3D-Druck-Kosten berechnen: Material, Strom und Druckzeit

Ein typischer FDM-Druck kostet meist zwischen 0,30 und wenigen Euro, abhängig von Objektgröße, Fülldichte, Material und Druckdauer.

Für ein 50-cm³-Objekt mit 20 Prozent Infill in PLA berechnet der Rechner 24,8 Gramm Materialverbrauch, Materialkosten von 0,50 € bei 20 € pro Kilogramm, eine Druckzeit von etwa 1 Stunde und dabei 0,05 € Stromkosten bei 150 Watt Druckerleistung und 0,30 € pro Kilowattstunde – macht zusammen 0,58 € Gesamtkosten für diesen einen Druck.

Größere Objekte, höhere Fülldichte oder teurere Materialien wie Nylon (rund 62 € pro Kilogramm) verschieben diesen Wert deutlich nach oben, während kleine, hohle Dekoobjekte mit 10 Prozent Infill oft deutlich unter 0,50 € bleiben.

Die Materialkosten dominieren bei kurzen Drucken meist klar vor den Stromkosten, weil ein durchschnittlicher FDM-Drucker nur 80 bis 250 Watt zieht.

Trage dein eigenes Objektvolumen, die gewünschte Fülldichte und dein Material in den Rechner ein, um die tatsächlichen Kosten für dein konkretes Teil zu erfahren, statt dich auf einen Pauschalwert zu verlassen.

Eine 1-Kilogramm-Spule PLA liefert bei 1,75 Millimeter Durchmesser rund 335 Meter Filament, wie der Rechner für ein Objekt mit exakt 1.000 Gramm Materialgewicht bestätigt.

ABS kommt dank geringerer Dichte (1,04 statt 1,24 g/cm³) auf etwa 400 Meter pro Kilogramm, PETG mit 1,27 g/cm³ auf rund 327 Meter, TPU mit 1,21 g/cm³ auf etwa 344 Meter und Nylon mit 1,13 g/cm³ auf rund 368 Meter.

Wie weit eine Spule tatsächlich reicht, hängt aber nicht nur vom Material ab, sondern vor allem vom Objektvolumen und der gewählten Fülldichte: Kleine Deko-Figuren mit niedrigem Infill verbrauchen pro Teil oft nur wenige Gramm, sodass eine Spule locker für 30 bis 50 Drucke reicht, während ein einzelnes großes Funktionsteil mit hoher Fülldichte eine ganze Spule allein aufbrauchen kann.

Gib dein Objektvolumen und die Fülldichte in den Rechner ein, um die Filamentlänge und das Gewicht für dein konkretes Projekt zu sehen, statt nur mit der pauschalen Pro-Kilogramm-Länge zu planen.

Bei einem marktüblichen Spulenpreis von 20 € pro Kilogramm kostet PLA rund 2 Cent pro Gramm – der Rechner bestätigt das für ein 10-cm³-Objekt mit 100 Prozent Infill: 12,4 Gramm Materialgewicht kosten 0,25 €, also 0,0202 € je Gramm.

Günstige Budget-Spulen (Basicfil, Sunlu) liegen mit 9 bis 15 € pro Kilogramm sogar bei 0,9 bis 1,5 Cent pro Gramm, Premium-Marken wie Prusament oder Extrudr mit 26 bis 32 € pro Kilogramm dagegen bei 2,6 bis 3,2 Cent pro Gramm.

Für ein typisches 50-Gramm-Teil bedeutet das einen Materialkosten-Unterschied von weniger als einem Euro zwischen Budget- und Premium-Filament – der Qualitätsunterschied bei Rundlauf, Feuchtigkeitsresistenz und Farbkonsistenz kann diesen Aufpreis trotzdem rechtfertigen.

Trage deinen tatsächlichen Spulenpreis in das Feld Filamentpreis ein, dann rechnet der Rechner automatisch mit deinem Preis statt mit dem Standardwert von 20 € pro Kilogramm.

Der Materialverbrauch ergibt sich aus dem Objektvolumen multipliziert mit dem effektiven Füllgrad.

Dieser Füllgrad setzt sich aus zwei Bereichen zusammen: Die Außenhülle (Wände, Ober- und Unterseite) wird immer mit 100 Prozent Dichte gedruckt und macht bei typischen Teilen rund 25 Prozent des Gesamtvolumens aus.

Der Rest (75 Prozent) wird mit der eingestellten Fülldichte gefüllt – bei 20 Prozent Infill also zu einem Fünftel. Die Formel lautet: effektiver Füllgrad = 0,25 plus 0,75 mal (Infill geteilt durch 100).

Bei 20 Prozent Infill ergibt das 40 Prozent, bei 60 Prozent Infill bereits 70 Prozent. Das Gewicht folgt aus Materialvolumen mal Dichte: PLA hat 1,24 g/cm³, ABS nur 1,04 g/cm³, PETG 1,27 g/cm³, TPU 1,21 g/cm³ und Nylon 1,13 g/cm³.

Deshalb wiegt ein identisches Teil in ABS etwa 16 Prozent weniger als in PLA. Für die Kostenberechnung multipliziert der Rechner das errechnete Gewicht anschließend mit dem Filamentpreis pro Gramm.

In Deutschland liegt der Marktmedian für eine 1-Kilogramm-Spule bei rund 20 € für PLA, PETG und ABS. Überraschend: PETG kostet aktuell sogar minimal weniger als PLA.

Die Preisunterschiede zeigen sich erst bei Spezialmaterialien – TPU liegt bei rund 27 € pro Kilogramm und Nylon bei rund 62 € pro Kilogramm. Budget-Filamente gibt es ab 9 bis 15 € pro Kilogramm, Premium-Marken kosten 26 bis 32 € pro Kilogramm.

Der Kilogrammpreis allein reicht aber nicht aus: PLA hat eine höhere Dichte (1,24 g/cm³) als ABS (1,04 g/cm³), sodass dieselbe Spule in ABS mehr Filamentlänge und damit mehr Druckvolumen liefert.

Pro gedrucktem Kubikzentimeter ist ABS bei gleichem Spulenpreis also tatsächlich günstiger als PLA.

Wer Materialkosten senken will, sollte außerdem die Fülldichte reduzieren: Ein Wechsel von 20 auf 10 Prozent Infill spart je nach Objekt spürbar Material bei nur geringem Festigkeitsverlust für dekorative Objekte.

Der Rechner schätzt die Druckzeit über den volumetrischen Fluss: Schichthöhe mal Düsenbreite (0,4 Millimeter) mal Druckgeschwindigkeit ergibt die extrudierte Materialmenge pro Sekunde.

Dazu kommt ein Aufschlag von 20 Prozent für Leerfahrten, Retraction und Schichtwechsel.

Im Vergleich zu echten Slicer-Berechnungen wie PrusaSlicer oder Cura liegt die Abweichung erfahrungsgemäß bei plus/minus 15 bis 25 Prozent, weil Slicer die genaue Geometrie kennen und Beschleunigungsrampen, Leerfahrten und Retraction für jede einzelne Bewegung berechnen, während der Rechner mit Pauschalwerten arbeitet.

Highspeed-Drucker mit 150 bis 300 Millimeter pro Sekunde Druckgeschwindigkeit drucken real oft langsamer als rein rechnerisch möglich, weil die maximale Schmelzleistung des Hotends bei einer Standarddüse (0,4 Millimeter) typischerweise bei 15 bis 25 Kubikmillimeter pro Sekunde liegt und damit zum Flaschenhals wird.

Eine 0,6-Millimeter-Düse erhöht den Durchsatz auf 25 bis 35 Kubikmillimeter pro Sekunde, erfordert aber gröbere Schichthöhen und liefert weniger feine Details.

Für eine Vorabschätzung ohne fertige STL-Datei ist die volumetrische Methode der Industriestandard.

Die Fülldichte (Infill) bestimmt, wie viel vom Inneren eines 3D-Drucks mit Material gefüllt wird – 0 Prozent wäre komplett hohl, 100 Prozent massiv. Der Standard in den meisten Slicern liegt bei 15 bis 20 Prozent.

Für rein dekorative Objekte wie Vasen oder Figuren reichen 10 bis 15 Prozent, weil hier nur die Optik zählt. Funktionsteile, die Belastung aushalten müssen, etwa Halterungen, Gehäuse oder Werkzeuge, brauchen dagegen eher 40 bis 60 Prozent.

Mehr als 60 Prozent bringt in Festigkeitstests meist nur noch geringe Verbesserung bei deutlich höherem Materialverbrauch und längerer Druckzeit, weil sich im Rechner sowohl Materialgewicht als auch Druckzeit direkt proportional zum effektiven Füllgrad verhalten.

Ein häufiger Irrtum: Bei sehr kleinen Teilen mit vielen Wänden macht die Infill-Prozentzahl kaum etwas aus, weil die Außenhülle ohnehin den Großteil des Volumens ausmacht.

Das gewählte Infill-Muster wie Gyroid, Grid oder Lightning hat dabei weniger Einfluss auf den Materialverbrauch als die reine Prozentzahl selbst.

Die durchschnittliche Leistungsaufnahme eines FDM-Druckers während des Drucks liegt bei 80 bis 250 Watt, abhängig von Modell und Heizbett-Temperatur.

Der größte Einzelverbraucher ist dabei das beheizte Druckbett, das oft 40 bis 60 Prozent der Gesamtleistung beansprucht – PLA bei 50 bis 60 Grad zieht deshalb deutlich weniger Strom als ABS bei 100 bis 110 Grad.

Für den Beispieldruck mit 1 Stunde Druckzeit und 150 Watt Leistung errechnet der Rechner bei 0,30 € pro Kilowattstunde Stromkosten von 0,05 €; bei einem leistungsstärkeren Drucker mit 250 Watt und mehrstündigen Großteilen können daraus schnell 0,30 bis 0,50 € werden.

Die Aufheizphase zieht kurzzeitig deutlich mehr Leistung, fällt über die gesamte Druckdauer aber meist kaum ins Gewicht.

Trage deine eigene Druckerleistung laut Typenschild oder Steckdosenmessgerät sowie deinen Strompreis ein, um die realen Stromkosten für deinen Drucker statt eines Branchendurchschnitts zu erhalten.

Filament ist ein Zylinder mit konstantem Querschnitt. Für das Standardmaß 1,75 Millimeter Durchmesser beträgt die Querschnittsfläche 0,02405 cm² (Pi mal 0,0875²).

Die Filamentlänge in Zentimeter ergibt sich aus dem Materialvolumen in Kubikzentimeter geteilt durch diese Fläche.

Praktisch bedeutet das: Eine 1.000-Gramm-Spule PLA mit 1,24 g/cm³ Dichte enthält laut Rechner rund 335 Meter Filament, ABS mit 1,04 g/cm³ kommt auf etwa 400 Meter, PETG mit 1,27 g/cm³ auf rund 327 Meter, TPU mit 1,21 g/cm³ auf etwa 344 Meter und Nylon mit 1,13 g/cm³ auf rund 368 Meter – je geringer die Dichte, desto mehr Meter liefert dieselbe Gewichtsmenge.

Die Filamentlänge hilft dabei abzuschätzen, ob die aktuelle Spule für einen geplanten Druck noch reicht; viele Slicer zeigen diesen Wert direkt an, bevor der Druck startet.

Für 2,85-Millimeter-Filament (Ultimaker-Standard) ändert sich der Querschnitt auf 0,06379 cm², wodurch dieselbe Spule nur noch rund 126 Meter pro Kilogramm PLA liefert statt 335 Meter bei 1,75 Millimeter.