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2025-03-24 【3D列印】多色列印大對比！X1 vs XL: AMS vs Toolchanger
【3D列印】多色列印大對比！X1 vs XL : AMS vs Toolchanger
藉此來具體分析AMS以及噴頭更換系統(tǒng)，在處理多色/多材料列印時的優(yōu)劣。
讓我們一起看下去吧！
在討論多色或多材料列印時，最常遇到的一個問題是：Bambu Lab X1 以及 Bambu Lab 其他配備 AMS 的打印機與 Prusa XL 噴頭更換系統(tǒng)相比如何？
在此，我想向您提供這兩種多色列印方案的所有詳細信息，並幫助您決定哪種機器和流程適合您。
在今天的測試中，我選擇了配備 AMS 的 Bambu Lab X1 和 5 噴頭模組的 Prusa XL——這兩款印表機是我在過去一年中使用最多的，讓我有足夠的實際操作經(jīng)驗。
雖然其中一些數(shù)字和結(jié)論可能特定於這些模型，但一般結(jié)論也適用於使用類似方法的其他機器。
「多路復(fù)用」與「噴頭更換」
Bambu Lab 的設(shè)定使用多路復(fù)用，Creality、Anycubic、Prusa 的 MMU 也使用了相同的方法。
而噴頭更換系統(tǒng)，除了 Prusa XL 之外，市場上幾乎沒有其他現(xiàn)成的解決方案。
首先讓我們分析一下 Bambu Lab 的 AMS 等多色系統(tǒng)與 Prusa XL 的工具更換方法之間的主要技術(shù)差異。
目前大多數(shù)的多材料或多顏色設(shè)定都使用稱為多路復(fù)用的過程，這意味著多個線材輸入送入單一噴嘴。
例如，使用 Bambu Lab X1，AMS 中有多軸線材，而每根線材都可以送入列印室的一個熱端。
這是一個相對簡單且便宜的系統(tǒng)，因為您只需要一個擠出機/熱端組件。
然而，在切換線材時，許多機器會在熱端切斷裝載的材料，以避免將軟塑膠片拉回進料器——這很容易造成堵塞或堵塞。
缺點是必須先清除熱端中剩餘的線材，然後新顏色才能乾淨地列印。
這可能需要大量的清除，特別是當您切換到更淺的顏色時。
Bambu Lab 因其「清除糞便」而聞名，它很好地展示了顏色的變化，但即使這樣往往還不夠。
因此，這些機器通常也會在實際零件旁邊列印一個擦拭塔。
另一方面，噴頭更換系統(tǒng)對每根線材使用單獨的熱端。
當工具不使用時，它會停放在底座上，列印機的運動系統(tǒng)會拾取當時所需的工具。
最大的優(yōu)點是，您無需在顏色變化之間進行清除 - 沒有材料變化，因此也不會在一個熱端內(nèi)混合 - 大大減少了線材浪費。
然而，這增加了複雜性：您不僅需要多個完整的擠出機和熱端以及噴頭更換系統(tǒng)本身，而且所有這些都需要更多的空間，這會使機器變得更大。
每個噴頭還必須在 X 和 Y 方向以及長度上精確對齊，以便它們列印的部件彼此完美對齊。
儘管噴頭更換的拾取機制非常精確且可重複，但每個組件的公差意味著您仍然必須測量每個噴頭的偏移量。
有不同的方法可以做到這一點， Prusa 使用了其稱重感測器探測安裝在床上的銷釘，直接測量每個工具的位置和高度。
而如果是透過像Bambu Lab那樣的多路復(fù)用，您可以避免那些額外的對齊步驟，因為所有的線材都來自同一個噴嘴，從而確保物件列印自然完美排列。
現(xiàn)在我們已經(jīng)介紹了多色或多材料 3D 列印的多路復(fù)用和噴頭更換之間的基本區(qū)別，讓我們深入了解它們實際上如何影響列印時間、材料浪費、列印品質(zhì)和材料相容性。目標是讓您了解哪種方法最適合您的需求。
讓我們從材料浪費開始，因為這是最大的討論點之一。
材料浪費比較
Bambu Lab 印表機因每次切換線材時都會產(chǎn)生所謂的「清除糞便」而聞名。
每次顏色交換都會產(chǎn)生一小塊塑料，而列印中顏色變化的總數(shù)很大程度上取決於您如何設(shè)計和定位模型。
為了說明這一點，我列印了兩個不同的範例，都使用了四種顏色。第一個是圓柱體，其上有從上到下的垂直條紋。
第二個是水平分成四個彩色段的圓柱體。在條紋版本中，每一層都需要交換三次顏色，總共有 40 層，大約有 120 處變化。
每次改變都會在塔上產(chǎn)生一個“糞便”和一些額外的清除材料。
最終零件本身僅重 8.3 克，但它產(chǎn)生了 29.6 克“廢物”，清除塔上又產(chǎn)生了 7.7 克——因此，對於 8 克的打印件來說，產(chǎn)生了 37 克的廢物。這聽起來可能有點極端，但這就是當顏色不斷變化時這個過程的工作原理。
有些人建議將線材“沖洗”到填充物中以減少浪費。
在這種情況下，它只為我節(jié)省了大約1.5克或5％。對於較大的列印品，沖洗可能會有更多幫助，但也有可能使不必要的顏色透過牆壁顯現(xiàn)出來，從而破壞最終部分的外觀。
除了更改的次數(shù)之外，還有兩個因素會影響最終清除的材料量。當早期的多路復(fù)用印表機首次問世時，它們每次更換顏色都會清除相同數(shù)量的線材。
但是從黑色到白色需要的線材比從白色到黑色多得多。
現(xiàn)代切片機通常具有“智慧清除量”設(shè)置，可根據(jù)顏色變化自動調(diào)整清除的量。
如果您在切片器中打開該設(shè)置，您將看到從暗到亮的過渡獲得更多的清除量，而從亮到暗的過渡使用的清除量較少。
然後是清除乘數(shù)。這是應(yīng)用於計算清洗量的簡單比例因子。
降低它意味著您將浪費更少的材料，但也增加了顏色污染的可能性。
我傾向於將其設(shè)置在 0.5 左右，這通常可以保持顏色乾淨。如果您總是列印相同的幾種顏色，則可以執(zhí)行校準測試以進行精確調(diào)整併節(jié)省更多。
不過，大多數(shù)人都寧願謹慎行事，多清除一些，也不願冒險弄髒列印件。
最後，有一些先進的技術(shù)涉及如何以及何時縮回線材以進一步減少清除，但這會影響可靠性。
因此，Bambu Lab 印表機上的預(yù)設(shè)設(shè)定檔通常會造成稍高的浪費，但對於各種線材而言，它們也更可靠。
根據(jù)您使用的機器，清洗的量會有所不同，但您始終必須清洗以從將所有材料推過的單個噴嘴中去除舊的線材。
讓我們繼續(xù)討論噴頭更換系統(tǒng)，每種顏色都有自己的熱端，因此不會發(fā)生顏色污染，因此不需要清除，對嗎？
預(yù)設(shè)情況下，Prusa XL 的切片設(shè)定檔包括擦拭塔。
當您切換到新的工具頭時，XL 會在開始列印實際零件之前清除其上的少量材料。這次清除比典型的 Bambu Lab 列印產(chǎn)生的「清除糞便」或塔要小得多。
例如，透過我們最壞情況的測試（每層都需要更換三次工具的圓柱體），完成的列印件僅重 9.1 克，而擦拭塔則增加了約 4.6 克。
這只是我們在 Bambu 機器上看到的浪費的 12%。但還是存在一些浪費。
為什麼？嗯，即使工具停放，它仍會保持加熱狀態(tài)。
降低溫度以減少滲出，並覆蓋噴嘴孔，但熔化區(qū)的塑膠會因處於熱室中而慢慢降解。
如果您曾經(jīng)為了更換線材而預(yù)熱熱端，然後忘記這件事幾分鐘，然後再裝入新材料，那麼您可能知道我在說什麼。
剩餘的線材會變得稀軟，並且會因受熱而降解。
如果您拿起該工具並立即開始列印（不進行任何清除），您將獲得大量的拉絲和不一致的擠壓。
我使用疣豬模型進行了這個精確的測試，發(fā)現(xiàn)差異非常顯著。
使用擦拭塔列印的版本非常乾淨，而沒有擦拭塔的版本則被拉絲覆蓋，並且有孔洞，這是由於降解的線材沒有正確列印造成的。
因此，擦拭塔的主要目的是去除「壞」的塑料，以便您可以使用可靠的材料再次開始列印。
從某種程度上來說，Prusa 的擦拭塔是一種保守的方法——旨在與各種各樣的線材一起使用。
但是，如果採取正確的預(yù)防措施，有可能跳過擦拭塔並仍然獲得很好的結(jié)果。根據(jù)我的經(jīng)驗，你只需要乾襙線材。
濕度越低，在高溫下滲出和水解就越少，因此在高溫環(huán)境下塑膠的性能能夠保持更長時間。
我將 PLA 線軸放入線材烘乾機中放置一夜，第二天，我在 XL 上列印了完全相同的 g 代碼——只是這次使用的是乾線材。
結(jié)果非常棒。疣豬模型看起來和有擦拭塔的模型一樣乾淨，而且我節(jié)省了 26.5 克的燈絲，並將 9 小時的列印時間縮短了 50 分鐘。
這引出了我們的下一個重要主題：列印時間。
列印時間
是的，每次更換工具都需要時間，並且列印可能涉及數(shù)百甚至數(shù)千個工具。
在Prusa XL 上，根據(jù)工具之間的距離，更換一次工具大約需要 7-9 秒，再加上 5 秒鐘來清除擦拭塔。
每次交換顏色總共需要約 12-14 秒。
同時，在 Bambu Lab X1 上，顏色變化可能需要 1 到 3 分鐘，具體取決於需要清除的量。
原因如下：首先清潔噴嘴，然後切割線材並一直縮回至 AMS，最後將新線材送入。
光是最後一步就需要再花 20 秒才能恢復(fù)列印。
換個角度來說：如果你有 500 種顏色變化，每次平均需要 100 秒，也就是說光是切換顏色和產(chǎn)生廢物就花了近 14 個小時。
這真是太瘋狂了，這也解釋了為什麼多路復(fù)用系統(tǒng)上的彩色列印需要這麼長時間。
在 XL 上，每次更換大約需要 12 秒，因此您只需花費 1.5 小時即可完成相同工作更換工具。
現(xiàn)在，一個有趣的事實是，無論列印的尺寸有多大或列印的零件有多少，每次更換線材的時間都保持不變。
如果我們看一下 Bambu X1 上的測試部分，只列印一張就需要 213 分鐘。如果一次列印五件，總耗時將增加到 266 分鐘，即每件僅需 53 分鐘，這意味著每件的列印時間減少了 75%。
如果填滿整個盤子，那麼每個零件所需的時間就可以減少到 27 分鐘，整體減少近 90%。 這是因為雖然顏色變化保持不變，但您會將它們分散到更多部分。
在像 Prusa XL 這樣的噴頭更換裝置上，列印多個零件的好處並不那麼顯著。
列印一張需要 40 分鐘，列印五張則每張需要 23 分鐘——除此之外，節(jié)省的時間並不多。
由於 XL 更換工具的速度非常快，因此它不會在無用的顏色交換上浪費太多時間。
這意味著即使是單部分工作也可以相當快地完成，並且單色列印和多色列印之間的差異相對較小。
列印品質(zhì)
在我們繼續(xù)討論多材料列印之前，讓我們快速了解這些機器的列印品質(zhì)。
早期的 Prusa XL 評論經(jīng)常提到層移位、拉線，並且許多人對初始表現(xiàn)不滿意。
幸運的是，過去的一年情況發(fā)生了很大變化。當 XL 首次發(fā)貨時，Prusa 配備了 0.6 毫米噴嘴，因為它認為更大的機器應(yīng)該有更大的噴嘴。
最終，他們改回了 0.4 毫米噴嘴，這基本上是行業(yè)標準。
我的 XL 大約在一年前到貨，當時已經(jīng)安裝了 0.4 毫米噴嘴，但我仍然遇到了一些問題。其中一些可能是由於品質(zhì)控制問題：我的工具頭出現(xiàn)故障，而且皮帶從盒子裡拿出來時非常鬆。
修復(fù)問題之後，我仍嘗試在 XL 上列印一整套多彩的卡坦島作為我弟弟的生日禮物，但即使使用擦拭塔，小「綿羊」模型的效果也不太好。
因此我又換回了我的 Bambu X1 來完成這項工作。
然而，在過去的一年裡，Prusa 更新了韌體並改進了切片機設(shè)定檔。因此，我決定重新列印我最喜歡的卡坦島瓷磚，看看是否真的發(fā)生了變化——結(jié)果發(fā)現(xiàn)差異是令人印象深刻的。
新的列印件有大量細節(jié)，缺陷很少。
我甚至在不使用擦拭塔的情況下運行，並使用新鮮、乾燥的線材。
它們看起來仍然很棒！更大的模型看起來也令人印象深刻——數(shù)百種工具變化和完美對齊的層次。
我遇到的唯一問題是當我忘記清潔時一些噴嘴未對準。
一旦我清除了污垢並重新進行校準，一切就都恢復(fù)正常了。
因此，看起來他們已經(jīng)解決了大多數(shù)早期採用者的問題。
在我看來，XL 現(xiàn)在提供了市場上最好的多材料列印質(zhì)量，與我從 Bambu Lab 機器中獲得的品質(zhì)相當，有時甚至更好，如果你想比較一下的話。
迄今為止，我們主要談?wù)摰氖嵌嗌∷?mdash;—使用相同材料的不同顏色。
但是，像 Prusa XL 這樣的噴頭更換裝置的一大賣點不僅僅是更快的顏色變化，而且還具有多材料列印能力。
這裡的差別在哪裡？
當您使用同一種線材（例如 PLA）列印多種顏色時，這很容易，因為所有東西都在相同的溫度下運行，並且具有相似的材料特性。
這對於裝飾或美學(xué)項目來說非常有用。但在多材料列印中，您可能會將 PLA 主體與柔性 TPU 鉸鍊或墊圈結(jié)合，或使用其他可以更乾淨地剝離的支撐材料。對此，基於 AMS 或多路復(fù)用的印表機將會開始碰上困難，尤其是在使用柔性材料印刷時。
透過長長的管道送入柔軟、鬆軟的細絲可能會造成堵塞，儘管 Bambu Lab 最近發(fā)布了他們自己的 AMS 兼容 TPU，但與典型的柔性材料相比，它相當堅硬。
還有一個更大的問題。有些材料組合在一起就是不太好用。例如，PLA 和 PETG。如果您曾經(jīng)從 PETG 轉(zhuǎn)換為 PLA，並且想知道為什麼第一層會剝落，那麼您已經(jīng)親眼看到過這個問題。它們無法結(jié)合，也無法融合。
因此，在多路復(fù)用印表機上，如果您沒有從噴頭中清除掉所有 PETG 痕跡，那麼您的 PLA 層的黏附性和強度將受到嚴重影響 - 就在剩餘的 PETG 污染列印件的地方。
而這就是噴頭更換系統(tǒng)真正發(fā)揮作用的地方。
您永遠不會透過同一個熱端交換材料，因此不會產(chǎn)生殘留污染，也不需要進行大規(guī)模清除。
這意味著您可以使用純 PETG 支撐進行 PLA 列印，它可以輕鬆剝離並產(chǎn)生超乾淨的底面。
這裡的挑戰(zhàn)更多的是關(guān)於床層溫度，因為每種材料可能喜歡不同的建造表面類型和溫度。
讓兩種材料正確黏合可能很棘手，說實話這也是最大的挑戰(zhàn)。
不過，多材料列印仍是噴頭更換系統(tǒng)所擅長的領(lǐng)域。
過去，我曾列印過帶有整合式 IGUS DryLin 軸承的滾輪、帶有泡棉 TPU 緩衝墊的掛鉤，以及使用 TPU 作為關(guān)節(jié)的鉸接式 PLA 手，但這些東西在 AMS 設(shè)置中根本不實用。
這並不是說噴頭更換系統(tǒng)沒有問題。例如，我嘗試在 PLA 零件上僅使用 PETG 支援接口，但遇到了 PETG 無法黏附在 PLA 上的問題。
另外，如果您在 PLA 的溫度設(shè)定下列印，床上的 PETG 可能會脫落。因此，您仍然需要針對每種材料組合來調(diào)整您的流程。
但如果你能夠正確操作，你就可以製作出一些令人印象深刻的印刷品。
請記住，Prusa XL 的標準形式是非封閉式 3D 列印機。它非常適合 PLA、PETG、TPU 和其他不需要升高列印室溫度的材料。
Prusa 還提供他們的 PCBlend，我非常喜歡它用於列印技術(shù)部件，而且它設(shè)計為無需外殼即可列印，但即使這樣，更高的列印腔溫度也會使其受益。
他們確實出售適用於 XL 的外殼，但如果您嚴格列印 ABS、ASA、尼龍或聚碳酸酯，那麼像 Bambu Lab X1 或 P1S 這樣的小型封閉式印表機可能會為您提供開箱即用的更堅固的部件 - 儘管僅限於單一材料模式。
在這裡成本成為一個主要因素。
僅 XL 的外殼就花費 649 美元，幾乎與帶有 AMS 的 Bambu Lab P1S 一樣昂貴。
因此，決定購買哪款印表機不僅取決於其功能或每臺印表機產(chǎn)生多少清除廢物——還可能取決於您的預(yù)算。
結(jié)論
從我個人經(jīng)驗來看，如果將功能齊全的 Prusa XL 與 Bambu Lab X1 Carbon 並排比較，您會發(fā)現(xiàn) Bambu 能做到而 XL 不能做到的事情非常少。
Bambu 的最大優(yōu)點是速度稍快，並且可以連接多達 4 個 AMS 單元，從而提供 16 種顏色。
而且X1預(yù)設(shè)是封閉的，這使得使用高溫材料列印更加簡單。
除此之外，列印品質(zhì)非常好，而且大型列印板非常方便。 它的平鋪加熱系統(tǒng)雖然複雜，但即使對於較小的印刷品也能保持高效。
而在我看來，Prusa XL 是一款商務(wù)級印表機。
單噴頭版本起價為 2,000 美元，以後可以升級更多工具。
組裝好的五個噴頭版本售價約為 4,000 美元，如果再加上外殼和一些乾燥箱，總價就高達 5,000 美元。
因此，您要么需要雄厚的財力，要么需要有一個非常具體的理由來擁有它。
也許您正在使用 PLA、PETG 或 TPU 在單一部件中進行多材料工作。
或者您是一位時間就是金錢的專業(yè)人士，而 XL 的噴頭更換功能可讓您在列印多工具零件時節(jié)省無數(shù)的時間。
最後，Prusas 機器是在歐盟內(nèi)製造的；他們擁有良好的客戶支持，並且明確強調(diào)他們的機器可以確保您的資料安全，這對您來說可能非常有價值。
他們不會強迫您使用雲(yún)端，如果您重視隱私或經(jīng)營企業(yè)，這可能是一件大事。
就我個人而言，我喜歡使用 XL。這臺機器開箱即可運行，只需進行極少的調(diào)整，得益於 PrusaSlicer，它擁有一個強大的生態(tài)系統(tǒng)，並且在經(jīng)過大量固件和配置文件更新後，能夠提供令人印象深刻的結(jié)果。
另外，如果您已經(jīng)擁有 Prusa 印表機，我聽說 MMU3 終於很好用了，甚至可以同時列印 5 種顏色（雖然我自己還沒有嘗試過）。
總而言之，我們現(xiàn)在擁有真正廣泛的選擇，這真是太棒了。我希望這能讓您更清楚地了解不同系統(tǒng)的比較以及哪些系統(tǒng)可能適合您的專案。
噴頭更換系統(tǒng)無疑是最有效的方法，但它增加了複雜性和成本——因此 XL 的價格較高且競爭對手很少。
如果您可以利用其真正的多材料功能或節(jié)省時間，那麼這是一個絕佳的選擇。
但如果不是，那麼基於多路復(fù)用的解決方案可能就是您所需要的。
當然，AMS 列印機速度較慢，而且浪費更多材料，但實際上有多少人印製的量足以證明 XL 的額外成本是合理的呢？
如果您真的擔心浪費，也許多色 3D 列印並不是最好的選擇。
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