เมื่อหนึ่งปีก่อน ภรรยาของผมขอความช่วยเหลือเกี่ยวกับงานของเธอ ซึ่งเป็นการจัดงานวันหยุด เธอมีความสุขกับการจัดกิจกรรมสำหรับเด็กๆ ด้วยลูกโป่งจำนวนมากและของเล่นอื่นๆ เธอขาดเครื่องจักรที่จะพิมพ์ภาพลงบนลูกโป่งได้ นอกจากนี้ ลูกสาวของผมก็พากันมาขอร้องเสียงดังว่า "ลูกโป่งสีสันสดใส หนูอยากได้ลูกโป่งหลากสีที่มีชื่อของหนู พ่อทำได้ทุกอย่างเลย!" ผมเป็นนักชีววิทยา แต่ผมรักครอบครัวมาก และก็ผุดความคิดที่จะประกอบโปรเจกต์ที่ค่อนข้างง่ายต่อการเรียนรู้ขึ้นมา เนื่องจากผมไม่เข้าใจเรื่องการเขียนโปรแกรมเลย หนึ่งปีต่อมา หลังจากลองสร้างต้นแบบหลายชิ้น และอ่านหนังสือมามากมาย ผมก็ได้โปรเจกต์ที่ใช้ Arduino Mega และ stepper motors ขึ้นมา ครอบครัวของผมมีความสุข และโรงรถของผมก็ดูเหมือนห้องปฏิบัติการในปัจจุบัน

เครื่องจักรนี้มีขั้นตอนการพัฒนาไม่มากนัก แต่ตอนนี้มันทำงานได้ดีแล้ว ผมสามารถใช้การพิมพ์ silkscreen และสี เพื่อพิมพ์ลงบนลูกโป่งได้ทุกด้าน มันใช้ stepper motors 8 ตัว ตั้งแต่ NEMA 17 ถึง NEMA 34 ซึ่งควบคุมด้วย Arduino Mega โครงสร้างทำจากอลูมิเนียมโปรไฟล์และชิ้นส่วนที่ดัดด้วย CNC

ส่วนที่ยากที่สุดคือ actuators ที่ใช้ NEMA 17... ไม่มีใครรู้ว่าพวกมันจะมีกำลังเพียงพอที่จะทำงานในเครื่องที่ไม่ใช่ 3D printer แบบนี้หรือไม่ แต่พวกมันสามารถทำอะไรได้มากกว่าที่คุณจินตนาการไว้ในอุปกรณ์ที่เหมาะสม

ขออภัยสำหรับภาษาอังกฤษของผม

รายละเอียดทางเทคนิคเพิ่มเติม

วิศวกรรมการเคลื่อนที่บนพื้นผิวที่มีความยืดหยุ่น

Balloon Printer เป็นระบบ CNC แบบพิเศษที่ออกแบบมาเพื่อพิมพ์โลโก้หรืองานศิลปะลงบนพื้นผิวโค้งที่ไม่แข็งแรงของลูกโป่งที่พองแล้ว

• Convex Coordinate Mapping: Arduino จัดการระบบการเคลื่อนที่แบบ 3-axis ที่ซับซ้อน โดยที่ "Y-axis" คือการหมุนของลูกโป่งเอง (ใช้ stepper motor และ custom chuck) และ "X-axis" คือการเคลื่อนที่ของปากกาเมจิก. firmware จะจัดการการชะลอความเร็วที่จำเป็นเพื่อหลีกเลี่ยงการเจาะทะลุพื้นผิวที่ยืดหยุ่นได้
• Precision Pen Actuation: ใช้ micro servo เพื่อควบคุม "Z-axis" (ความลึกของปากกา). แรงกดจะถูกปรับเทียบอย่างระมัดระวังใน software เพื่อให้มั่นใจว่าหมึกจะถูกถ่ายโอนอย่างชัดเจนโดยไม่ทำให้ลูกโป่งแฟบ

ระเบียบวิธีออกแบบ

• Vector-to-Rotation Conversion: แปลง 2D vector coordinates ให้เป็นการรวมกันของ linear และ rotational steps ซึ่งเป็นโซลูชันพิเศษสำหรับการสร้างแบรนด์และการตกแต่งงานอีเวนต์ด้วยความเร็วสูง