FDM多色列印技術革命：AMS、Vortek、Toolchanger三種架構完整解析

3月22日
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已更新：2天前

早期要完成 3D列印多色模型，往往需要手動換料或複雜的設備架構，不但操作困難，也容易造成列印失敗。然而近幾年，隨著 Bambu Lab AMS系統的推出，FDM多色列印的使用門檻大幅降低。多色列印從過去的高階玩家技術，逐漸變成一般使用者也能輕鬆完成的功能。

同時，各家廠商也開始探索不同的技術方向，使得 FDM多色列印技術進入快速演進的階段。

目前主流的多色列印技術，大致可以分為三種架構：

單噴頭換料系統（AMS）
噴頭前段交換系統（Vortek）
擠出機交換系統（Toolchanger）

這三種架構代表不同的工程思維，也各自解決不同的技術問題。以下我們分別解釋這三種系統的邏輯跟優缺點。

Bambu AMS：讓FDM多色列印真正普及的技術

當談到FDM多色列印革命，幾乎無法不提到 Bambu Lab AMS（Automatic Material System）自動換料系統。

AMS系統最大的創新在於：用最簡單的架構，解決多色列印的使用門檻。

它採用單噴頭換料設計，透過自動進退料來切換不同顏色的線材。AMS以相對低成本實現多色列印，這也是它能快速普及的原因。

AMS成功的三個關鍵設計

AMS系統單噴頭換料構看似簡單但仍有其困難的地方：一個是繁瑣的換色設定，其二是單噴頭換料最怕因頻繁進退料造成堵頭。Bambu將這個問題透過三個關鍵設計有效的避免開來。

軟硬體整合

不只是AMS硬體的成功，Bambu將多色列印的流程整合進切片軟體，使用者只需要在切片中分配顏色，就能完成多色列印設定。這讓多色列印從過去的專業操作，變成幾乎任何人都能完成的功能。這是AMS多色系統快速普及的重要原因。

內建裁刀降低堵頭風險

Bambu擠出機內建裁刀，在換料時會將線材切斷並保留在喉管內，這個設計有效避免了線材在退換料過程中線頭變形導致卡住，或是線材殘留在喉管或噴嘴內，有效降低堵頭問題。對於頻繁換色的模型來說，這是一個非常重要的設計。

自動進退料

此外，AMS的自動進退料功能，讓使用者不再需要手動處理線材。這不只提升了操作便利性，也降低人為操作造成的錯誤。

這些設計讓多色列印第一次變得「一般使用者也能成功」，對許多3D列印老玩家來說甚至是一種顛覆性的體驗。

AMS的限制：廢料與列印時間

雖然Bambu創新的設計將換色進化成簡單又穩定的流程，但依舊有其限制。首先，列印需要顏色切換時，必須先將舊的線材切斷、退至待機區，接著將新料拉進擠出機內，擠出舊料，這個過程會產生大量廢料。

在玩家社群中，這些廢料常被戲稱為：「竹屎」

如果模型換色頻繁，廢料量相當驚人。除了材料浪費之外，換料流程還會帶來另一個問題：

列印時間變長。

當換色次數增加時，列印時間可能增加數小時。儘管如此，AMS仍然在成本、穩定度與易用性之間取得非常成功的平衡，因此一直以來都是市場主流。

Bambu H2C Vortek：另一條提高效率的技術路線

當AMS普及之後，換色效率跟產生的大量廢料成為下一個需要解決的首要課題。因此列印機廠商開始思考各種改善的可能性，其中之一就是Bambu Lab H2C採用的Vortek系統。

類似CNC刀具庫的設計

Bambu的Vortek技術是在既有AMS系統基礎上，加入「更換噴頭前段模組」的設計。在進行進退料之前，先完成噴頭模組切換，藉此減少甚至避免傳統多色列印中大量的洗料步驟，進而提升整體效率。

這個概念其實很接近CNC的刀具庫系統。不同噴頭模組會預先停放在指定位置，當需要切換顏色時，噴頭會移動至對應位置，直接更換噴頭模組。完成切換後，再由AMS將對應的材料送入噴頭。由於切換的是相同材料的噴頭模組，列印前只需要將噴頭內殘留的舊料稍微擠出即可開始列印，不再需要大量洗料，大幅降低材料浪費，同時也有效縮短換色時間。

Vortek技術的優勢

相較於單噴頭換料系統，Vortek具有幾個優勢：

減少洗料廢料
提升換色效率
降低材料浪費

此外，Vortek系統搭配最多6個噴頭模組，不只提升多色切換效率，更進一步把「噴頭管理」這件事自動化。每個噴頭可以預先配置不同孔徑（例如0.4mm、0.6mm），或搭配不同列印溫度與材料特性。原本需要人工拆裝、更換的流程，在Vortek架構下都可以透過切片設定直接完成。例如下一個模型需要使用0.6mm噴嘴，只需在軟體中設定，設備就會自動切換對應模組。這不只是多色效率的提升，而是把整體列印流程推向「自動化管理」。

Vortek代表的是一種以效率為核心的多色列印架構。

Vortek架構帶來的新挑戰

不過這樣的設計也帶來新的問題，例如：

機構設計更加複雜
模組成本增加
長期耐用度需要驗證

越多機構就有越多的潛在風險。

Toolchanger：完全不同的多色列印技術

除了換料與換噴頭之外，還有另一條完全不同的技術路線：Toolchanger（擠出機交換技術）。這種架構的近期最具代表產品之一是 Snapmaker U1。

Snapmaker U1的Toolchanger設計

與AMS或Vortek不同，Toolchanger的核心概念是直接更換整個擠出機模組。以Snapmaker U1為例，它將擠出機拆分為兩個部分：前半段為風扇與熱端模組（風扇模組），後半段為馬達與挾持模組（擠出模組）。風扇模組會在滑軌上移動，而4組擠出模組則固定在設備後側，當需要換色時，風扇模組會移動到對應的位置，利用磁力與指定的擠出模組接合進行交換。整個換頭流程約5秒即可完成，隨後即可繼續列印。對於多色列印的應用場景來說，Toolchanger具有相當高的效率。

Toolchanger架構的優勢

每個材料都有獨立進料通道，不需要進退料
不需要洗料，廢料量極低
支援更多材料組合

此外，由於每種材料都有獨立的進料通道，不需要經過長距離的進退料機構，因此在材料適應性上有明顯優勢。像是軟料（TPU）、水溶性支撐（PVA），或是碳纖維等複合材料，這些對AMS系統來說容易卡料或磨損的材料，在Toolchanger架構下都能更穩定地使用。也因此，在異材質支撐、軟硬結合，甚至複合材料應用上，都能展現出更高的穩定性與彈性。

Toolchanger的工程難題

然而這種架構也意味著：

機構設計更複雜
多個擠出機提高設備成本
高精度對位要求，長期穩定度需要驗證

簡單來說，Toolchanger是用更複雜的機構設計換取更高效率。不只是多色列印，Toolchanger更進一步把應用延伸到多材料複合，讓3D列印在實際應用上的可能性明顯提升。

三種FDM多色列印技術比較

以上目前三大主流FDM多色列印整理如下：

技術	代表產品	設備成本	使用門檻	劣勢	劣勢
單噴頭換料	Bambu AMS	低	低	成本低、易用	時間長、耗材浪費
換噴頭前段	Bambu Vortek	中	中	減少耗材浪費，提高整體應用效率	一樣需要進退料，耐用度需要驗證
Toolchanger	Snapmaker U1	高	高	幾乎無廢料、更多複合材質結合	多噴頭更多潛在風險，長期穩定需驗證