Die meisten Empfehlungen im 3D-Druck sind Daumenregeln. “ABS braucht Enclosure.” “PLA kann ohne Heizbett.” “Mehr Infill reduziert Warp.” Das stimmt alles grundsätzlich — aber es sagt nichts über ein konkretes Teil aus.
Ob ein Teil warpt hängt nicht nur vom Material ab. Es hängt ab von der Größe, der Schichthöhe, dem Infill, der Temperaturdifferenz zwischen Bett und Umgebung, der Haftfläche — und ihrer Kombination. Ein kleines ABS-Teil mit 40% Infill auf einem 110°C-Bett in einer Enclosure bei 40°C Umgebungstemperatur verhält sich komplett anders als ein großes ABS-Teil auf einem 80°C-Bett ohne Enclosure bei 20°C Raumtemperatur.
Genau das wollte ich berechenbar machen.
Was der Rechner tut
Der Wärmemanagement-Rechner nimmt folgende Eingaben:
- Filament — aus einer Datenbank mit 10 Materialien
- Bauteilgröße — Volumen und Abmessungen in X, Y, Z
- Druckparameter — Schichthöhe, Infill
- Temperaturen — Bett und Umgebung
- Optionen — Enclosure vorhanden, Teil wurde geglüht
Und gibt aus:
Warp-Score (0–10) — ein gewichteter Wert aus Materialbasisrisiko, Volumen, Schichthöhe, Infill, Temperaturgradient und Enclosure-Reduktion. Nicht Physik im strengen Sinne, aber eine fundierte Heuristik die die relevanten Faktoren kombiniert.
Thermische Kontraktion — wie stark zieht sich das Teil beim Abkühlen von Drucktemperatur auf Umgebungstemperatur zusammen, getrennt nach X, Y und Z. FDM ist anisotrop: die Z-Ausdehnung ist anders als XY, weil die Schichtstruktur die Materialeigenschaften beeinflusst.
Optimale Schichtzeit — wie lange sollte eine Schicht mindestens brauchen damit das Material ausreichend abkühlt bevor die nächste aufgetragen wird. Relevant vor allem bei kleinen Features.
Lüfterempfehlung — Basisstrategie und spezifische Werte für Brücken, Überhänge und die erste Schicht.
HDT und Maximaltemperatur — Wärmeformbeständigkeit des Materials, mit korrekter Annealing-Behandlung.
Warum Annealing im Tool anders gehandhabt wird
Das war der Punkt der mich dazu gebracht hat, die Datenbasis zu überarbeiten.
Viele Rechner und Tabellen die man online findet, geben für alle Materialien einen positiven Annealing-Effekt an. Das ist für ABS, ASA und PETG schlicht falsch — wie Prusa Research in eigenen Tests gezeigt hat. Wer ABS glüht, bekommt ein verzogenes Teil ohne nennenswerten HDT-Gewinn.
Deshalb: wer im Tool ABS oder ASA wählt und Annealing aktiviert, bekommt eine rote Warnung — nicht eine erhöhte HDT-Angabe. Das ist unbequemer, aber ehrlicher.
Für PLA dagegen ist der Faktor nach oben korrigiert. Die Literatur zeigt Verbesserungen bis 73%, der bisherige Faktor im Tool war mit 1.35 zu konservativ. Realistisch sind nach ordentlichem Annealing 80–90°C HDT für Standard-PLA.
Die Materialdatenbank
Hinter dem Tool steckt eine Datenbank mit thermischen Eigenschaften für 10 Filamente: PLA, PETG, ABS, ASA, Nylon, PC, TPU, PP, HIPS und PEEK. Jeder Eintrag enthält:
- Thermischen Ausdehnungskoeffizient in XY und Z (in 10⁻⁶ / K)
- Wärmeleitfähigkeit und spezifische Wärmekapazität
- Glasübergangs- und Schmelztemperatur
- Empfohlene Druck- und Betttemperaturen
- Warp-Basisrisiko (1–10)
- Kühlstrategie
- HDT und Annealing-Faktor (mit Warnung wo nicht sinnvoll)
Die Werte kommen aus Herstellerdatenblättern, Prusa Research, Formlabs und peer-reviewten Publikationen. Keine Garantie auf Vollständigkeit — Filamente variieren je nach Hersteller und Additiven erheblich. Aber es ist eine deutlich bessere Basis als Daumenregeln.
Was der Rechner nicht kann
Zur Ehrlichkeit gehört auch das.
Der Warp-Score ist eine Heuristik, keine FEM-Simulation. Er sagt nicht, an welcher Stelle ein Teil warpt — nur wie hoch das Risiko insgesamt ist. Für präzise Vorhersagen bräuchte man die Teilegeometrie, die Druckorientierung und einen Solver.
Die Kontraktionswerte gehen von isotropen Materialeigenschaften innerhalb der XY- bzw. Z-Ebene aus. In der Praxis ist das eine Vereinfachung — gerade bei Nylon oder PEEK weichen die realen Werte je nach Druckrichtung stärker ab.
Und natürlich: ein Rechner ersetzt keine eigene Erfahrung. Wer weiß wie sich sein Drucker bei verschiedenen Materialien verhält, wird die Ausgaben besser einordnen können als jemand der den ersten Spulen-Wechsel macht.
Das Tool ausprobieren
Filament auswählen, Bauteilparameter eingeben, berechnen. Kein Account, kein Login.