Breath Builder¶

Através da modelação e da tecnologia de impressão 3D alcançar o domínio da respiração.

[ENG] Mastering the breath through the power of 3D modelling and printing technology

Conceito/Concept¶

O breath builder é um dispositivo que permite praticar a respiração. Este foi inventado pelo músico Harold Hansen com o intuito de desenvolver e melhorar a capacidade pulmonar e do diafragma dos músicos (especificamente aqueles que tocam instrumentos de sopro e cantores).

O breath builder funciona da seguinte forma:

O utilizador tem que manter a bola que é colocada dentro do breath builder no topo do tubo durante o máximo de tempo que conseguir.
A bola torna-se num indicador visual da intensidade e consistência do fluxo de ar, pois por cada abrandamento em pausa do mesmo fará com que a bola caia para o fundo do tubo. Deste modo, para que o utilizador consiga manter a bola sempre no topo do tubo, o mesmo terá que soprar consistentemente para expirar e libertar o ar e sugar para quando precisar de inspirar.
A bola também serve para criar mais resistência no fluxo do ar e do sopro.
Os orifícios que se encontram no topo do objeto podem ser tapados com tampas ou com os dedos, aumentando a dificuldade do exercício respiratório.

Segue-se uma demonstração em vídeo do funcionamento do breath builder:

https://youtu.be/DG9wJvVC0uc?si=b7A9MYUfdovJ7op-&t=37

Como também toco alguns instrumentos de sopro e tenho um grande interesse em procurar quaisquer truques ou métodos que me permitam melhorar a minha qualidade sonora ou estabilidade enquanto toco, o breath builder tornou-se um objeto que me cativou muito e tinha muito interesse em adquiri-lo.

Deste modo, decidi tentar recriar o objeto recorrendo às tecnologias de impressão 3D proporcionadas pelo FabLab Benfica, especificamente a impressora Bambu Lab A1 mini.

[ENG] The breath builder is a device designed to practise breathing. It was invented by the musician Harold Hansen to develop and improve the lung and diaphragm capacity of musicians (specifically woodwind and brass players, and singers).

The breath builder works as follows:

The user must maintain the ball inside the breath builder at the top of the tube for as long as possible.
The ball acts as a visual indicator of the airflow’s intensity and consistency, as any reduction or pause in flow will cause it to drop to the bottom of the tube. Therefore, to keep the ball constantly at the top, the user must blow consistently to exhale and suck to inhale.
The ball also serves to create greater resistance to the airflow and breath.
The holes located at the top of the device can be covered with caps or fingers, increasing the difficulty of the breathing exercise.

As I also play a few wind instruments and have a keen interest in finding any tricks or methods to improve my sound quality or stability whilst playing, the breath builder deeply captivated me, and I was very keen to acquire one.

Therefore, I decided to try to recreate the device using the 3D printing technologies provided by FabLab Benfica, specifically the Bambu Lab A1 mini printer.

Tecnologias Usadas / Technologies Used¶

Processo/Process¶

O processo começou com a observação de diferentes modelos de breath builders já existentes de modo a estabelecer medidas médias para a modelação 3D, realizada através do software Autodesk Fusion 360.

[ENG] The process began by observing and searching for diferent models of already existing breath builders in order to decide the overall measurements and sizes needed for my 3D model, which was then made with the software Autodesk Fusion 360.

ficheiro do breath builder / file for the breath builder: https://a360.co/4vKpTGw

Iteração 1 / 1^st interaction— [testes de impressão/printing attempts]¶

O meu primeiro teste de impressão consistiu na impressão de apenas as peças do topo e do fundo do breath builder, sem o tubo do meio, de modo a melhor compreender as dimensões reais do objeto.

Com o resultado desta primeira interação pude constatar que as medidas e dimensões que estava a projetar, na verdade, não correspondiam às que realmente precisava pois o modelo estava mais pequeno do que devia, chegando até a deformar algumas das peças.

[ENG] > My first print test consisted of printing only the top and bottom parts of the breath builder, without the middle tube, in order to better understand the actual dimensions of the object.

From the outcome of this first iteration, I realised that the measurements and dimensions I was designing didn't actually match what I needed; the model was smaller than it should have been, which even led to the deformation of some parts.

imagem 1 - resultado do primeiro teste de impressão/ result from the first printing test

Deste modo retomei ao processo de modelação no Autodesk Fusion 360 para redimensionar o modelo para uma escala maior e mais adequada.

[ENG] Consequently, I returned to the modelling process in Autodesk Fusion 360 to resize the model to a larger and more appropriate scale.

Iteração 2/ 2^nd interaction — [testes de impressão/printing attempts]¶

Após ajustar a escala do modelo e redimensionar o mesmo, a minha segunda tentativa de impressão foi marcada por um erro com a máquina devido a uma má preparação do filamento, tendo este ficado preso durante o processo de impressão.

[ENG] After adjusting the scale and resizing the model, my second print attempt was marred by a machine error due to poor filament preparation, which caused it to jam during the printing process.

imagem 2 - erro devido ao filamento preso/ error due to the filament getting stucked

Para resolver o problema tive apenas que cancelar a impressão e retirar o filamento da máquina para procurar o local onde o filamento se havia entrelaçado no rolo para depois o corrigir, e então colocá-lo novamente na impressora.

[ENG] In order to solve the issue, I simply had to cancel the print and remove the filament from the machine to find where it had tangled on the spool, correct it, and then load it back into the printer.

Resultado Final/ Final result¶

Infelizmente, após as duas interações apresentadas o resultado final deste projeto ainda acabou com algumas falhas pois o processo de impressão parou durante a impressão do tubo, tendo apenas completado cerca de metade do seu tamanho.

[ENG] Unfortunately, after the two aforementioned iterations, the final outcome of this project still ended up with some flaws, as the printing process stopped while the tube was being printed, completing only about half of its size.

imagem 3 - resultado da ultima tentativa de impressão/ result from the last try at printing the model

Seguem-se agora imagens capturadas dentro do Autodesk Fusion 360 do modelo na sua totalidade e modos de montagem e utilização diferentes.

[ENG] Below are screenshots captured within Autodesk Fusion 360, showing the model in its entirety along with its different assembly and usage modes.

imagem 4 - breath builder desmontado/ breath builder unassembled

imagem 5 - breath builder montado, sem tampas/ breath builder assembled, without the caps

imagem 6 - breath builder montado com duas tampas/ breath builder assembled with two caps

Reflexão/ Final thoughts¶

Com base no resultado final que obtive, ainda tenho uma grande vontade de melhorar o meu breath builder e chegar a ter um protótipo final funcional e talvez até customizável. Em suma pretendo fazer as seguintes alterações e melhorias:

explorar diferentes tipos de encaixes, como encaixes de pressão para que a peça do fundo se possa retirar quando desejado para retirar a bola de dentro do tubo e/ou para limpar o interior do mesmo.
redimensionar as tampas e aplicar-lhes, também, um sistema de encaixe tipo snap-fit de modo a que as mesmas possam ser colocadas ou retiradas quando desejado.
realizar impressões com filamentos diferentes para as partes de cima e de baixo e do tubo, para que se consiga obter uma maior distinção entre o interior transparente, que permita ver a bola a mover-se com o fluxo do ar, com as restantes peças coloridas e customizáveis

Ainda assim todo o processo e os seus vários solavancos foram cruciais para que eu pudesse aprender a trabalhar melhor com a impressora Bambu Lab A1 mini, e com os respetivos softwares associados ao projeto, tendo aprendido a resolver maioria dos constrangimentos que foram ocorrendo.

[ENG] Based on the final outcome achieved, I still have a strong desire to improve my breath builder and ultimately develop a functional and perhaps even customisable final prototype. In short, I intend to make the following changes and improvements:

Explore different types of joints, such as pressure fits, so that the bottom part can be removed whenever desired to take the ball out of the tube and/or to clean its interior.
Resize the caps and also apply a snap-fit locking system to them, so they can be attached or removed as needed.
Perform prints using different filaments for the top and bottom parts and the tube, to achieve a greater distinction between the transparent interior — allowing the ball to be seen moving with the airflow — and the remaining colourful, customisable parts.

Even so, the entire process and its various bumps along the way were crucial for me to learn how to work better with the Bambu Lab A1 mini printer and the respective software associated with the project, having learnt how to troubleshoot most of the constraints that occurred.

Breath Builder