Bambu Lab H2C – FDM-3D-Drucker

Die H2C ist ein großformatiger 3D-Drucker, der auf die mehrmaterialige und mehrfarbige Produktion mit geringem Materialverlust bei Filamentwechseln ausgelegt ist. Sie basiert auf der H2-Serie und integriert das neue „Vortek“-Hotend-Wechselsystem. Ihre Architektur zeichnet sich durch ein automatisches Wechselsystem aus, das die Abfallmenge beim Filamentwechsel minimiert und den Einsatz herkömmlicher Spültürme überflüssig macht.

Video 1: Das Vortek-System. Quelle: Bambu Lab

Das Bauvolumen variiert je nach Modus: 305 × 320 × 325 mm im Einzel-Extruder-Modus (rechte Seite); 300 × 320 × 325 mm im Dual-Extruder-Betrieb (beide Seiten aktiv); und bei Aktivierung nur des linken Extruders beträgt das Volumen 325 × 320 × 325 mm. Diese leichte Reduzierung gegenüber anderen Modellen derselben Serie resultiert aus dem Platzbedarf des Hotend-Wechselmechanismus. Dennoch behält die Maschine ihr steifes Rahmenkonstrukt aus Aluminium- und Stahlprofilen bei; die seitlichen und oberen Gehäuse bestehen aus verstärkten Polymeren, die Scheiben aus gehärtetem Glas. All dies ist platzsparend untergebracht — circa 492 mm Breite, 514 mm Tiefe und 626 mm Höhe — bei einem Leergewicht von rund 32,5 kg.

Der Extruder verwendet einen Permanentmagnet-Synchronmotor (PMSM), eine Technologie mit signifikanten Vorteilen gegenüber herkömmlichen Schrittmotoren. Die maximale Extrusionskraft erreicht 10 kg, was einer Steigerung von 67–70 % gegenüber konventionellen Systemen entspricht. Dadurch können hohe Materialdurchsätze bei gleichbleibender Flussstabilität erreicht werden — besonders wichtig bei Hochgeschwindigkeitsdruck oder hochviskosen Materialien.

Video 2: Das Extrusionssystem. Quelle: Bambu Lab

Das System erfasst Position und Widerstand des Filaments mit einer Frequenz von 20 kHz. Diese hohe Abtastrate ermöglicht die Echtzeiterkennung von Ereignissen wie Filamentrutschen („slip“), partieller Hotend-Verstopfung oder Filamentbruch. In Kombination mit Wirbelstromsensoren im Druckkopf wird eine geschlossene Regelung des Extrusionsdrucks realisiert, wodurch der Pressure-Advance-Parameter dynamisch und ohne manuelles Eingreifen angepasst werden kann.

Video 3: Der Vision-Encoder im Betrieb. Quelle: Bambu Lab

Die lineare Positioniergenauigkeit der X- und Y-Achsen liegt unter kontrollierten Bedingungen bei unter 50 Mikrometern — vergleichbar mit der Dicke eines menschlichen Haares. Dieses Präzisionsniveau ist direkt durch die optionale Installation eines Vision-Encoders erreichbar.

Hotend-Architektur und Vortek-System

Bild 1: Die Hotends des Vortek-Systems. Quelle: Bambu Lab

Das Vortek-System bildet das technologische Herzstück der H2C. Es handelt sich um einen berührungslosen, automatischen Hotend-Wechselmechanismus, der auf drei Prinzipien basiert: magnetische Befestigung, induktives Erwärmen und drahtlose Datenkommunikation. Der rechte Träger fasst bis zu sechs austauschbare Hotends. Jede Einheit besitzt einen integrierten elektronischen Chip, der Daten zu ihrer thermischen Historie, Zykluszahl und ihrem allgemeinen Zustand speichert. Beim Wechsel positioniert sich der Druckkopf über dem gewählten Hotend; dieses koppelt magnetisch an, und gleichzeitig beginnt das induktive Erwärmen.

Video 4: Das System in Aktion. Quelle: Bambu Lab

Die durchschnittliche Aufheizzeit auf typische Drucktemperaturen (z. B. 215 °C für Standard-PLA) beträgt etwa 8 Sekunden. Diese hohe Geschwindigkeit wird durch hochfrequente Induktionsspulen im Hauptdruckkopf erreicht, wodurch thermische Leitungen oder elektrische Steckverbindungen am Hotend entfallen — potenzielle Fehlerquellen werden somit reduziert. Während des Hotend-Wechsels entsteht keine Spülmenge, da jedes Hotend bis zu seiner Aktivierung thermisch isoliert und kalt bleibt. Beim ersten Filamentladen in ein neues oder komplett abgekühltes Hotend ist jedoch eine initiale Spülung erforderlich, um Luft zu entfernen und eine kontinuierliche Schmelze sicherzustellen.

Mehrfachmaterial-Fähigkeit und Filament-Management

Der Drucker unterstützt bis zu sieben gleichzeitig aktive Hotends: sechs im Vortek-System (rechte Seite) und ein fest installiertes auf der linken Seite. Jedem Hotend kann ein anderes Material zugeordnet werden — starr, flexibel, wasserlöslich, kohlefaserverstärkt usw. — wodurch funktionsintegrierte Bauteile ohne Nachmontage gefertigt werden können. Zur Versorgung dieser Hotends ist die H2C mit bis zu drei automatischen Materialsystemen (AMS) kompatibel. Zwei Standard-AMS-Einheiten können die sechs Hotends der rechten Seite bedienen, während ein Hochtemperatur-AMS (HT) das linke, feste Hotend versorgt. Mit dieser Konfiguration stehen bis zu 24 Spulen gleichzeitig zur Verfügung — ideal für lange, unbeaufsichtigte Druckaufträge.

Bild 2: Das Mehrfachmaterial-System erlaubt bis zu 24 Materialien. Quelle: Bambu Lab.

Die Materialkompatibilität ist umfassend: von Standard-Thermoplasten (PLA, PETG, TPU) bis hin zu technischen Polymeren wie Polycarbonat, glasfaserverstärktem Nylon (PA-GF), hochtemperaturbeständiger Polyamid (PAHT-CF) oder Polyphenylensulfid (PPS-GF20). Die geschlossene Druckkammer und die Hotend-Temperatur (bis zu 350 °C) sind entscheidend für die Haftung zwischen den Schichten und zur Minimierung von Eigenspannungen bei diesen Materialien.

Thermisches System und Umgebungskontrolle

Der Drucker verfügt über eine beheizte Druckkammer, deren Heizelemente in den Seiten- und Oberwänden integriert sind. Sie erreicht bis zu 65 °C, um Verzug bei teilkristallinen Materialien wie PA12 oder POM signifikant zu reduzieren. Die Hotends arbeiten bis 350 °C und verwenden standardmäßig gehärtete Stahldüsen mit Durchmessern von 0,2 mm, 0,4 mm, 0,6 mm und 0,8 mm; für abrasive Werkstoffe sind optional Hartmetall-(Wolframkarbid-)Düsen erhältlich. Zudem sind alle internen Komponenten aus UL94 V-0-Flammwidrigkeitsmaterialien gefertigt, was hohe Sicherheit selbst bei versehentlicher Entzündung gewährleistet.

Luftfiltration und Emissionskontrolle

Beim Druck mit technischen Materialien entstehen ultrafeine Partikel und flüchtige organische Verbindungen (VOC), die durch ein dreistufiges Filtersystem kontrolliert werden: ein Grobraumfilter G3, ein HEPA-H12-Filter (mindestens 99,5 % Abscheidegrad für Partikel ≥ 0,3 µm) sowie ein Aktivkohlefilter zur Adsorption von VOC wie Styrol, Caprolactam oder Formaldehyd. Die Luftströmung verläuft von unten nach oben, erzeugt einen einseitigen Luftstrom und verhindert so die Ansammlung von Schadstoffen im Druckraum.

Bild 3: Das mehrstufige Filtersystem. Quelle: Bambu Lab.

Sensoren und Überwachungssysteme

Die Maschine verfügt über ein umfangreiches Netzwerk aus Temperatur-, Optik-, Druck-, Positions- und Stromsensoren — in erweiterten Konfigurationen mit Lasermodul, sechs Vortek-Hotends und Top-Kamera über 59 Elemente. Das Kamerasystem umfasst eine Druckkopf-Kamera mit Makro-Objektiv und Echtzeitanalyse zur Erkennung von Unregelmäßigkeiten wie Blobbing oder Unterextrusion, eine Top-Kamera zur strukturellen Bauteilüberwachung und eine Frontkamera für Fernüberwachung. Alle Daten werden von einem proprietären neuronalen Algorithmus verarbeitet, der nicht nur Fehler erkennt, sondern deren Schweregrad bewertet und Korrekturmaßnahmen vorschlägt — etwa Stopp, Parameteranpassung oder teilweises Neudrucken.

Optionale Module und Erweiterbarkeit

Die Plattform ist für Drittanbieter-Module oder zukünftige Herstellererweiterungen ausgelegt:

• Schneidemodul: pneumatisch angetriebene Rotationsklinge, geeignet zum Schneiden flexibler Materialien oder zum automatischen Ablösen von Bauteilen vom Druckbett.
• Lasermodul: erhältlich mit 10 W und 40 W Leistung; ermöglicht Gravieren, flaches Schneiden und Markieren auf organischen Materialien (Holz, Leder, Papier) sowie einigen Kunststoffen. Benötigt aktive Kühlung und unterliegt strengen Sicherheitsvorschriften.
• Erweiterte Konnektivität: Im Entwicklermodus — vorausgesetzt, Laser- oder Schneidemodul sind aus Sicherheitsgründen deaktiviert — wird eine MQTT-Schnittstelle freigeschaltet, zur Integration in industrielle Automatisierungssysteme (MES, SCADA) oder Flottenmanagement-Software.

Technische Einschränkungen und Nutzungshinweise

Trotz ihrer Flexibilität weist die H2C einige, auf das aktuelle Firmware-Design zurückzuführende Beschränkungen auf:

• Hotends mit unterschiedlich großen Düsen können innerhalb eines Druckauftrags nicht kombiniert werden. Hotends mit gleicher Düsenweite, aber unterschiedlichem Förderprofil (Standard vs. Hochdurchsatz), sind jedoch zulässig.
• Die Druckplatte ist aufgrund der modifizierten Nutzfläche nicht mit anderen Modellen derselben Serie austauschbar. Zubehör wie Vision-Kalibrierplatten, Schneidematten oder Laserplattformen bleibt jedoch in der gesamten Produktlinie kompatibel.