Aus dem Vollen abtragen. Oder Schicht für Schicht aufbauen. Wann welches gewinnt.

Bei Kunststoffprototypen von einem bis zehn Stück ist der Druck meist billiger: kein Einrichten, geradewegs vom Modell zum Teil. Bei Metallprototypen ist das Zerspanen oft schon beim Einzelstück günstiger, denn Metalldruck per Lasersintern ist außerordentlich teuer, über 500 Dollar für ein kleines Teil. Bei mittleren Mengen von zehn bis hundert gewinnt das Zerspanen bei den Kosten, gleich welcher Werkstoff.

Manchmal, je nach Anwendung. Nylon aus der Multi-Jet-Fusion kann gespritztes oder gefrästes Nylon in vielen Funktionsteilen ersetzen. Titan aus dem Lasersintern kann gefrästes Titan bei verwickelten Luftfahrtgeometrien ersetzen. Gedruckte Teile haben aber in der Regel 5 bis 20 % weniger Festigkeit, eine zwei- bis fünfmal höhere Rauheit und ein breiteres Toleranzband. Kommt es auf Toleranz oder Festigkeit an, bleibt das Zerspanen die sichere Wahl.

Mischwege werden immer häufiger. Ein Beispiel: Das Lasersintern druckt eine verwickelte Geometrie aus Inconel mit innenliegenden Kühlkanälen, dann bringt das Fräsen die kritischen Passflächen in Toleranz. Oder das Sintern druckt die grobe Form in Kunststoff, und anschließend werden Passbohrungen und Gewinde gefräst. So verbindet sich die Formfreiheit des Drucks mit der Genauigkeit des Fräsens. Wir haben beide Verfahren im Haus, der Ablauf bleibt also in einer Hand.

Beim Einzelstück gewinnt meist der 3D-Druck: kein Einrichten, kein Programmieren, drucken und verschicken. Harz aus der Stereolithografie: in 24 Stunden möglich. Nylon aus Lasersintern oder Multi-Jet-Fusion: 48 bis 72 Stunden. Ein gefrästes Einzelteil: meist 3 bis 7 Tage. Ab fünf bis zehn Stück holt das Fräsen jedoch auf, weil sich das Einrichten auf mehrere Teile verteilt, während die Druckzeit mit der Stückzahl mitwächst.

Immer das Zerspanen aus Knetlegierung. Gewalztes Aluminium 7075-T6 hat 503 MPa Streckgrenze; das per Lasersintern gedruckte Gegenstück 380 bis 420 MPa, also 15 bis 25 % weniger. Bei anderen Metallen fällt der Abschlag ähnlich aus. Bei tragenden Teilen, wo die Festigkeit zählt, gewinnt das Zerspanen. Wo die Geometrie wichtiger ist als die höchste Festigkeit, gewinnt der Druck.

Beim Zerspanen fallen Metallspäne an, die wieder eingeschmolzen werden. Der Druck erzeugt je Teil weniger Abfall, braucht aber je Volumeneinheit mehr Energie. Beim Schmelzen im Pulverbett kommt der Umgang mit dem Pulver als Last hinzu. Bei großen Stückzahlen ist das Zerspanen insgesamt sparsamer. Bei kleinen Stückzahlen mit verwickelter Geometrie gewinnt der Druck. Was die Energie für Werkzeuge angeht, sind beide dem Druckguss und dem Spritzguss um Größenordnungen überlegen.