Сборка механики Ultimaker’а крайне не тривиальна. Многие не понимают, как она устроена и в чем ее «фишка». Объяснить принцип работы принтера достаточно сложно, но мы попробуем.
Давайте удалим все лишние элементы крепления и рассмотрим каким образом мы можем перемещать печатающую головку по оси X и Y. Для того, что бы нам перемещать головку в одной из осей X или Y, необходимы направляющие валы, на которые будут опираться наши каретки. Для их перемещения требуется шаговый двигатель и ременная передача. Так как каретки разнесены достаточно далеко друг от друга, то их необходимо синхронизировать, что бы они двигались одновременно и в одну и ту же сторону. Для этого есть два решения: 1) установка двух двигателей; 2) механическая синхронизация кареток по средствам ремня и вращающегося вала. Компоновка с двумя двигателями хоть и допустима, но накладывает ряд ограничений, к тому же ведет к удорожанию конструкции, поэтому разумно физически синхронизировать движение кареток.
На иллюстрациях ниже, показаны оси X и Y по отдельности, с двумя неподвижными валами, по которым перемещаются каретки, одним валом-синхронизации и одной направляющей для передвижения печатающей головки.
Вся изящность решения принтеров семейства Ultimaker состоит в том, что в качестве вала синхронизации движения кареток применяются направляющие валы соседней оси. Таким образом, мы экономим на моторах, физически устраняем перекос кареток, а так же экономим на направляющих. Плюсом получаем достаточно малую массу двигающихся частей (моторы располагаются на корпусе и не перемещаются), что немаловажно в 3D принтерах. Более того удвоение ремня на каждой из осей положительно влияет на максимально возможные ускорения.
Не смотря на достоинства данной механики, мы сталкиваемся с рядом особенностей, например в данном случае нельзя использовать линейные подшипники типа LM8UU, так как они рассчитаны только на линейное перемещение, поэтому используются бронзовые втулки. А из-за того, что наши направляющие валы вращаются во время движения кареток, то появляются повышенные требования к ровности валов.
