Stromverbrauch von 3D-Druckern: Nennleistung vs. tatsächliche Aufnahme

Nennleistung und durchschnittliche Leistungsaufnahme sind zwei verschiedene Werte

Das Datenblatt eines Druckers nennt fast immer eine maximale Nennleistung, die den höchsten Strom widerspiegelt, den das Gerät ziehen kann, typischerweise wenn das Druckbett kalt hochheizt. Diese Zahl gibt nicht wieder, was der Drucker dauerhaft zieht, sobald Druckbett und Düse auf Temperatur sind: Dann sinkt der Verbrauch stark, da die Heizelemente nur kurz zyklisch einschalten, um die Wärme zu halten, statt ständig zu laufen.

Laut der Wiki-Seite von Bambu Lab zu den Leistungsparametern von Drucker und AMS beträgt die maximale Leistung des Bambu Lab A1 1300 W bei 220 V und 350 W bei 110 V, gegenüber 1000 W bei 220 V und 350 W bei 110 V beim Bambu Lab P1S, der diesen Wert laut derselben Quelle mit dem P1P und dem X1C teilt.

Was Bambu Lab während eines Drucks tatsächlich misst

Dasselbe Dokument veröffentlicht Messwerte der durchschnittlichen Leistung, die bei realen Druckaufträgen von etwa 15 bis 18 Minuten erfasst wurden. Beim A1 liegt der gemessene durchschnittliche Verbrauch bei etwa 95 W mit PLA gegenüber etwa 200 W mit ABS; beim P1S sind es etwa 105 W mit PLA und etwa 140 W mit ABS. Diese Zahlen bleiben Richtwerte, die der Hersteller nach einem bestimmten Protokoll gemessen hat, und kein garantierter Wert für jeden Aufbau.

Der Unterschied zwischen maximaler und durchschnittlicher Leistung ergibt sich aus dem Verhalten des beheizten Druckbetts: Es zieht beim anfänglichen Aufheizen viel Strom und danach deutlich weniger, sobald es sein Ziel erreicht hat, wobei das Heizelement nur in kurzen Schüben wieder einsetzt, um Wärmeverluste auszugleichen.

Warum ABS bei diesen Geräten mehr Strom zieht als PLA

Sowohl beim A1 als auch beim P1S ist der von Bambu Lab gemessene durchschnittliche Verbrauch mit ABS höher als mit PLA, vor allem weil dieses Material eine höhere Druckbetttemperatur benötigt, die den gesamten Druck über gehalten werden muss. Der A1 mit offenem Rahmen zeigt einen größeren Unterschied zwischen seinen beiden Messwerten (etwa 95 W mit PLA gegenüber etwa 200 W mit ABS) als der geschlossene P1S, dessen Gehäuse hilft, den Wärmeverlust um Druckbett und Kammer zu begrenzen.

Das passt zu dem, was unsere Seite zum Gehäuse für 3D-Drucker behandelt: Eine Kammer, die Wärme schneller verliert, zwingt das Druckbett, stärker gegenzuheizen, was sich direkt im gemessenen durchschnittlichen Verbrauch niederschlägt.

Verändert die Netzspannung den Stromverbrauch tatsächlich?

Datenblätter nennen fast immer einen maximalen Leistungswert bei 220-240 V und einen niedrigeren bei 100-120 V, was daran liegt, wie das beheizte Druckbett verdrahtet ist, oft nahe am Netzstrom direkt angeschlossen: Bei niedrigerer Spannung sinkt die zum schnellen Aufheizen verfügbare Leistung zwangsläufig, was die Aufheizzeit verlängert, statt die insgesamt nötige Energie zu verändern, um dieselbe Temperatur zu erreichen. Deshalb müssen Netzkabel und Steckdose eines Druckers weiterhin für den höheren bei 120 V angegebenen Wert ausgelegt sein, auch wenn der durchschnittliche Verbrauch beim Drucken bescheiden bleibt, denn die Startspitze ist das, was die Verkabelung sicher bewältigen muss.

Sobald die Zieltemperatur erreicht ist, hängt der durchschnittliche Verbrauch im stationären Betrieb hauptsächlich von der zu haltenden Wärme ab, nicht von der Versorgungsspannung selbst. Der Unterschied zwischen einer 120-V- und einer 240-V-Steckdose zeigt sich vor allem zu Beginn eines Drucks und nicht über einen vollständigen Druckzyklus hinweg.

Standby und Vernetzung: ein kleiner, aber realer Anteil

Ein eingeschalteter, aber nicht druckender Drucker zieht trotzdem etwas Strom für seine Elektronik und die Netzwerkverbindung: Laut dem Wiki von Bambu Lab liegt dieser Standby-Verbrauch je nach Modell und je nachdem, ob WLAN aktiv ist, bei etwa 4 bis 6 W. Dieser Wert ist im Vergleich zum Verbrauch beim Drucken gering, summiert sich aber bei einem Gerät, das zwischen den Aufträgen eingeschaltet bleibt.

Ein Gehäuse, das auf ein offenes Gerät aufgesetzt wird, mit einem zusätzlichen Lüfter für die Steuerplatine oder für die Regelung der Kammertemperatur, bringt durch diese Lüfter einen eigenen kleinen Verbrauch mit sich, der weit unter dem des beheizten Druckbetts liegt, das über einen gesamten Druck hinweg der Hauptverbraucher bleibt.

Geschlossene Geräte, Mehrfarbzuführungen und Trocknung: die zusätzlichen Posten

Dasselbe Dokument von Bambu Lab zeigt, dass der Verbrauch mit der Geräteklasse steigt. Bei einem geschlossenen Drucker wie dem X1C steigt der gemessene Durchschnitt von etwa 105 W mit PLA auf 150 W mit ABS; bei den neueren Geräten mit beheizter Druckkammer nennt der Hersteller einen Durchschnitt von etwa 200 W mit PLA für den P2S, 197 W für den H2D und 250 W für den X2D, der mit Polycarbonat auf 395 W (H2D) bzw. 550 W (X2D) steigt, einem Material, das eine heiß gehaltene Kammer braucht. Die allgemeine Regel gilt: Je mehr Wärme ein Material braucht, desto höher der Durchschnitt.

Die Zuführung für den Mehrfarbdruck bekommt in dieser Tabelle eine eigene Zeile: Bambu Lab beziffert ein AMS auf etwa 1 W im Standby und etwa 4 bis 12 W im Betrieb, je nach Generation, was vernachlässigbar ist. Die integrierte Trocknung ist eine andere Größenordnung: Der Hersteller nennt etwa 80 W für den Trocknungsmodus des AMS 2 Pro und 170 W für das AMS HT, mehr, als ein A1 beim Drucken mit PLA selbst zieht. Ein mehrere Stunden vor dem Druck laufender Filamenttrockner schlägt deshalb stärker auf der Rechnung zu Buche, als die meisten erwarten.

Schließlich bieten die Hochleistungsgeräte einen Low-Power-Modus, der die Stromaufnahme begrenzt, laut Bambu Lab je nach Baureihe auf etwa 750 bis 860 W, was an einem gemeinsam genutzten 120-V-Stromkreis hilft. Diese Begrenzung gilt für die Aufheizspitze, nicht für den Durchschnitt während des Drucks.

Den eigenen Verbrauch messen, statt einem pauschalen Wert zu vertrauen

Die Zahlen, die ein Hersteller veröffentlicht, wurden nach einem bestimmten Protokoll mit einem bestimmten Testobjekt und einer bestimmten Dauer gemessen, was sich von einem längeren realen Druck mit mehr Kopfbewegungen oder dichterem Infill unterscheiden kann. Ein Strommessgerät oder eine smarte Steckdose zwischen Wandsteckdose und Drucker liefert eine direkte Messung für einen bestimmten Aufbau und bestimmte Einstellungen statt einer generischen Schätzung. Die meisten smarten Steckdosen melden sowohl die momentane Leistung als auch den kumulierten Energieverbrauch, sodass sich ein vollständiger Druck von Anfang bis Ende leicht protokollieren lässt, statt sich auf eine einzelne Momentaufnahme mitten im Druck zu verlassen.

Diese Messung bleibt der zuverlässigste Weg, den tatsächlichen Verbrauch eines bestimmten Drucks zu kennen, besonders wenn er mehrere Stunden läuft, mit dichten Infill-Abschnitten oder wiederholtem Aufheizen des Druckbetts bei mehreren Teilen auf derselben Platte.

Von Watt zu realen Druckkosten

Um eine Leistungsangabe in tatsächliche Kosten umzurechnen, muss man den eigenen Strompreis des Haushalts kennen, der je nach Anbieter, Tageszeit und Tarif variiert, sodass jede generische Dollarzahl von Haushalt zu Haushalt irreführend ist. Unser Druckkosten-Tool geht vom gemessenen oder geschätzten Stromverbrauch eines Drucks aus und verknüpft ihn mit dem eigenen Strompreis jedes Nutzers, statt mit einem festen Betrag, der zu keiner realen Situation passen würde.

Bevor Sie Kosten abschätzen, lohnt es sich, von den hier behandelten Richtwerten auszugehen, nach Möglichkeit einen tatsächlichen Drucker zu messen und diese Zahl dann durch das Tool laufen zu lassen, um eine Schätzung für den eigenen Aufbau zu erhalten, statt einer Zahl, die man ohne Kontext anderswo gefunden hat.

Quellen und Grenzen

• Bambu Lab Wiki — Leistungsparameter von Drucker und AMS
• Bambu Lab — technische Daten A1

Wir ordnen Hersteller- und Community-Dokumentation; diese Produkte haben wir nicht selbst gemessen. Das Handbuch Ihres genauen Modells hat Vorrang vor allgemeinen Hinweisen.