeständig (Tg ~105 °C), aber starker Verzug — benötigt Heizbett (100–110 °C) und geschlossene Kammer. TPU/Flexibles Filament: Gummiartige Teile, Shore A 85–98, langsamer Druck nötig (15–30 mm/s).
Infill-Muster und Stärke: Gyroid-Infill ist isotrop (gleich stark in alle Richtungen) und empfohlen für mechanisch belastete Teile. Honeycomb ist materialsparend, Lines ist schnell. Typische Infill-Werte: Dekoartikel 10–15 %, Funktionsteile 25–40 %, mechanisch hochbelastet 50–80 %. Wandstärke: mindestens 1,2 mm (= 3 Perimeter bei 0,4-mm-Düse) für stabile Drucke.
Druckzeit und Kostenoptimierung
Die Druckzeit hängt von Druckgeschwindigkeit, Infill und Layerhöhe ab. Faustregel: ca. 1–3 cm³ Volumen pro Minute bei Standard-FDM-Druckern (50–80 mm/s). Core-XY-Drucker (Voron, Bambu Lab) drucken 3–5× schneller. Layerhöhe: 0,1 mm für feine Details (+100 % Druckzeit), 0,2 mm Standard, 0,3 mm schnell (−30 % Druckzeit). Strom: Ein durchschnittlicher FDM-Drucker verbraucht 100–200 W — bei 8 h Druckzeit und 0,30 €/kWh ca. 0,24–0,48 € Stromkosten.