A ciência por trás da lâmina perfeita: Por dentro da Sparx Hockey

Esperar na fila de uma pista de patinação ou de uma loja de hóquei em uma manhã de sábado para afiar os patins do seu filho antes de um jogo só gera um sentimento: espero que o afiador seja habilidoso e tenha mãos firmes hoje. Gerações de pais e jogadores de hóquei aceitaram esse ritual. É uma tradição. O processo de afiação de patins também tende a ser ineficiente e, principalmente, impreciso. Para Russ Layton, fundador e CEO da Sparx Hockey, essa desconexão não era motivo de nostalgia. Era um problema que exigia uma solução inovadora da engenharia. 

Layton cresceu patinando em Nova Jersey, onde aprendeu na prática como as lâminas afiadas dos patins são essenciais para o desempenho no hóquei e como o processo de afiação pode ser imprevisível. Toda semana ele passava um bom tempo indo até as lojas especializadas e, quando jovem, chegou a levar um amolador escondido para o dormitório de um acampamento de hóquei para afiar os patins. Mesmo assim, anos depois ele se viu repetindo o mesmo comportamento de seus pais. Dirigir até uma loja de afiação, esperar na fila e torcer para que tudo desse certo.

A irritação raramente é suficiente para construir uma empresa. Mas frustração aliada à experiência em engenharia? Isso pode gerar algo novo. Layton tinha anos de experiência na fabricação de produtos na indústria de dispositivos médicos, onde a precisão é fundamental, os modos de falha são analisados e os ciclos de projetos exigem rigor. Depois de ser demitido do seu emprego diário na área de dispositivos médicos, ele aplicou essa mentalidade a um aspecto pouco explorado do mundo do hóquei.

“Entramos no mercado com o objetivo de criar um produto que permitisse a qualquer pessoa afiar um patim de hóquei em casa com precisão profissional”, explica Layton. “Os produtos disponíveis no mercado eram muito complicados de usar, além de sujos e perigosos. Se quiséssemos revolucionar esse mercado e criar um produto que permitisse a qualquer pessoa afiar um patim de hóquei, precisávamos resolver alguns problemas fundamentais.”

Com a obsessão de unir os mais recentes avanços em engenharia, projeto e manufatura com o processo de afiação de patins, basicamente inalterado há um século, Layton fundou a Sparx Hockey em 2013 para inventar um dispositivo automatizado de afiação doméstica.

Alcançar uma precisão inigualável

Projetar um afiador de patins não é uma tarefa simples. Ele é composto por aproximadamente 300 peças individuais. Quando a equipe de engenharia da Sparx começou a desenvolver uma nova geração da máquina, teve que repensar praticamente tudo: o tamanho geral, a disposição das peças, o layout interno e a forma como todos esses componentes interagem entre si. O vice-presidente de engenharia, Dan Beaudet, complementa: “Poder realizar todo esse trabalho em três dimensões com uma ferramenta que permite mover objetos com facilidade, especialmente nas fases iniciais, é algo extremamente valioso. Não consigo imaginar a minha vida como engenheiro sem o SOLIDWORKS®.”

Como o processo de afiação de patins exige extrema precisão, os desafios eram consideráveis. A diferença entre as duas extremidades de uma lâmina de patins deve ser controlada com uma precisão de poucos milésimos de polegada – menos do que a espessura de um fio de cabelo humano. Até mesmo pequenas variações podem afetar o desempenho, por isso o sistema deve moer o aço com tolerâncias extremamente precisas.

Layton precisava se concentrar totalmente na engenharia, pois a precisão era essencial. Desde o primeiro dia, o afiador Sparx Sharpener precisou atender a padrões de componentes extremamente rigorosos, desde eixos perfeitamente retos até rolamentos de alta qualidade, e todos os elementos tinham que cumprir esses padrões em todas as ocasiões. “O SOLIDWORKS Simulation nos traz mais inteligência em projetos para reduzir as iterações empíricas”, enfatiza ele. Essa abordagem poupou tempo e dinheiro.

Além disso, várias peças do afiador — sete ou oito peças individuais extrudadas — eram candidatas a uma consolidação em uma única peça fundida. Para avançar com essa abordagem, a versão fundida precisava entregar o mesmo desempenho estrutural que as extrusões originais. “Conseguimos usar o [SOLIDWORKS] Simulation para projetar a peça fundida final, com a certeza de que ela seria tão resistente quanto a extrusão”, observa Layton.

Foram noites e noites na garagem criando os primeiros protótipos e ideias aparentemente geniais que acabaram sendo rejeitadas. No fim das contas, eles criaram um dispositivo que qualquer pessoa poderia usar, tão simples quanto preparar uma xícara de café. “Transformamos um processo que era totalmente artesanal, quase como o trabalho de um ferreiro, em uma máquina tão simples quanto uma Keurig®”, diz Layton.

Quando patins são afiados corretamente, as bordas ficam perfeitamente alinhadas. Mas se as bordas não estiverem alinhadas, mesmo que seja só um pouco, uma delas parecerá mais afiada do que a outra. Esse desequilíbrio pode fazer com que um patinador consiga fazer uma curva à esquerda com firmeza, mas perca o controle e até caia ao fazer uma curva à direita. No nível profissional, inclusive na NHL, os atletas identificam esses desequilíbrios imediatamente.

Layton continua: “Aqui nós usamos o [SOLIDWORKS] Simulation com frequência porque há muitos problemas técnicos complexos associados ao nosso dispositivo, como a integridade estrutural, a transferência de torque e a cinemática”. O objetivo não era adivinhar e construir. O objetivo era eliminar completamente a necessidade de tentativa e erro. O SOLIDWORKS Simulation permitiu que a equipe reduzisse a quantidade de protótipos físicos produzidos, otimizando o desempenho do projeto desde as primeiras etapas de desenvolvimento.

Muita coisa mudou desde aqueles primeiros dias. O que começou como um protótipo na garagem de Layton se transformou em um sistema de afiação de patins de alta precisão. O processo tradicional de afiação envolve a passagem manual da ferramenta sobre uma roda de esmeril em rotação, onde a qualidade do corte depende da técnica, da pressão aplicada e do alinhamento realizados pelo operador. O Sparx elimina essas variáveis. Os patins são fixados de forma rígida, enquanto um anel de esmerilhamento controlado percorre as lâminas sob carga constante e movimento programado. O sistema mantém a altura, o raio e o acabamento da superfície dentro de tolerâncias rigorosas, garantindo uma geometria consistente em cada ciclo. Em três a quatro minutos, a lâmina é liberada com bordas uniformes. Não é necessário um operador especializado.

Hoje em dia, existem mais de 100 mil afiadores da marca Sparx disponíveis no mercado. Tanto crianças quanto adultos adoram o produto, inclusive várias equipes e ex-jogadores da NHL. “Você pode tirar os patins da sua bolsa de hóquei, colocá-los no afiador Sparx, guardá-los de volta na bolsa, jogar a bolsa no carro e já estará a caminho do jogo ou do treino”, afirma Steve Jones, vice-presidente de marketing da Sparx Hockey. “Não existe nada mais prático do que isso.” No entanto, a vitória da Sparx não se deveu apenas à conveniência. Também se destacou pela precisão e controle consistentes.

O sucesso do afiador Sparx não alterou a mentalidade empreendedora da Sparx Hockey. Como observa Beaudet, a inovação não vai parar. “Vamos continuar aprimorando o afiador. Vamos torná-lo mais rápido, mais leve e mais barato.”

É impressionante pensar que algo que começou como uma frustração na infância se transformou em um instrumento de precisão capaz de automatizar um ofício e estabilizar uma variável de desempenho crucial para os jogadores de hóquei. “Nossa empresa democratiza a afiação de patins. Este produto é ideal para qualquer jogador de hóquei ou família de jogadores, permitindo que eles afiem seus patins com precisão profissional, de forma segura e fácil.” Layton conclui: “O ponto onde os patins tocam o gelo é a base de tudo no hóquei. Se os seus patins estiverem afiados como devem ser, você poderá atingir o seu melhor desempenho."