Mehrfarbig drucken: AMS, Werkzeugwechsler und Co. erklärt

Markierte Begriffe erklären wir kurz, wenn du darauf zeigst oder tippst.

Ein FDM-Drucker hat im Grundaufbau eine Düse und verarbeitet ein Filament. Für mehrere Farben in einem Teil gibt es deshalb verschiedene Lösungen, von der einfachen Pause bis zum Drucker mit mehreren kompletten Druckköpfen. Sie unterscheiden sich vor allem darin, wie viel Zeit und Material jeder Farbwechsel kostet.

Farbwechsel per Pause: der Einstieg

Die einfachste Methode braucht kein Zusatzgerät. Du legst im Slicer fest, bei welcher Schichthöhe die Farbe wechseln soll. Der Drucker hält dort an, du tauschst das Filament von Hand und setzt den Druck fort. Technisch steckt dahinter meist der Befehl M600, den viele Slicer über einen Rechtsklick auf den Schichtregler einfügen.

Das funktioniert gut für Schilder, Schriftzüge oder Logos, bei denen die Farbe nur von Schicht zu Schicht wechselt. Mehrere Farben innerhalb derselben Schicht gehen damit nicht. Du musst außerdem zum richtigen Zeitpunkt am Drucker sein.

Filamentwechsler mit einer Düse

Das ist das verbreitetste System. Ein Zusatzgerät hält mehrere Spulen, meist vier pro Einheit, und schiebt bei Bedarf das jeweils passende Filament zur Düse. Beispiele sind AMS von Bambu Lab, CFS von Creality, ACE von Anycubic, die QIDI Box oder MMU3 von Prusa. Bei manchen Druckern ist so ein System fest eingebaut.

Ein Farbwechsel läuft grob so ab:

1. Das aktuelle Filament wird abgeschnitten oder zurückgezogen.
2. Die Einheit zieht es aus dem Druckkopf zurück.
3. Das neue Filament wird bis zur Düse geschoben.
4. Die Düse wird gespült, bis die alte Farbe vollständig heraus ist.

Der letzte Schritt ist das Problem: In Hotend und Düse steckt noch geschmolzenes Material der alten Farbe. Es muss herausgedrückt werden, bevor die neue Farbe sauber aussieht. Dieser Spülabfall landet entweder als kleine Würstchen hinter dem Drucker oder in einem Spülturm (Purge Tower oder Prime Tower), den der Slicer neben das Teil setzt.

Viele dieser Systeme lagern das Filament zusätzlich geschützt vor Feuchtigkeit, einige trocknen es aktiv. Jeder Wechsel kostet Zeit. Bei Hunderten Wechseln in einem Druck kommen schnell Stunden zusammen.

Spülabfall reduzieren

Bei Teilen mit vielen Farbwechseln kann der Abfall mehr wiegen als das Teil selbst. Diese Hebel helfen:

• In das Infill spülen: Die alte Farbe wird in die Füllung des Teils gedruckt, die später niemand sieht. In Bambu Studio und OrcaSlicer heißt die Option “Flush into objects’ infill”, in PrusaSlicer “Wipe into this object’s infill”.
• In Stützen spülen: Auch Stützstrukturen landen im Müll, da kann die Mischfarbe hin.
• In ein Opferobjekt spülen: Ein zusätzliches Teil auf der Platte, das in Mischfarben gedruckt wird, zum Beispiel ein Würfel oder Füllmaterial.
• Spülmengen anpassen: Von Hell zu Dunkel braucht weniger Spülmaterial als von Dunkel zu Hell. Die Slicer berechnen die Mengen pro Farbpaar, oft lassen sie sich mit einem Faktor reduzieren. Vorsichtig senken und testen, sonst gibt es Farbschlieren.
• Farbwechsel einsparen: Mehrere Teile gleichzeitig auf der Platte teilen sich die Wechsel pro Schicht. Farben möglichst schichtweise statt gemischt anordnen.
• Farbreihenfolge so wählen, dass helle Farben vor dunklen kommen.

Mehr zu Stützen in Stützstrukturen, zum Thema Füllung in Infill.

Zwei Düsen

Manche Drucker haben zwei Düsen auf einem Druckkopf, von denen jeweils eine aktiv ist. Für jedes Material gibt es einen eigenen Hotend. Der Wechsel zwischen den beiden Düsen erzeugt kaum Abfall. Typisch ist die Kombination aus Teilmaterial und Stützmaterial, etwa PLA mit wasserlöslichem PVA. Mit einem zusätzlichen Filamentwechsler sind auch mehr Farben möglich, dann spült aber wieder jede Düse für sich.

Bei zwei Düsen muss der Höhenunterschied zwischen ihnen exakt stimmen, sonst schleift die inaktive Düse über den Druck. Aktuelle Geräte kalibrieren das automatisch.

Werkzeugwechsler

Ein Werkzeugwechsler hat mehrere komplette Druckköpfe, die geparkt am Rand stehen. Der Drucker greift sich den passenden Kopf, druckt damit und legt ihn wieder ab. Jedes Material hat seine eigene Düse, deshalb fällt fast kein Spülabfall an. Der Wechsel dauert nur wenige Sekunden.

Damit lassen sich auch Materialien kombinieren, die sich nicht durch dieselbe Düse vertragen, etwa PLA mit TPU oder Teilmaterial mit löslichem Stützmaterial. Der Nachteil: Werkzeugwechsler sind teurer, mechanisch aufwendiger und die Zahl der Farben ist auf die Zahl der Köpfe begrenzt.

Vor- und Nachteile im Überblick

Was nicht jedes System kann

• TPU ist zu weich für die meisten Filamentwechsler. Es lässt sich oft nur über einen separaten Eingang drucken.
• Pappspulen können in manchen Einheiten Abrieb verursachen oder rutschen. Abhilfe schaffen Adapterringe oder das Umspulen auf Kunststoffspulen.
• Faserverstärkte Filamente verschleißen Zuführungen und sind nicht in jedem System freigegeben. Herstellerangaben prüfen.

Brauchst du das?

Wenn du nur gelegentlich ein Schild mit zweifarbiger Schrift druckst, reicht die Pause. Druckst du regelmäßig Figuren, Logos oder Teile mit löslichen Stützen, lohnt sich ein System. Welche Drucker welches System haben, siehst du in der Liste Drucker für Mehrfarbdruck.

Weiter mit: Was kostet ein 3D-Druck?, um den Spülabfall in deine Kosten einzurechnen.