Revolucionando o Ciclismo: A História Por Trás de um Movimento Central Inovador

Este vídeo inclui Wes Wolfenbarger e Gary Mailhiot descrevendo o que despertou a ideia para sua peça de bicicleta única e como foram do desenvolvimento dela a se tornarem uma empresa internacional que produz mais de 100 variações diferentes da peça.

Quando o ciclista ávido e mecânico profissional de bicicletas Gary Mailhiot decidiu fabricar seu novo design para o movimento central de uma bicicleta, ele trabalhava em uma bike shop e não tinha experiência em usinagem. Mas, com a ajuda do amigo e futuro sócio Wes Wolfenbarger, e de um distribuidor de máquinas-ferramenta próximo, eles resolveram um problema de falha prematura de rolamentos que assolava a indústria de bicicletas.

A ideia de Mailhiot para um novo design de movimento central surgiu quando sua nova bicicleta de fibra de carbono de $5.000 chegou à bike shop em 2013 com dois carcaças de rolamento de plástico para acoplar a um pedivela de titânio de alta gama. Sabendo que um design melhor era necessário, ele se perguntou se uma configuração de alumínio em uma peça só seria uma alternativa melhor.

Ele consultou Wolfenbarger, um engenheiro mecânico que trabalhava em uma oficina de usinagem, sobre sua ideia para o novo design. Entusiasmados com a perspectiva, os dois trabalharam em um protótipo no empregador de Wolfenbarger na época. Eventualmente, porém, os dois decidiram criar sua própria oficina de usinagem em North Little Rock, Arkansas, para fabricar movimentos centrais internamente.

Um Movimento O Quê?

O movimento central de uma bicicleta é o componente usado para conectar o pedivela ao quadro da bicicleta, permitindo que gire independentemente do quadro. O movimento central em bicicletas de compósito é pressionado no casco do quadro e contém dois rolamentos em cada lado.

A dupla decidiu que poderia usinar uma carcaça de alumínio de parede fina para os dois rolamentos a partir de tubo de tarugo. Então, os rolamentos poderiam ser pressionados em cada extremidade do tubo para criar um movimento central em uma peça oferecendo concêntrica melhorada entre os dois rolamentos.

Felizmente, Wolfenbarger tinha um relacionamento de trabalho com um distribuidor local de máquinas-ferramenta, a TechMach (Rogers, Arkansas), que por acaso tinha um torno Doosan em estoque na época. Após testar a máquina no

Como movimentos centrais não são um tamanho universal, a empresa agora fabrica cerca de 100 variações do que chama de módulo central. Créditos da foto: BBInfinite

local do distribuidor, os sócios decidiram que o centro de torneamento Doosan Lynx 220 LYA deveria ser sua primeira compra por causa de sua velocidade de 6.000 rpm. Esta alta velocidade do fuso é crítica para manter as tolerâncias muito apertadas que a carcaça de alumínio de parede fina requer, explica Wolfenbarger.

Mailhiot então alugou uma instalação de 1.500 pés quadrados com a orientação da TechMach. O distribuidor também aconselhou os sócios sobre requisitos de energia, serviços de rigging e uma empresa de financiamento. Foi apenas o começo de uma aventura bem-sucedida para esta nova startup chamada BBInfinite.

A empresa, apropriadamente nomeada pelo produto que fabrica (movimentos centrais) e "Infinite", como em "girando para sempre", rapidamente recebeu uma patente para seu design em uma peça, segundo Wolfenbarger.

Problema Resolvido

Wolfenbarger explica que a maioria dos fabricantes de bicicletas usa um movimento central de duas peças que consiste em dois rolamentos, cada um em sua própria carcaça, um em cada lado do quadro da bicicleta. Mas este design tem sido problemático porque, quando um dos dois rolamentos se desloca (devido à quantidade desigual de peso colocada em ambos os rolamentos), um dos rolamentos tende a se desgastar mais rápido que o outro.

"Nosso design em uma peça tem sido uma ótima solução para falha prematura de rolamentos porque somos capazes de controlar o posicionamento do rolamento muito mais", explica Wolfenbarger. Além disso, este design facilita para o fabricante ou construtor de bicicletas pressionar o conjunto no quadro da bicicleta.

A empresa começou a fabricar seus movimentos centrais para algumas marcas de bicicletas de alta gama. Wolfenbarger diz que havia uma marca conhecida por ter mais problemas com seu movimento central do que outras, então eles focaram em vender para essa empresa primeiro. "Construímos um catálogo adicionando novos produtos ao nosso site", explica. "E então criávamos um novo vídeo no YouTube para aquele produto. E simplesmente progrediu a partir daí."

O Doosan Lynx 220 usina o alumínio de parede fina a 6.000 rpm, velocidade que Wolfenbarger diz ser necessária para tal material delicado mantendo tolerâncias apertadas.

Como movimentos centrais não são um tamanho universal, a empresa agora fabrica cerca de 100 variações do que chama de módulo central. As variações variam em diâmetro de 1-1¼ a 2 polegadas (36 mm a 50 mm). O tarugo tem 3 pés de comprimento, o que geralmente rende cerca de 8 a 12 peças.

A base de clientes da BBInfinite cresceu para incluir tanto fabricantes de bicicletas de alta gama quanto entusiastas DIY que montam bicicletas em suas garagens. "Gary e eu queríamos desenvolver um sistema para esses clientes para que eles pudessem instalar o movimento central eles mesmos", diz Wolfenbarger. "E criaríamos uma estrutura de suporte em torno disso." Portanto, a equipe gravou muitos vídeos no YouTube ao longo dos anos que contêm instruções claras de instalação. A empresa também construiu um site e eventualmente usou o Shopify como loja online para vender seus produtos.

Desenvolvendo um Processo de Usinagem Eficaz

Com o centro de torneamento Doosan Lynx 220 LYA de 20 hp da oficina e o conhecimento da TechMach sobre acessórios de desempenho-chave, a BBInfinite provou que é possível atingir consistentemente as tolerâncias apertadas necessárias para usinar a carcaça de alumínio de parede fina para seu conjunto de movimento central. O torno mantém consistentemente tolerância de ± 0.00025 polegadas, o que, segundo Wolfenbarger, é crítico para usinar alumínio muito fino que para alguns de seus clientes tem cerca de 0.02 polegadas de espessura, com acabamento superficial liso.

Ferramentas de diamante também ajudam a alcançar esse acabamento superficial de qualidade, diz Wolfenberger. Após trabalhar com pastilhas Sandvik Coromant para trabalhos anteriores em seu antigo

Wolfenbarger está no Doosan Lynx 220, que usina o tubo do movimento central da empresa em baixos volumes. O negócio vai bem para a BBInfinite, mesmo durante a pandemia de COVID-19, já que a indústria de bicicletas cresceu. Wolfenbarger previu uma escassez na cadeia de suprimentos e decidiu comprar o torno Doosan mais novo, o Lynx 2100.

cargo de usinagem, ele já sabia que escolheria esta ferramenta para o componente de alumínio da oficina. "Gosto de pensar que estamos construindo uma Ferrari — não estamos buscando alto volume tanto quanto qualidade", diz ele. "Por isso, buscamos as melhores ferramentas que podemos obter para produzir peças de alta qualidade."

Mas, além disso, a máquina-ferramenta e seus acessórios devem trabalhar juntos como um sistema. A BBInfinite diz que descobriu a combinação certa das seguintes opções para eficiência ao usinar seus movimentos centrais.

• Transportador de Cavacos: A empresa usa um transportador de cavacos filtrante estilo tambor da Hennig para manter a máquina limpa, movendo eficientemente os cavacos pequenos e finos que o torno produz para fora da máquina. Isso elimina a necessidade de remover cavacos manualmente.
• Mandril de Pinça: O mandril de pinça de aperto rápido da Royal Products minimiza o tempo de inatividade ao trocar pinças ao usinar diferentes tamanhos de peças, segundo Zach Chimarys, engenheiro de vendas da TechMach, que trabalha de perto com a BBInfinite. Além disso, o mandril tem uma classificação de rpm alta que corresponde à velocidade do fuso da máquina.
• Puxador de Barra com Corte: O Lynx 220 também é equipado com um puxador de barra da Royal Products que incorpora uma ferramenta de corte. Chimarys explica que esse recurso é uma forma de automação da máquina porque pode usinar peças sem precisar abrir a porta e puxar manualmente a barra para a próxima peça a ser usinada. "Eles podem rodar uma barra de alumínio ou tubo de alumínio de 3 ou 4 pés, e obter múltiplas peças sem interrupção do operador", diz ele.

O design de movimento central em uma peça da BBInfinite consiste em uma carcaça de alumínio de parede fina para os dois rolamentos que normalmente sofrem desgaste prematuro. Os rolamentos são pressionados em cada extremidade do tubo da carcaça, oferecendo concêntrica melhorada entre os dois rolamentos.

Após a conclusão do torneamento, a ferramenta de corte da unidade separa a peça da barra. O puxador da unidade então imediatamente agarra a barra e a puxa para a posição para a próxima operação de torneamento. Combinar elementos dessa forma usa apenas uma estação do revólver. Também elimina a necessidade de indexar um puxador separado na posição, o que diminuiria o tempo de ciclo.

• Coleta de Peças: Para eliminar a chance de arranhões causados por peças caindo em uma cesta tradicional, Wolfenbarger e Mailhiot desenvolveram um método de anel para capturar as peças. Wolfenbarger descreve o processo basicamente como uma ferramenta de canal que captura a peça de tubo de alumínio oco. (Pense em termos de um jogo de "argolas" em um parque de diversões.) A peça é capturada lá para o operador coletar após a conclusão.
• Coletor de Névoa: Com usinagem de alto rpm, é crítico implementar um coletor de névoa para capturar a alta saída de névoa e fumaça criada. Chimarys diz que esta oficina limpa se mantém limpa por causa de seu coletor de névoa LNS Fox WS 2 330, mantendo óleo fora do chão e o ar limpo.

Controle de Qualidade é Usar o Software Certo

Embora não se considere um maquinista, Wolfenbarger operou o torno no início da oficina porque não havia ninguém mais para fazer isso. Desde então, no entanto, a empresa contratou um maquinista para operar o torno. Mas Wolfenbarger continua a programar a máquina offline no pacote CAMWorks

O programa de software de mapeamento Verisurf roda no sistema de medição Renishaw Equator 300 da BBInfinite para aumentar a precisão da medição de tolerância da sonda no tubo de alumínio de parede fina usinado pela oficina.

do SolidWorks usando a equipe de suporte do revendedor de software GoEngineer. Ele acha o software amigável porque pode programar a peça inteira offline, tornando a intervenção durante a usinagem desnecessária. Ele gosta especialmente do plug-in que oferece uma biblioteca das ferramentas em sua máquina-ferramenta específica. A partir daí, ele pode simular as ferramentas que estão cortando a peça e ajustar o programa.

A BBInfinite leva seu controle de qualidade a sério porque, sem garantir que não há erros de cálculo de tamanho da peça, os sócios estariam fora do negócio, diz Wolfenbarger.

É por isso que seu programa de software de mapeamento Verisurf que roda com seu sistema de medição Renishaw Equator 300 é tão valioso para o negócio. O software aumenta a precisão da medição de tolerância da sonda no tubo de alumínio de parede fina usinado pela oficina. Ele explica que as sondas, que parecem pernas de aranha cercando uma peça sendo medida, tocam a peça enquanto calculam suas dimensões. Isso permite que a oficina saiba como ajustar compensações para manter um tamanho. E quando uma peça precisa ser descartada, a BBInfinite recicla o material.

Marcação a Laser e Montagem

Após usinar os tubos de alumínio, a empresa os terceiriza para anodização. Então, a oficina faz sua própria marcação a laser com sua máquina de marcação a laser de fibra da Derek Laser. A máquina marca cada tubo com um código QR que inclui instruções ao cliente sobre como instalar o movimento central na bicicleta. Estas

A máquina de marcação a laser interna marca cada tubo com um código QR que inclui instruções ao cliente sobre como instalar o movimento central na bicicleta.

instruções sem papel ajudam a reduzir material de embalagem e permitem que a empresa atualize facilmente suas instruções online quando necessário.

A prensagem dos dois rolamentos (comprados), um em cada extremidade do tubo de alumínio, é a última etapa do processo de montagem interno da BBInfinite para seus movimentos centrais.

Progresso e Conselhos

A oficina ainda usa apenas seu Doosan Lynx 220 original, que comprou no início da empresa, para usinar os tubos de alumínio. No entanto, os sócios compraram desde então outro torno Doosan — o Lynx 2100 — que oferece um furo de fuso ligeiramente maior para usinar peças maiores. Esta máquina mais nova permitiu que a oficina adicionasse espaçadores de Delrin para um produto diferente (que eram previamente terceirizados) à sua produção interna.

Possuir o equipamento adequado para um trabalho certamente é necessário, mas Wolfenbarger explica que, para começar um negócio, comprar máquinas-ferramenta imediatamente não é obrigatório. Ele diz que comercializar um produto antes de ele ser realmente produzido pode ser igualmente importante.

"Se você está tentando começar uma oficina de usinagem, não se sinta sobrecarregado pelo fato de não poder pagar uma máquina", explica. "Descubra uma maneira de se promover, encontre um jeito de fazer um site, encontre um jeito de as pessoas te encontrarem. Assim, quando você começar a fabricar produtos, comercializá-los não será seu próximo obstáculo."

BBInfinite | bbinfinite.com
DN Solutions (anteriormente Doosan Machine Tools America) | dn-solutions.com