Bambu Lab H2C – Imprimante 3D FDM

La H2C est une imprimante 3D grand format conçue pour la production multi-matériaux et multi-couleurs, avec un faible gaspillage de matériau lors des changements de filament. Développée à partir de la base de la série H2, elle intègre le nouveau système de changement de hotend « Vortek ». Son architecture se distingue par un système d’échange automatique qui minimise la génération de déchets pendant les changements de filament et élimine le besoin de tours de purge conventionnelles.

Vidéo 1 : Le système Vortek. Source : Bambu Lab

Le volume d’impression varie entre 305 × 320 × 325 mm en mode mono-buse (côté droit), 300 × 320 × 325 mm en mode double buse (les deux côtés actifs), et en configuration mono-buse gauche, le volume atteint 325 × 320 × 325 mm. Cette légère réduction par rapport à d’autres modèles de la même série est due à l’espace occupé par le mécanisme de changement de hotends. Néanmoins, elle conserve une structure rigide composée de profilés en aluminium et en acier, avec des carrosseries latérales et supérieure en polymères renforcés et des panneaux en verre trempé. Le tout dans un encombrement réduit — environ 492 mm de largeur, 514 mm de profondeur et 626 mm de hauteur — avec une masse nette d’environ 32,5 kg.

L’extrudeur intègre un moteur synchrone à aimants permanents (PMSM), une technologie offrant des avantages significatifs par rapport aux moteurs pas à pas traditionnels. La force maximale d’extrusion atteint 10 kg, soit une augmentation de 67 à 70 % par rapport aux systèmes conventionnels. Cette amélioration permet de maintenir des débits élevés sans compromettre la stabilité de l’écoulement, particulièrement critique lors d’impressions à haute vitesse ou avec des matériaux à haute viscosité.

Vidéo 2 : Le système d’extrusion. Source : Bambu Lab

Le système échantillonne la position et la résistance du filament à une fréquence de 20 kHz. Ce haut taux d’acquisition permet la détection en temps réel d’événements tels que le glissement du filament (« slip »), un bouchage partiel du hotend ou la rupture du filament. Associé aux capteurs de courants de Foucault situés dans la tête d’impression, cela permet un contrôle en boucle fermée de la pression d’extrusion, autorisant des ajustements dynamiques du paramètre Pressure Advance sans intervention manuelle.

Vidéo 3 : L’encodeur visuel en fonctionnement. Source : Bambu Lab

La précision de positionnement linéaire sur les axes X et Y est inférieure à 50 micromètres en conditions contrôlées — une valeur comparable à l’épaisseur d’un cheveu humain. Ce niveau de précision peut être atteint directement grâce à l’installation optionnelle d’un encodeur visuel.

Architecture des hotends et système Vortek

Image 1 : Les hotends du système Vortek. Source : Bambu Lab

Le système Vortek constitue le cœur technologique de la H2C. Il s’agit d’un mécanisme sans contact permettant le changement automatique de hotends, reposant sur trois principes : montage magnétique, chauffage par induction et communication sans fil des données. Le support droit peut accueillir jusqu’à six hotends interchangeables. Chaque unité inclut une puce électronique intégrée stockant des informations sur son historique thermique, le nombre de cycles effectués et son état général. Lors du changement, la tête d’impression se positionne au-dessus du hotend sélectionné ; celui-ci s’attache magnétiquement, tandis que le chauffage par induction démarre simultanément.

Vidéo 4 : Le système en fonctionnement. Source : Bambu Lab

Le temps moyen pour atteindre les températures typiques d’impression (par exemple 215 °C pour le PLA standard) est d’environ 8 secondes. Ce chauffage rapide est obtenu grâce à des bobines inductives haute fréquence intégrées dans la tête principale, éliminant ainsi le besoin de câbles thermiques ou de connecteurs électriques sur le hotend — réduisant les points de défaillance potentiels. L’absence de purge lors du changement de hotend est due au fait que chaque unité reste thermiquement isolée et froide jusqu’à son activation. Toutefois, lors du chargement initial d’un filament dans un hotend neuf ou totalement refroidi, une purge initiale est nécessaire pour évacuer l’air et garantir la continuité de la fusion.

Capacité multi-matériaux et gestion des filaments

L’imprimante prend en charge jusqu’à sept hotends actifs simultanément : six via le système Vortek (côté droit) et un hotend fixe du côté gauche. Chaque hotend peut être associé à un matériau différent — rigide, flexible, soluble, renforcé en fibre de carbone, etc. — permettant la fabrication de pièces fonctionnelles intégrées sans assemblage ultérieur. Pour alimenter ces hotends, la H2C est compatible avec jusqu’à trois systèmes d’alimentation automatique (AMS). Deux AMS standards peuvent alimenter les six hotends du côté droit, tandis qu’un AMS haute température (HT) peut alimenter le hotend fixe du côté gauche. Avec cette configuration, le nombre total de bobines disponibles atteint 24, permettant des impressions longue durée sans intervention manuelle.

Image 2 : Le système multi-matériaux permet jusqu’à 24 matériaux. Source : Bambu Lab.

La compatibilité matériaux est étendue : des thermoplastiques standards (PLA, PETG, TPU) aux polymères techniques tels que le polycarbonate, le nylon renforcé en fibre de verre (PA-GF), la polyamide haute température (PAHT-CF) ou le polysulfure de phénylène (PPS-GF20). L’enceinte fermée et la température du hotend (jusqu’à 350 °C) sont des facteurs critiques pour l’adhésion inter-couches et la minimisation des contraintes résiduelles dans ces matériaux.

Système thermique et contrôle environnemental

L’imprimante utilise une chambre d’impression chauffée grâce à des résistances intégrées dans les parois latérales et supérieure, capable d’atteindre 65 °C afin de réduire significativement les déformations dues au retrait thermique dans des matériaux semi-cristallins comme le PA12 ou le POM. Les hotends peuvent fonctionner jusqu’à 350 °C et utilisent des buses standard en acier trempé de diamètres 0,2 mm, 0,4 mm, 0,6 mm et 0,8 mm, avec la possibilité d’opter pour des buses en carbure de tungstène pour matériaux abrasifs. Par ailleurs, l’ensemble de la structure interne est fabriqué en matériaux ignifugés UL94 V-0, garantissant une sécurité élevée même en cas d’inflammation accidentelle.

Filtration de l’air et gestion des émissions

Lors de l’impression avec des matériaux techniques, des particules ultrafines et des composés organiques volatils (COV) sont générés, contrôlés par un système de filtration en trois étapes comprenant un préfiltre G3 pour les particules grossières, un filtre HEPA H12 capable de capturer au moins 99,5 % des particules ≥ 0,3 µm, et un filtre à charbon actif destiné à l’adsorption des COV (styrène, caprolactame, formaldéhyde). Le flux d’air circule du bas vers le haut, créant un courant unidirectionnel évitant l’accumulation de contaminants à l’intérieur de l’enceinte.

Image 3 : Le système de filtration multi-étapes. Source : Bambu Lab.

Capteurs et systèmes de surveillance

La machine intègre un vaste réseau de capteurs thermiques, optiques, de pression, de position et de courant — dépassant les 59 éléments dans les configurations avancées équipées d’un module laser, de six hotends Vortek et d’une caméra zénithale. Le système de vision inclut une caméra intégrée à la tête d’impression dotée d’un objectif macro et d’une analyse en temps réel pour détecter des anomalies telles que des bavures ou une sous-extrusion, une caméra zénithale pour la surveillance structurelle de la pièce, et une caméra frontale pour la visualisation à distance. Toutes les données sont traitées par un algorithme neuronal propriétaire qui non seulement détecte les défauts, mais évalue également leur gravité et propose des actions correctives — comme l’arrêt, l’ajustement des paramètres ou la réimpression partielle.

Modules optionnels et évolutivité

La plateforme est conçue pour accueillir des modules tiers ou des développements futurs du fabricant :

• Module de découpe : intègre une lame rotative actionnée pneumatiquement, adaptée à la découpe de matériaux flexibles ou au détachement automatique des pièces du plateau.
• Module laser : disponible en puissances de 10 W et 40 W, il permet la gravure, la découpe superficielle et le marquage sur matériaux organiques (bois, cuir, papier) et certains plastiques. Il nécessite un refroidissement actif et est soumis à des protocoles de sécurité stricts.
• Connectivité avancée : en mode développeur — et à condition que les modules laser ou de découpe soient désactivés pour des raisons de sécurité — une interface MQTT est activée pour l’intégration avec des systèmes d’automatisation industrielle (MES, SCADA) ou des logiciels de gestion de flotte.

Limitations techniques et considérations d’utilisation

Malgré sa flexibilité, la H2C présente certaines contraintes liées à la conception actuelle de son micrologiciel :

• Il n’est pas possible de combiner des hotends équipés de buses de diamètres différents au cours d’une même impression. En revanche, l’utilisation simultanée de hotends dotés de buses de même diamètre mais de profils de débit différents (standard vs. haut débit) est autorisée.
• Le plateau d’impression n’est pas interchangeable avec d’autres modèles de la même série en raison de la modification de la surface utile. Cependant, les accessoires tels que les plaques de calibration par vision, les tapis de découpe ou les plateformes laser restent compatibles sur toute la gamme.