从存储架到冷却风道：Bambu Lab自动打印头更换技术力求“零清洗”多材料打印

Bambu Lab最近提交了三项中国专利申请，内容涉及新的喷嘴监测和自动打印头更换技术。

这些设计包括集成在冷却风道里的照明系统，还有能够更换多个可替换打印头的存储架。

这些申请由Bambu Lab背后的深圳拓竹科技有限公司提交，目标是基于摄像头的挤出监测，以及多色多材料打印。

其中两项专利关系很近，都覆盖了自动打印头交换系统的不同部分，目的就是减少清洗废料，同时保住更换过程中的定位精度。

先看第一项专利。

申请号CN 122560409 A，描述的是3D打印机工具头，把照明组件集成到模型冷却风道里。

申请在2026年6月30日提交，标题是《工具头、3D打印机及3D打印系统》，发明人是刘伟通和陈当当。

这个设计把热端、供气组件和照明系统放在同一个公共安装底座上。

发光组件藏在冷却风道内部，光线从用来把气流导向喷嘴的同一个开口射出。

这样做的好处是，工具头整体尺寸能减小，组件占掉的构建体积也被限制住。

风道本身成了光学系统的一部分。

内部导向面同时负责把冷却气流和反射光导向挤出区域。

有一种实施例，用哑光黑色的低反射表面配上哑光白色的高反射表面，控制喷嘴周围的照明，同时减少采集图像里的过曝。

这套照明系统是为基于摄像头的挤出监测服务的。

申请里写，摄像头会捕获喷嘴区域，识别异常挤出，再调整打印参数。

有一种配置用了两个摄像头，组合视野能覆盖喷嘴的相对两侧。

照明系统就在被监测区域补光。

另一项专利CN 122560413 A，描述的是一种打印机架构，靠机器内部的存储架自动更换完整打印头。

申请同样在2026年6月30日提交，发明人是陈天翼、陈鹏、熊先武和刘鑫。

系统只用一个可移动工具头，它能从存储架上拾取和放置可替换打印头。

每个可替换单元可以包含耗材路径、喉管、加热元件和喷嘴。

移动工具头则提供包括送料挤出机构在内的组件。

专利里说，可以根据耗材类型、颜色、维护要求或者其他打印需求，选择不同的打印头。

更换方式很有意思。

打印头移动到存储架对齐以后，它会从附着或配合位置过渡到解锁位置，同时又落入存储位置。

解锁和放入其实是在同一个运动里完成的，不是两个分开的动作。

这样运动次数变少，同一套驱动和传动组件也能干更多事。

存储架上的定位元件在更换过程中负责固定打印头，实施例用了钩子、销钉、磁铁或者弹簧机构。

存储架设计成在相对小的区域里塞下多个打印头。

因为工具头在放置时不用在相邻打印头之间横着移，所以存储位置之间的中心距可以小于移动工具头本身的宽度。

这套布置明显是冲着多材料多色打印去的。

用独立可替换打印头，清洗废料和耗材更换时间都能降下来，因为不同材料或颜色可以一直跟各自的打印头绑定，不用反复清洗同一个热端。

在分离打印头之前，工具头会先张开挤出轮，释放耗材。

安装顺序反过来，先装好打印头，轮子再闭合夹住材料。

这能避免把材料从加热腔里拉出来，也不会卡住交换过程。

第三项申请CN 122560412 A来自同四位发明人，重点不是更换本身，而是更换过程中怎么稳定可替换打印头。

申请定义了三个方向。

一个是工具头接近存储架时的对准方向，一个是安装或拆卸打印头用的装配方向，还有一个跟两者都垂直的第三方向。

定位特征沿着第三轴约束打印头，不然它在那个方向上会自由晃动。

当打印头接近存储位置时，两组导轨能在不同高度包住打印头，减少侧向移动和旋转。

这些侧向偏移可能导致定位不准，或者撞到旁边的打印头。

之后其他定位元件再管住剩下的方向。

一个沿对准轴保持，另一个等打印头放入后沿装配方向固定。

接口可以是钩槽、销钉、磁性连接或者弹簧锁紧机构。

有的实施例里，工具头在接近存储架时会暂时推开锁定元件，退出后弹簧让机构复位，把存储的打印头锁住。

申请还提到倾斜的磁性接口，目的是让对准过程中的阻力变小。

磁性表面做成斜面，打印头靠近最终位置时吸引力没那么干扰，等表面完全对齐后再增加吸力。

最后还有一个阻挡组件，放在存储打印头下方，放置过程里可以盖住喷嘴出口。

因为这个组件伸到了打印头下面，如果打印头在打印早期层更换，就需要降低加热床，避免和热床或者喷嘴擦拭、清洗、标记的区域撞上。

Bambu Lab之前就已经把清洗废料和喷嘴污染看作多材料3D打印的制约因素。

2025年发布Vortek自动热端更换系统的时候，工程师评估过更换龙门架、完整工具头、热端组件或喷嘴的多种方案。

Bambu最终选了热端组件，认为这是可靠性、机器占地面积和成本之间的折中，同时把可重复的喷嘴对准列为关键要求。

基于摄像头的喷嘴监测在Bambu Lab硬件里也已经有了。

H2D 3D打印机引入了微距镜头喷嘴摄像头，用来识别材料堆积、结块、空打印和其他挤出故障，同时用双喷嘴架构减少清洗。

而这次新的照明专利解决的问题更具体，就是在利用现有冷却风道体积的同时，给挤出点周围提供受控光照。