导读:长期以来,彩色3D打印一直被视为增材制造领域中“看起来效果很美,但门槛极高”的技术方向。人们曾尝试通过各种技术来降低彩色3D打印的成本,例如3D Systems公司的粘结剂喷射(石膏)技术,以及一家名为Mcor的爱尔兰公司采用的LOM(一种涉及数字切割纸张的传统技术)技术。消费级3D打印领域的早期领导者XYZprinting也曾尝试过在挤出零件上喷射彩色外层。

△Mcor Technologies 的创始人 Conor MacCormack 博士与全彩纸质 3D 打印部件合影
过去两年,这一局面发生了变化。价格更亲民的材料喷射技术与新一代多色丝材挤出系统的融合,使得彩色3D打印得以面向更广泛的用户群体——但两种技术体系之间的质量差距并未显著缩小。尤其是在AI生成内容、个性化消费以及数字文创需求快速增长的背景下,彩色3D打印不再只是“展示技术”的概念,而开始逐渐进入更广泛的实际应用场景。

材料喷射作为基准
多年来,只有两种技术能够高效地生产全彩零件:一种是采用 3D Systems 公司的 ColorJet 工艺的粘结剂喷射成型,另一种是采用 Stratasys 公司的 Polyjet 工艺的材料喷射成型。这两种技术都基于喷墨技术:粘结剂喷射成型是将颜色涂覆到粉末床上成型的零件上;而 Polyjet 工艺则是将树脂本身着色并喷射成型。

△目前没有任何技术能够与 Stratasys 的体素级多色功能相媲美,但这种功能价格不菲
Stratasys 的 J850Prime 是 PolyJet
产品线中的顶级产品,也是目前市面上性能最强的全彩材料喷射打印系统。J850
能够快速制作概念模型,并支持同时使用多达七种材料,这些材料可以混合使用,使设计师能够制作出数百万种颜色、透明度和硬度组合的零件,这是其他任何技术都无法比拟的。应用范围十分广泛,从高级原型制作(更高的尺寸精度和全彩打印功能使
J850 成为复杂机械原型制作的主要 3D 打印工具)到高端时尚领域(Stratasys 开发了 J850
TechStyle,这是首款专为直接在织物上打印而设计的 3D 打印机),均有涉及。
Stratasys PolyJet
仍然是医疗和工业应用领域无可争议的市场领导者,但打印机和材料价格仍然昂贵。像 Mimaki
这样的竞争对手则为那些更注重色彩保真度而非多材料功能的客户开发了替代方案。Mimaki 的 3DUJ-553 和3DUJ-2207 是基于 UV
固化喷墨技术的全彩 3D 打印机——这是一种材料喷射方式。Mimaki 的机器使用压电打印头精确喷射墨滴,并立即用紫外光逐层固化,最小层厚为
20 微米。
这款机器采用八个按需压电喷头并行打印,喷射六个墨水通道——青色、品红色、黄色、黑色、白色和透明色——同时打印专用支撑材料,并在打印完成后移除。通过在喷墨过程中混合
CMYK 墨水,两款机型均可在单次打印中呈现超过 1000 万种不同的颜色,包括通过白色和透明通道实现的半透明和不透明效果。3DUJ-553
的预计售价约为 20 万美元,并非人人都能负担得起,但其价格已较早期有所下降,且打印效果令人惊艳。

△使用 Tripo 3D 人工智能创建的不同尺寸的机器人,在 Mimaki 系统上打印出来
Mimaki如今面临着来自新晋竞争者——中国赛纳三维(Sailner)公司的挑战。Sailner专注于多色3D打印技术。Sailner亮相Formnext2025展会,标志着尽管这一领域仍处于早期阶段,但已开始吸引中国制造商的关注,他们愿意在Stratasys和Mimaki长期占据主导地位的领域展开价格竞争。Stratasys耗费多年时间研发和完善PolyJet技术,即便基础PolyJet授权已过期,但公司仍然拥有显著的技术优势。而Mimaki的出现,以相近的硬件价格和更低的材料成本,实现了类似的产品。
在价格更为亲民的材料喷射3D打印机领域,Flashforge在2024年Formnext展会上推出了CJ270,定位为首款售价低于1万美元的“桌面级”全彩材料喷射3D打印机,能够打印多达1000万种颜色,包括白色和透明材料以及水溶性支撑材料。这款极具颠覆性的系统原计划于2025年上市,但目前尚未正式发售。

△连接两台 AMS 2 打印机和 Vortek 系统后,H2C 成为一台桌面彩色 3D 打印强机。打印耗时超过 24 小时。期间遇到了一些小问题,导致系统不得不停止打印(例如机架上的一个挤出机脱落并卡住),但这些问题都很容易解决(现场解决)。
彩色(丝状挤出)波
虽然材料喷射打印仍然是色彩精度的标杆,但多色长丝挤出打印的市场规模增长速度远超喷射打印领域,无论从产品数量还是普及程度来看都是如此。如今,售价低于1000美元的多色桌面3D打印机已经上市,其中拓竹科技(Bambu Lab)凭借软件、AMS硬件以及最近推出的用于H2C 3D打印机的先进Vortek多喷头系统稳居行业领先地位。
Bambu Lab 的自动耗材系统AMS 为消费级多色耗材打印树立了标杆。AMS 2 Pro
配备集成式耗材干燥装置和智能电磁通风口,可自动切换干燥和存储模式;此外,它还配备耗材监控系统,沿耗材路径策略性地布置了 15
个传感器,用于追踪进料速度、张力、热行为、喷嘴位置和挤出压力。Bambu Lab 公司在 2025年 Formnext 展会上推出的 H2C
进一步拓展了这一平台:这套系统引入了 Vortek 架构,结合了非接触式可更换热端、自动校准、板载内存和智能耗材管理,以及可在 8
秒内达到工作温度的感应加热系统。基础款 AMS Combo 的起售价约合 2,399 美元。2026 年 4 月,Bambu Lab 推出了
X2D,作为X1系列的继任者,引入了机械喷嘴切换机制、主动式腔体热管理和人工智能校准逻辑,标准配置在美国的售价为 649 美元。

△Creality K2 和 K2 Pro
Creality 和其他几家厂商的系统在多色输出方面也表现出色。VoxelMatters对 Creality
的色彩混合系统 (CMS) 在 K2 Pro 上进行了测试,发现双 CMS 配置在连续打印两天多、更换耗材超过 1500
次后仍能完美运行,尽管优化程度不如 Bambu Labs 的 H2C,并且耗材浪费也更多。
ELEGOO于2026年1月26日发布了CentauriCarbon 2
Combo,正式进军多色打印领域。这款机器售价449美元,远低于主要竞争对手Bambu
Lab、Creality和PrusaResearch的同类多色打印机。全新的CANVAS系统可实现自动化多色打印、流畅的耗材切换和即时材料装载。VoxelMatters的评测指出,这款机器在价位上提供了出色的整体体验,但需要注意的是,只有Bambu
Lab的MakerLab系统才能真正让所有用户通过参数化建模应用程序创建多色文件——尽管在Bambu
Lab的MakerLab中创建的多色产品通常也能在ElegooSlicer上正常显示。然而,长时间使用打印系统会导致一些挤出问题,使其可靠性不如价格更高的机器。

△Snapmaker U1 多挤出机系统。
Snapmaker 于 2026 年 4 月 10 日全球发布 U1,为市场带来了一种全新的技术方案。U1没有采用传统的基于清洗的耗材切换系统,而是采用了名为
SnapSwap 的专有四头工具切换机制,四个独立的预装工具头可在约五秒内完成切换。U1 是 Kickstarter 上筹款最多的 3D
打印机,共筹集了 2061 万美元,目前售价为 999 美元。Snapmaker
宣称,与传统系统相比,U1 的多色输出速度可提升五倍,材料浪费可减少五倍。虽然 U1 目前仅支持四种颜色(但连接多个 AMS 和 CMS
系统最多可使用16 种颜色),但 Snapmaker 仍然是目前最可靠、最快速、最高效的多色打印方式(VoxelMatters
的完整评测即将发布)。Snapmaker 公司的全新 Full Spectrum项目有望真正开启前所未有的打印新纪元。
Prusa Research与瑞典挤出专家 Bondtech 合作,正在开发自主研发的多色打印架构。这款名为INDX 的系统专为 Prusa CORE One 平台设计,支持多达八种材料的打印,并引入了一种基于单个主动式“智能打印头”和多个被动式打印头(类似于Snapmaker
的)的换刀方式。两家公司表示,INDX
系统兼具多丝打印单元的低成本和可扩展性,以及真正换刀装置的速度和精度,同时显著减少了材料浪费。首批“创始版”升级套件已于 2026
年第一季度通过 Bondtech 网站发售,随后 Prusa 的在线商店也将提供更广泛的销售渠道。
OBJ颜色间隙
在两种技术领域中,都存在一个难以克服的限制。目前,大多数多色3D打印系统(包括Bambu
Lab、Creality、Elegoo以及即将推出的Snapmaker
U1)使用的Orca切片软件无法直接处理从基于人工智能的3D模型创建工具下载的OBJ文件,因为OBJ文件仅包含表面颜色信息。这导致线材挤出系统的实际应用仍然受到限制:尽管4色、8色甚至16色3D打印带来了越来越多的可能性,但它仍然无法与能够进行体素级控制的数百万色3D打印相媲美。

△Meshy AI 和 Flashforge 能否解决桌面 3D 打印机上的 OBJ 打印难题?
Bambu Lab 已集成所有主流的AI 驱动型 3D 模型创建引擎(Tripo3D、HI3D 和
Meshy),这意味着在Bambu Lab MakerLab 中创建的彩色文件可以通过减少颜色数量以 3MF
文件格式进行彩色打印。现在,FlashForge 也开始着手解决 OBJ 文件格式的问题。拓竹将 Flash Studio
桌面应用程序直接连接到 Meshy AI,并添加了一个内置的 Meshy 入口点,Creator 5 用户可以直接在 Flash Studio
中启动 Meshy,通过文本提示或参考图像生成 3D 模型,然后一键返回到切片软件中——无需导出文件,也无需任何第三方工具。Meshy
的自动纹理到耗材颜色映射功能省去了手动绘制颜色区域、将每个区域分配给耗材以及在打印开始前配置输出文件的步骤。 Creator 5
本身也采用了四个独立的工具头,可在六到七秒内完成更换,且不会产生任何废料。FlashForge 表示,这种架构运行多色作业的速度是单喷嘴 AMS
型机器的三到四倍。FlashForge 还表示,计划在 2026 年晚些时候推出一款全彩 3D 打印机,称为 Meshy
纹理工作流程的自然延伸。
这种区别——数百万体素级色彩与挤出系统中离散的丝材区域——使得材料喷射技术在任何对色彩精度和几何形状要求同样重要的应用中仍然具有重要意义。但这两个世界之间的差距正在以远超硬件本身所能预测的速度缩小。
来源:南极熊

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