Bambu Lab H2C – Stampante 3D FDM

La H2C è una stampante 3D di grande formato orientata alla produzione multi-materiale e multi-colore, con ridotto spreco di materiale durante i cambi di filamento. Sviluppata sulla base della serie H2, incorpora il nuovo sistema di cambio hotend “Vortek”. La sua architettura si distingue per un sistema di cambio automatico che minimizza la generazione di scarti durante i cambi di filamento ed elimina la necessità di torri di spurgo convenzionali.

Video 1: Il sistema Vortek. Fonte: Bambu Lab

Il volume di stampa varia tra 305 × 320 × 325 mm in modalità singolo estrusore (lato destro), 300 × 320 × 325 mm in modalità doppio estrusore (entrambi i lati attivi) e, nella configurazione con solo estrusore sinistro, il volume raggiunge 325 × 320 × 325 mm. Questa leggera riduzione rispetto ad altri modelli della stessa serie è dovuta allo spazio occupato dal meccanismo di cambio hotend. Tuttavia, mantiene una struttura rigida composta da profilati in alluminio e acciaio, con rivestimenti laterali e superiore realizzati in polimeri rinforzati e pannelli in vetro temperato. Il tutto in un ingombro ridotto — circa 492 mm di larghezza, 514 mm di profondità e 626 mm di altezza — con una massa netta di circa 32,5 kg.

L’estrusore integra un motore sincrono a magneti permanenti (PMSM), una tecnologia che offre vantaggi significativi rispetto ai tradizionali motori passo-passo. La forza massima di estrusione raggiunge i 10 kg, con un incremento del 67–70% rispetto ai sistemi convenzionali. Tale aumento consente di mantenere flussi elevati di materiale senza compromettere la stabilità dell’estrusione, elemento particolarmente critico nelle stampe ad alta velocità o con materiali ad alta viscosità.

Video 2: Il sistema di estrusione. Fonte: Bambu Lab

Il sistema campiona la posizione e la resistenza del filamento a una frequenza di 20 kHz. Questo elevato tasso di acquisizione rende possibile il rilevamento in tempo reale di eventi come lo slittamento del filamento (slip), l’ostruzione parziale dell’hotend o la rottura del filo. In combinazione con sensori a correnti parassite posizionati sulla testa di stampa, si ottiene un controllo a ciclo chiuso della pressione di estrusione, permettendo aggiustamenti dinamici del parametro Pressure Advance senza intervento manuale.

Video 3: L’encoder a visione in funzione. Fonte: Bambu Lab

La precisione di posizionamento lineare sugli assi X e Y è inferiore a 50 micrometri in condizioni controllate — un valore paragonabile allo spessore di un capello umano. Tale livello di accuratezza può essere raggiunto direttamente grazie all’installazione opzionale dell’encoder a visione.

Architettura degli hotend e sistema Vortek

Immagine 1: Gli hotend del sistema Vortek. Fonte: Bambu Lab

Il sistema Vortek costituisce il nucleo tecnologico della H2C. Si tratta di un meccanismo di cambio automatico degli hotend senza contatto fisico, basato su tre principi: fissaggio magnetico, riscaldamento a induzione e comunicazione wireless dei dati. Il supporto destro alloggia fino a sei hotend intercambiabili. Ciascuna unità include un chip elettronico integrato che memorizza informazioni sul proprio storico termico, sul numero di cicli effettuati e sullo stato generale. Durante il cambio, la testa di stampa si posiziona sopra l’hotend selezionato; quest’ultimo si aggancia magneticamente e, simultaneamente, inizia il riscaldamento a induzione.

Video 4: Il sistema in funzione. Fonte: Bambu Lab

Il tempo medio per raggiungere le temperature tipiche di stampa (ad esempio 215 °C per il PLA standard) è di circa 8 secondi. Questo riscaldamento rapido è reso possibile da bobine ad alta frequenza integrate nella testa principale, il che elimina la necessità di cavi termici o connettori elettrici sull’hotend — riducendo i potenziali punti di guasto. L’assenza di spurgo durante il cambio hotend è dovuta al fatto che ogni unità rimane termicamente isolata e fredda fino al momento della sua attivazione. Tuttavia, al primo caricamento del filamento in un hotend nuovo o completamente freddo, è necessario effettuare una spurgo iniziale per espellere l’aria e garantire la continuità della fusione.

Capacità multi-materiale e gestione del filamento

La stampante supporta fino a sette hotend operativi contemporaneamente: sei nel sistema Vortek (lato destro) e uno fisso sul lato sinistro. Ciascun hotend può essere assegnato a un materiale diverso — rigido, flessibile, solubile, rinforzato con fibra di carbonio, ecc. — consentendo la realizzazione di componenti funzionali integrati senza assemblaggio successivo. Per alimentare tali hotend, la H2C è compatibile con fino a tre sistemi di alimentazione automatica (AMS). Due unità AMS standard possono servire i sei hotend del lato destro, mentre un AMS ad alta temperatura (HT) può alimentare l’hotend fisso del lato sinistro. Con questa configurazione, il numero complessivo di bobine disponibili raggiunge le 24, permettendo stampe di lunga durata senza intervento manuale.

Immagine 2: Il sistema multi-materiale consente fino a 24 materiali. Fonte: Bambu Lab.

La compatibilità con i materiali è ampia: dai termoplastici standard (PLA, PETG, TPU) ai polimeri tecnici come policarbonato, nylon rinforzato con fibra di vetro (PA-GF), poliammide ad alta temperatura (PAHT-CF) o solfuro di fenilene (PPS-GF20). La camera chiusa e la temperatura dell’hotend (fino a 350 °C) sono fattori critici per l’adesione interstrato e la minimizzazione delle tensioni residue in questi materiali.

Sistema termico e controllo ambientale

La stampante utilizza una camera di stampa riscaldata, grazie a resistenze integrate nelle pareti laterali e superiore, in grado di raggiungere fino a 65 °C per ridurre significativamente la deformazione da ritiro termico nei materiali semicristallini come PA12 o POM. Gli hotend possono funzionare fino a 350 °C e impiegano ugelli standard in acciaio temprato con diametri di 0,2 mm, 0,4 mm, 0,6 mm e 0,8 mm, con opzione per ugelli in carburo di tungsteno per materiali abrasivi. Inoltre, tutta la struttura interna è realizzata in materiali ignifughi UL94 V-0, garantendo elevata sicurezza anche in caso di accensione accidentale.

Filtrazione dell’aria e gestione delle emissioni

Durante la stampa con materiali tecnici, si generano particelle ultrafini e composti organici volatili (COV), controllati tramite un sistema di filtrazione a tre stadi composto da un filtro G3 per particelle grossolane, un filtro HEPA H12 in grado di trattenere almeno il 99,5% delle particelle ≥ 0,3 µm e un filtro a carboni attivi per l’adsorbimento di COV come stirene, caprolattame o formaldeide. Il flusso d’aria si muove dal basso verso l’alto, creando una corrente unidirezionale che evita l’accumulo di contaminanti all’interno dell’area chiusa.

Immagine 3: Il sistema di filtrazione multistadio. Fonte: Bambu Lab.

Sensori e sistemi di monitoraggio

La macchina integra un’ampia rete di sensori termici, ottici, di pressione, di posizione e di corrente che, nelle configurazioni avanzate con modulo laser, sei hotend Vortek e telecamera zenitale, supera i 59 elementi. Il sistema visivo include una telecamera sulla testa di stampa, dotata di lente macro e analisi in tempo reale per identificare anomalie come accumuli (blobbing) o sottoestrusione, una telecamera zenitale per il monitoraggio strutturale del pezzo e una telecamera frontale per la visualizzazione remota. Tutti i dati sono elaborati da un algoritmo neurale proprietario che non solo rileva i guasti, ma ne valuta anche la gravità e propone azioni correttive — come fermare, regolare parametri o ristampare parzialmente.

Moduli opzionali ed espandibilità

La piattaforma è progettata per accogliere moduli di terze parti o futuri sviluppi del produttore:

• Modulo di taglio: integra una lama rotante azionata pneumaticamente, adatta al taglio di materiali flessibili o al distacco automatico dei pezzi dal piatto.
• Modulo laser: disponibile con potenze da 10 W e 40 W, permette incisione, taglio superficiale e marcatura su materiali organici (legno, pelle, carta) e alcuni tipi di plastica. Richiede un sistema di raffreddamento attivo ed è soggetto a severi protocolli di sicurezza.
• Connettività avanzata: in modalità sviluppatore — e purché i moduli laser o di taglio siano disattivati per motivi di sicurezza — viene abilitata un’interfaccia MQTT per l’integrazione con sistemi di automazione industriale (MES, SCADA) o software di gestione flotte.

Limitazioni tecniche e considerazioni d’uso

Nonostante la sua flessibilità, la H2C presenta alcune limitazioni intrinseche al design attuale del firmware:

• Non è possibile combinare hotend con ugelli di diametro diverso nella stessa stampa. È invece consentito utilizzare hotend con lo stesso diametro ma diverso profilo di flusso (standard vs. alto flusso).
• Il piatto di stampa non è intercambiabile con altri modelli della stessa serie a causa della modifica dell’area utile. Tuttavia, accessori come piastre di calibrazione a visione, tappetini da taglio o piattaforme laser sono compatibili sull’intera gamma.