La scienza alla base della lama perfetta: Sparx Hockey

Stare in fila in una pista di pattinaggio o in un negozio di articoli da hockey il sabato mattina, in attesa di far affilare i pattini di tuo figlio prima di una partita, suscita un solo sentimento: la speranza che oggi l'affilatore sia abile e abbia la mano ferma. Generazioni di genitori e giocatori di hockey hanno accettato questo rituale. È una tradizione. L'affilatura dei pattini tende inoltre a essere inefficiente e fondamentalmente imprecisa. Per Russ Layton, fondatore e CEO di Sparx Hockey, questa discrepanza non era motivo di malinconica nostalgia. Era un problema che richiedeva a gran voce un'innovazione ingegneristica. 

Layton è cresciuto pattinando nel New Jersey, sperimentando in prima persona quanto le lame affilate siano fondamentali per le prestazioni nell'hockey e quanto il processo di affilatura potesse essere inaffidabile. Ha dovuto sopportare lunghi viaggi settimanali nei negozi specializzati e, in gioventù, è persino arrivato a introdurre di nascosto una smerigliatrice da banco nel dormitorio di un campo di hockey per affilare i pattini. Ciononostante, anni dopo si è ritrovato a fare la stessa cosa che facevano i suoi genitori: guidare fino a un negozio specializzato, mettersi in fila e sperare per il meglio.

Raramente una scocciatura è sufficiente per fondare un'azienda. Ma la frustrazione unita all'esperienza ingegneristica? Può dare vita a qualcosa di nuovo. Layton aveva anni di esperienza nella realizzazione di prodotti nel settore dei dispositivi medici, dove le tolleranze contano, le modalità di guasto vengono analizzate e i cicli di progettazione richiedono rigore. Dopo essere stato licenziato dal suo lavoro nel settore dei dispositivi medici, ha applicato quella mentalità a un angolo trascurato del mondo dell'hockey.

"Siamo entrati nel mercato per creare un prodotto che permettesse a chiunque di affilare i pattini a casa con una precisione da professionista", spiega Layton. "I prodotti disponibili sul mercato erano molto ingombranti, sporchi e pericolosi. Se volevamo rivoluzionare questo mercato e creare un prodotto che consentisse a chiunque di affilare i pattini, dovevamo risolvere alcuni problemi davvero fondamentali".

Spinto dall'ossessione di coniugare gli ultimi sviluppi nell'ingegneria, nel design e nella produzione con il processo di affilatura dei pattini, rimasto sostanzialmente immutato da un secolo, Layton ha fondato Sparx Hockey nel 2013 per inventare un dispositivo automatizzato per l'affilatura dei pattini a casa.

Raggiungere una precisione senza compromessi

Progettare un affilapattini non è un'impresa da poco. Contiene circa 300 singoli componenti. Quando il team di ingegneri di Sparx ha iniziato a sviluppare una nuova generazione della macchina, ha dovuto ripensare quasi tutto: le dimensioni complessive, la disposizione dei componenti, la struttura interna e il modo in cui tutti questi elementi interagiscono tra loro. Il vicepresidente del reparto di ingegneria, Dan Beaudet, continua: "Essere in grado di svolgere [tutto quel lavoro] in tre dimensioni con uno strumento che permette semplicemente di spostare gli elementi, specialmente nelle fasi iniziali, è inestimabile. Insomma, non riesco a immaginare la mia vita da ingegnere senza SOLIDWORKS®".

Poiché l'affilatura dei pattini richiede estrema precisione, le sfide erano notevoli. La differenza tra i due bordi della lama di un pattino deve essere controllata con una precisione di pochi millesimi di pollice, meno di un capello umano. Anche le minime variazioni influiscono sulle prestazioni, quindi il sistema deve levigare l'acciaio entro tolleranze estremamente strette.

Layton doveva concentrarsi al massimo sulla progettazione, poiché la precisione era imprescindibile. Fin dal primo giorno, l'affilatrice Sparx doveva rispettare standard di precisione eccezionali per i suoi componenti, dagli alberi ultra-dritti ai cuscinetti di alta qualità, e ogni elemento doveva soddisfare tali standard in ogni occasione. "SOLIDWORKS Simulation ci aiuta a progettare in modo più intelligente e a ridurre il numero di iterazioni empiriche", sottolinea. Questo approccio ha consentito di risparmiare tempo e denaro.

Inoltre, diversi componenti dell'affilatrice (sette/otto singoli pezzi estrusi) erano candidati a essere accorpati in un unico pezzo fuso. Per procedere con tale approccio, la versione fusa doveva garantire le stesse prestazioni strutturali degli estrusi originali. "Siamo riusciti a utilizzare [SOLIDWORKS] Simulation per progettare il pezzo fuso finale, assicurandoci al cento per cento che fosse resistente quanto l'estruso", osserva Layton.

Dopo lunghe notti passate in garage, primi prototipi e idee apparentemente ingegnose che sono state scartate, alla fine, il team ha realizzato un dispositivo che chiunque può utilizzare: semplice come prepararsi un caffè. "Abbiamo trasformato quello che era un processo molto artigianale, simile a quello di un fabbro, in una macchina semplice come una Keurig®", afferma Layton.

Quando un pattino è affilato correttamente, entrambi i bordi risultano perfettamente a livello. Ma se i bordi non sono a livello (anche solo leggermente) uno sembrerà più affilato dell'altro. Questo squilibrio può far sì che un pattinatore viri a sinistra con una presa salda, ma perda il controllo, a volte cadendo addirittura mentre vira a destra. A livello agonistico, compresa la NHL, gli atleti rilevano immediatamente tali squilibri.

Layton continua: "Utilizziamo molto [SOLIDWORKS] Simulation qui, perché il nostro dispositivo presenta numerosi problemi tecnici complessi, come l'integrità strutturale, il trasferimento di calore e la cinematica". L'obiettivo non era quello di procedere per tentativi e costruire. Era quello di eliminare completamente il processo per tentativi ed errori. SOLIDWORKS Simulation ha permesso al team di realizzare un numero inferiore di prototipi fisici, ottimizzando le prestazioni progettuali sin dalle prime fasi di sviluppo.

Molto è cambiato da quei primi giorni. Quello che era iniziato come un prototipo nel garage di Layton si è evoluto in un sistema di affilatura di precisione per pattini. L'affilatura tradizionale si basa su passaggi manuali su una mola rotante, dove la qualità del filo varia a seconda della tecnica dell'operatore, della pressione e dell'allineamento. Sparx elimina queste variabili. Il pattino viene fissato saldamente in posizione mentre un anello di molatura controllato percorre la lama sotto carico costante e con una corsa programmata. Il sistema mantiene l'altezza del filo, il raggio e la finitura superficiale entro tolleranze ristrette per garantire una geometria costante a ogni ciclo. In tre o quattro minuti la lama esce con bordi uniformi. Non è richiesto alcun operatore esperto.

Oggi sul mercato ci sono oltre 100.000 affilatrici Sparx. Sia i bambini sia gli adulti adorano il prodotto, comprese diverse squadre ed ex giocatori della NHL. "Puoi tirare fuori i pattini dalla borsa da hockey, inserirli nell'affilatrice Sparx, rimetterli nella borsa, caricare la borsa in macchina e partire subito per andare alla partita o all'allenamento", afferma entusiasta Steve Jones, vicepresidente del marketing di Sparx Hockey. "Non si può chiedere di più in termini di comodità". Tuttavia, Sparx non ha raggiunto il successo solo grazie alla praticità. Ha vinto anche grazie alla precisione e al controllo costanti.

Il successo dell'affilatrice Sparx non ha cambiato la mentalità imprenditoriale di Sparx Hockey. Come osserva Beaudet, l'innovazione non si fermerà: "Continueremo a far evolvere l'affilatrice. La renderemo più veloce, più leggera e meno costosa".

È straordinario pensare che ciò che era iniziato come una frustrazione infantile si sia evoluto in uno strumento di precisione che ha automatizzato un'attività artigianale e stabilizzato una variabile di prestazione fondamentale per i giocatori di hockey. "La nostra azienda democratizza l'affilatura dei pattini. Consente a qualsiasi giocatore di hockey o famiglia di hockeisti di affilare i propri pattini con precisione da professionisti, in modo sicuro e semplice". Layton conclude: "Il punto in cui i pattini toccano il ghiaccio è alla base di tutto nell'hockey. Se i pattini sono affilati come dovrebbero, si è in grado di dare il meglio di sé".