评测拓竹H2C前,拆解Vortek多色3D打印的工程美学
发布时间:11-26 13:56
德国法兰克福,拓竹的展台前人山人海,人群等待H2C的正式揭幕。

AM易道尝试走近看了看这款多色设备新旗舰。
打印头迅捷地上下倒转、快速更换的对接阵列呈现出一种复杂的机械美学。
我们还没有拿到设备测评,但想先大概聊聊这个设备的技术细节。
第一章:拓竹多色的解题思路
传统的单喷嘴+AMS方案每次换色都要用几十克材料把喷嘴洗干净。
IDEX双喷头方案算是比较早期的方案。

E3D的ToolChanger走的是高可靠性路线,但整个工具头的更换让机械复杂度和成本飙升到工业级。
拓竹在做这个技术预研时,内部评估了各种方案的完整谱系。
延伸阅读:拓竹连续放大招!H2S刚刚发布,但更重磅的显然是全新多色方案的H2C!
他们发现关键问题就在于:
串色不仅发生在喷嘴尖端那几立方毫米的熔池里,而是污染整个高温熔融区。
与其费劲清洗,不如把热端变成可替换单元。

这套系统没有更换整个工具头,而是把替换单元的重量压缩到仅20克,体积控制在20×15×56mm。
可替换的感应热端集成了喷嘴、热断层、热敏电阻NTC及一块小型PCB板。
通过非接触式感应实现加热,与传统接触式加热方式相比,这种设计显著缩短了每次换料时的预热等待时间。

这种轻量化替换策略在工程上极具野心。
它意味着你需要在20克的小空间里集成加热、测温、数据存储和无线通信功能,还要保证微米级的重复定位精度。
这个集成水平,以AM易道认知,在整个3D打印行业比较少见。
第二章:H2C全面工程解构
Vortek系统:不接触的艺术
传统的热端更换方案(如Prusa的MMU或E3D的Revo喷嘴)都依赖某种形式的机械触点。
要么是弹簧顶针,要么是螺纹旋转接触。

但是如果一台打印机每天换料100次,一年就是3.6万次插拔循环。
在这种频率下,金属触点的氧化、磨损和接触阻抗变化会让可靠性曲线在一年后急剧下降。

Vortek的破解之道是规避机械触点,采用非接触式连接方案。

热端与工具头之间通过电磁感应实现无线供电,热端上的PCB既是无线电力的接收端,也是温度传感器和存储芯片的运行平台。
温度数据通过近场通信传回工具头,控制信号则反向传输调节加热功率。
这种纯无线方案在硬件层面消除了接触失效的所有物理基础。

感应加热:8秒热机,效率提升
感应加热在工业金属加工领域是成熟技术,但把它塞进直径仅8mm的喷嘴加热块里,且要在8秒内从室温升到220°C(基于PLA材料),这完全是另一个量级的挑战。

传统陶瓷加热棒的热惯性大,是因为热量需要从加热丝→陶瓷绝缘层→金属外壳→喷嘴这条路径传导,每一步都有热阻。
Vortek的感应加热绕开了这条路径。
集成了先进的感应加热系统,使喷嘴能够在仅仅8秒内达到PLA材料工作温度。

在多材料打印的生产周期中,机械切换速度只是一个方面,热端从待机温度快速升温到打印温度所需的等待时间,往往是整体效率的真正瓶颈。
如果每次换头都需要等待数十秒甚至更长时间进行热循环,那么机械切换的效率优势就会被抵消。
感应加热技术将热机时间从传统的分钟级直接压缩到秒级,基本解除了热循环对多材料打印周期的约束。
这使得H2C在需要频繁切换高熔点材料和低熔点材料时,依然能够维持较高效率。

热端记忆:把耗材信息固化在硬件层
每个H2C热端都配备了板载存储器,用于记录上次使用的耗材,系统会自动为下次使用推荐正确的设置。

这个功能在工程场景下价值巨大。
想象你在打印一个多材料零件,不同材料对温度、回缩、打印速度的要求截然不同。

传统方式下,你每次换料都要重新校准温度曲线和参数。

每个热端甚至可以自动存储耗材信息,下次载入该耗材时,Vortek系统会立即帮你匹配到正确的热端。

这个功能可以消除操作时的设置错误,并加快项目准备速度。
色彩不再为工具头数量所限
与经典换头打印机颜色数量受工具头数量限制不同,H2C通过连接的AMS系统,支持单次打印使用多达24种耗材。

其智能算法可优化耗材与热端的分配,在减少冲刷废料的同时,也可实现出色的多色多材料打印效果。

传感器阵列与AI视觉:59个神经末梢
H2C身上挂着59个传感器,这个数字超越了绝大部分人们对于消费级3D打印设备的预期。
AMS五通有里程轮,可用于检测送料长度;
AMS助力电机可以根据负载检测料盘是否缠料,工具头的挤出电机采用伺服电机,可以检测堵塞和打滑。

真正让这套系统活起来的是四摄像头AI视觉体系。
实时视图摄像头和鸟瞰摄像头负责宏观监控,检测翘曲、脱床、层错位。

微距喷嘴摄像头用于判断视觉方案的裹头,炒面以及空打检测。

我们认为,系统的工程挑战在于实时性。
视觉算法在边缘计算平台上运行,从图像采集到控制指令下发必须在20ms内完成,否则错过最佳干预时机。
拓竹没有公布具体算力,但从官方的描述看,他们很可能在机器里塞了一颗专用的AI芯片。
这种把计算资源向执行端下沉的架构,正是工业4.0提到的边缘智能概念,也是H2C区别于普通桌面机的核心。
Vision Encode与亚微米级运动精度
多喷嘴和多材料打印对运动系统的重复定位精度有着极高的要求,以确保层间对齐和不同材料边界的清晰度。
H2C通过集成和增强Vision Encoder系统,突破了传统FDM设备的精度限制。
Vision Encoder系统采用高分辨率光学测量技术,结合具有10^4个编码标记的精密板,用于实时跟踪和校正工具头的运动。

这一系统让H2C实现了50μm以下、不受移动距离影响的运动精度。
这种精度水平使得FDM技术能够尝试制造尺寸公差要求严格的功能性零件制造领域。
更关键的是,Vision Encoder的距离无关特性,意味着运动误差不会随着打印尺寸的增加而累积,有效解决了大型FDM设备固有的精度缺陷。
非接触式校准技术与精度保障
为了充分发挥Vortek多热端系统的精度,H2C采用了完全非接触式的自动喷嘴校准系统,能够实时补偿机械偏差。

这套系统可以全自动感应热端偏移校准。
无需手动操作、无需校准板、无需额外设置。
只需几分钟,H2C即可将喷嘴偏移量精确校准到25μm以内。

PMSM伺服挤出:从步进到伺服的范式转移
传统FDM打印机用开环步进电机驱动挤出机,靠丢步检测和手动校准来补偿。
H2C则采用了专有的PMSM(永磁同步电机)伺服挤出架构,构建了一套智能挤出治理系统,以确保高流率和高可靠性。

PMSM伺服电机相比传统的开环步进电机具有显著的性能优势。
它能够提供高达10kg的最大挤出推力,比传统步进电机高出约70%。
另外更重要的是20kHz的电流环采样率。
这意味着系统每50微秒就能感知一次电机转子的位置、转速和负载扭矩。

当你以8mm³/s的速度打印碳纤维尼龙这样的工程材料时,材料粘度的微小波动会立即反映在电机负载上,伺服系统能在1ms内把扭矩从5kg提升到8kg,维持挤出压力恒定。
这种主动补偿能力,让H2C在高速打印时的表面质量比传统步进电机方案提升了一个档次。

这里的工程难题我们认为是成本控制。
带编码器的PMSM电机比普通步进电机贵许多倍,驱动器的MOSFET和电流采样电路也要高一个等级。
环境控制:65°C腔温与三级过滤的协同设计
我们认为,H2C的设计不只是为了解决多色的需求,其配置也支持一些高性能工程材料的打印。
其最大喷嘴温度可达350度,热床最高温度为120度,并配备了最高可达65度的主动加热腔室。
这些设置是打印环境温度敏感的工程塑料的关键前提。
它能有效降低材料在冷却过程中的热应力,从而将翘曲现象最小化,并确保优异的层间粘附力。

但腔温升高会带来新问题:电机和电子元件的散热。
拓竹的自适应空气循环不是简单加热,而是分区温控。
腔体底部用加热片维持65°C,顶部用涡流风扇把热空气导向打印区,同时工具头内部有独立风道把电机热量直接排到腔外。

这种设计让PMSM电机在70°C环境温度下仍能满功率运行。

第三章:定价与策略
14999元的定价卡位
H2C以14999元起的定价(最高配40W多色激光全能套装26499元),将工业级多材料打印能力下放至桌面级市场,填补了专业用户与工业设备之间的空白。
这也符合AM易道一直以来提到的行业发展趋势,工业级和消费级的边界会进一步模糊化。

H2系列可以升级,但不建议
拓竹宣布,2026年初推出Vortek升级套件,H2系列的旧机型可以通过购买Vortek套件升级成H2C。
不过拓竹在官方博客里也坦承改装需要一定的动手能力,并且会消耗较长时间。

并且提示,购买H2S或H2D再升级Vortek会增加额外的成本,建议确定要体验Vortek系统的用户可以直接购买Q4开售的H2C。

结语
H2C的发布更像是一个宣言。
它宣告了FDM技术栈的代际更迭:
从机械接触到无线传输,从开环步进到闭环伺服,从被动检测到主动预判。
每一项技术单独看都不新鲜,但在有限空间内,把它们整合进一个桌面设备,并不容易。

整体而言,H2C的技术创新密度让我们感到其储备之深厚。
不会令人惊讶的是,未来拓竹把任何一种3D打印技术重做一遍可能都会带来新的行业风暴。
就H2C而言,不论其是不是多色打印的最优解,其已呈现了一扇通向多材料全自动的数字制造大门。
门已开,便不再关上。


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