Neuer 3D-Drucker H2C mit kabellosem Hotend-Wechsel 2025

Das Wichtigste in Kürze

Ein neues Modell der H2-Serie, der H2C, wird zusätzlich zu den Modellen H2D und H2S angekündigt.
Der H2C soll bis Ende 2025 verfügbar sein und verfügt über ein System zum automatischen Wechsel des Hotends.
Die Kerntechnologie des H2C ist ein kabelloses System, das sowohl die Heizung als auch die Temperaturmessung des Hotends ohne mechanische Steckverbindungen ermöglicht.
Der Hersteller informiert bewusst frühzeitig über das kommende Modell, obwohl dies die Verkäufe der aktuellen Modelle beeinflussen könnte.
Ein Upgrade vom H2D auf den H2C wird möglich, aber anspruchsvoll sein, während ein Upgrade vom H2S nicht empfohlen wird.

Eine transparente Produktstrategie für die H2-Serie

Mit der Einführung des H2S, der im Wesentlichen eine größere Version des X1C darstellt, reagiert der Hersteller auf eine hohe Nachfrage aus der Community. Gleichzeitig stand das Unternehmen vor einer schwierigen Entscheidung bezüglich eines weiteren Modells, des H2C. Eine frühzeitige Ankündigung des H2C könnte die Verkaufszahlen der Modelle H2D und H2S negativ beeinflussen, weshalb eine sorgfältige Abwägung nötig war. Dennoch entschied man sich für Transparenz, um zu vermeiden, dass Käufer ihre Entscheidung später bereuen. Dieser Beitrag erläutert die Hintergründe und die Technologie des kommenden H2C.

Die Herausforderung beim Mehrfarb-3D-Druck

Ein grundlegendes Problem beim Drucken mit mehreren Farben oder Materialien ist die Reinigung der Düse. Nach jedem Materialwechsel müssen Reste des vorherigen Filaments aus der Düse entfernt werden, damit eine saubere Farbtrennung gewährleistet ist. Dieser Prozess, oft als „Purging“ oder „Spülen“ bezeichnet, führt zu Materialabfall und verlangsamt den Druckvorgang. Eine Analogie hierfür ist das Malen mit einem einzigen Pinsel für verschiedene Farben, denn man muss den Pinsel nach jedem Farbwechsel gründlich reinigen. Eine effizientere Methode wäre die Verwendung mehrerer Pinsel, für jede Farbe einen.

Im 3D-Druck entspricht dies der Idee, mehrere Düsen zu verwenden. Die technische Umsetzung eines solchen Werkzeugwechselsystems ist jedoch komplex, da eine Düse nicht isoliert arbeitet. Sie benötigt ein Bewegungssystem, einen Filamentvorschub, eine Heizung und eine Temperaturmessung, die alle zuverlässig verbunden sein müssen.

Technische Konzepte für Werkzeugwechselsysteme

Für die Realisierung eines automatischen Düsenwechsels gibt es verschiedene Ansätze, die jeweils eigene Vor- und Nachteile aufweisen.

Ansatz A: Wechsel des gesamten Portals (IDEX)

Bei diesem Konzept, bekannt als IDEX (Independent Dual Extruder), wird für jede Düse ein komplettes Portal verwendet. Dies ist mechanisch unkompliziert, da keine Steckverbindungen getrennt werden müssen. Allerdings ist dieser Ansatz teuer und benötigt viel Bauraum, weshalb er meist auf zwei Werkzeugköpfe beschränkt ist.

Ansatz B: Wechsel des Werkzeugkopfes

Hierbei teilen sich mehrere Werkzeugköpfe ein Bewegungssystem. Das spart Kosten und Platz, erfordert aber zuverlässige mechanische Kupplungen zwischen Portal und Werkzeugkopf. Da die Werkzeugköpfe immer noch relativ groß sind, ist die Anzahl der möglichen Werkzeuge begrenzt. Dieses Prinzip findet sich bei sogenannten „Tool Changern“.

Ansatz C: Wechsel der Hotend-Einheit

Eine weitere Reduzierung von Größe und Kosten wird erreicht, indem nur die Hotend-Baugruppe gewechselt wird, während Bewegungssystem, Extruder und Kühlung gemeinsam genutzt werden. Die große Herausforderung hierbei ist die zuverlässige Verbindung der Strom- und Signalkabel für Heizung und Temperatursensor über viele tausend Zyklen hinweg.

Ansatz D: Wechsel der reinen Düse

Der minimalistischste Ansatz wäre der Tausch der bloßen Düse mit Kühlkörper. Heizung und Temperaturmessung würden dabei am Werkzeugkopf verbleiben und über thermischen Kontakt funktionieren. Die Schwierigkeit liegt darin, eine konstant gute Wärmeleitfähigkeit über zehntausende Wechselvorgänge sicherzustellen.

Die Lösung des H2C: Kabellose Hotend-Technologie

Für den H2C wurde der Ansatz C gewählt, da er einen guten Kompromiss zwischen Zuverlässigkeit und Kompaktheit bietet. Um das Problem der Steckverbindungen zu lösen, wurde eine kabellose Technologie entwickelt. Die Heizung des Hotends erfolgt per Induktion, sodass keine Stromkabel notwendig sind.

Für die ebenfalls kritische Temperaturmessung wurde eine spezielle Mikroschaltung direkt am Hotend integriert. Diese Schaltung empfängt Energie, misst die Temperatur und kommuniziert die Daten drahtlos mit dem Werkzeugkopf. Durch diesen integrierten Ansatz konnte die gesamte Hotend-Baugruppe auf nur vier Teile reduziert werden: Düse, Heatbreak, Thermistor und eine kleine Platine. Das Ergebnis ist eine Einheit mit einem Gewicht von nur 10 Gramm und den Maßen 20 x 15 x 56 mm.

Neben der kabellosen Verbindung war die exakte Positionierung der Düse eine weitere Hürde. Jedes Hotend muss nach dem Wechsel wiederholt auf den Mikrometer genau an der exakt gleichen Stelle positioniert werden, um Druckfehler zu vermeiden. Dies erfordert eine hochpräzise Mechanik und ein schnelles Messsystem. Zudem war ein erheblicher Aufwand für die Softwareentwicklung notwendig, von der Firmware über die Slicer-Integration bis zur Benutzeroberfläche.

Verfügbarkeit und Upgrade-Pfade

Die Auslieferung des H2C ist für Ende 2025 geplant. Wenn du bereits ein anderes H2-Modell besitzt, stellt sich für dich sicher die Frage nach einer Aufrüstung.

Upgrade von H2D auf H2C: Ein Upgrade wird möglich sein. Es erfordert jedoch technisches Geschick, Geduld und einige Stunden deiner Zeit. Für Einsteiger wird dieser Umbau nicht empfohlen.
Upgrade von H2S auf H2C: Technisch ist ein Umbau zwar denkbar, der Hersteller rät jedoch davon ab, damit du keine Zeit und kein Geld investierst. Die frühzeitige Ankündigung soll es dir ermöglichen, direkt die richtige Kaufentscheidung zu treffen.

Unsere Einschätzung

Die Entscheidung, den H2C so früh anzukündigen, ist ein bemerkenswerter Schritt in Richtung Kundentransparenz. Dies schafft Vertrauen, auch wenn es kurzfristig die Verkäufe der bestehenden Modelle beeinflussen kann. Der technische Ansatz, ein kabelloses Hotend-Wechselsystem zu entwickeln, ist eine interessante Lösung für ein seit langem bestehendes Problem im Bereich des Multi-Material-3D-Drucks.

Der Erfolg des Systems wird maßgeblich von seiner Zuverlässigkeit im Langzeitbetrieb abhängen. Insbesondere die Beständigkeit der kabellosen Energie- und Datenübertragung sowie die mechanische Wiederholgenauigkeit des Wechselsystems werden entscheidend sein. Als potenzieller Käufer hast du nun eine klare Wahl: Wenn du jetzt einen Drucker mit großem Bauraum benötigst, kannst du zum H2S greifen. Legst du hingegen Wert auf die fortschrittliche Werkzeugwechsel-Funktion, hast du die Option, auf den H2C zu warten.