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Apr 28, 2023

[INTERVIEW] Le fondateur de Photocentric Paul Holt : démasquer le million invisible

L'impression 3D à base de résine est un segment robuste dans le monde de la fabrication additive,

L'impression 3D à base de résine est un segment robuste dans le monde de la fabrication additive, mais il n'en a pas toujours été ainsi, selon Paul Holt, fondateur et directeur général de Photocentric. Dans une interview exclusive avec 3D Printing Industry, Holt a partagé ses idées uniques sur l'évolution de l'industrie, la technologie de pointe de Photocentric et l'évolution du paysage concurrentiel.

La résine est "la manière évidente dont la fabrication de masse fonctionnera", déclare Holt.

Les notions dépassées sur l'impression 3D résine, en tant que "technique de fabrication éphémère" vouée à être abandonnée après quelques utilisations, ne sont plus valables. "Les concepts initiaux, ou les mensonges propagés à propos des thermodurcissables, étaient dus au fait que les mécanismes de fabrication n'avaient pas survécu au post-soin et que les formulations n'étaient pas assez résistantes."

Avec les progrès technologiques, la résine prouve sa validité en tant que matériau de fabrication, capable de résister bien au-delà de ses homologues thermoplastiques, déclare Holt.

Le « post-soin » ou le post-traitement fait référence aux méthodes entreprises après l'impression 3D, y compris les techniques de durcissement et de finition pour stabiliser l'objet. Les « thermoplastiques » sont un type de polymère plastique qui devient moulable à une certaine température élevée et se solidifie lors du refroidissement, généralement utilisé dans l'impression 3D FDM.

Fait intéressant, Holt a souligné une paranoïa répandue concernant les effets à long terme de la résine, en particulier si elle est ingérée. Cette idée fausse, a-t-il soutenu, n'est pas fondée. Il a élaboré avec l'exemple des obturations dentaires, une application communément acceptée pour les composés photodurcissables à la lumière du jour similaires à ceux utilisés dans l'impression 3D de résine. Et il n'est pas rare qu'une limaille se détache et soit avalée par le porteur. Le point? La peur autour de la résine découle plus d'une méconnaissance et d'un manque de précédent que de toute preuve scientifique solide, l'UDMA / TEGDMA étant largement utilisé dans l'industrie dentaire.

L'approche évolutive de Photocentric : comment passer des tampons à l'impression 3D ?

"Photocentric est unique dans sa capacité à réussir et à échouer, en ce sens qu'elle ne vend que des produits qu'elle fabrique et invente", déclare Holt.

Fondée en 2002, Photocentric s'est initialement concentrée sur un produit pour faciliter la fabrication de tampons, inventant des photopolymères uniques, des photopolymères rapides et une méthode pour coder ces polymères à l'aide d'écrans LCD. Peu à peu, leurs recherches ont abouti à la création d'images multicouches, ouvrant la porte à l'impression 3D.

Selon Holt, deux inventions importantes liées à l'artisanat ont conduit l'entreprise à expérimenter l'impression 3D. Tout d'abord, ils ont développé des polymères très rapides. Ensuite, ils ont créé des machines autonomes pour traiter le grand volume de polymères qu'ils utilisaient à des fins artisanales. Ces avancées les ont aidés à construire leur première imprimante 3D et à démarrer leur voyage dans la fabrication additive.

Rétrospectivement, le chemin emprunté par Photocentric aurait pu sembler "complètement illogique", rappelant peut-être même la vieille blague sur la façon de se rendre d'un endroit à un autre, "si vous étiez, je ne partirais pas d'ici". Avec le recul, Holt dit que l'itinéraire prend tout son sens ; en effet, il existe de nombreux parallèles entre les industries de l'artisanat et de l'impression 3D.

"C'est beaucoup plus réussi [de copier] les modèles éprouvés des gens", a-t-il déclaré, soulignant l'historique d'Apple en matière d'amélioration des produits existants et le risque que courent les premiers à commercialiser un produit véritablement nouveau.

Briser le moule de la batterie avec la fabrication additive : la vision de Photocentric

N'ayant pas peur de tracer sa propre voie, les recherches de Photocentric sur les batteries imprimées en 3D illustrent cette vision. Holt a souligné le potentiel de changement de jeu de la création de batteries tridimensionnelles qui peuvent être moulées dans n'importe quelle forme et obtenir un contact interfacial beaucoup plus grand. Cependant, il a souligné que toute innovation dans cet espace doit répondre à deux critères fondamentaux : elle doit être bon marché et productible en grande quantité. Toute technologie qui ne remplit pas ces conditions est, comme le dit Holt, "morte à l'arrivée".

"Les batteries sont essentiellement fabriquées en enduisant deux faces d'une suspension, l'une avec du lithium, l'autre avec du carbone. Vous les poussez ensemble avec un séparateur et les enroulez, ce qui augmente la zone d'interface de charge", explique Holt.

Considérez cela comme peindre deux faces sur un morceau de papier, puis le rouler en un cylindre - la «zone d'interface de charge» dont il parle est similaire à la surface du papier. Plus cette zone est grande, plus la batterie peut contenir de charge et plus elle peut se décharger ou se recharger rapidement. C'est une solution efficace mais bidimensionnelle à un problème tridimensionnel.

« Si vous regardez les batteries en trois dimensions, vous réalisez que vous n'êtes pas limité à une simple augmentation de la surface. Vous pouvez tirer parti de tout le volume, en créant de nouvelles formes telles que des boîtes à œufs interconnectées, des colonnes ou des collines et des vallées ondulantes. Toute la zone de contour devient une palette de conception, changeant selon que vous souhaitez une charge rapide, une décharge rapide ou la tenue de beaucoup de courant », explique Holt.

L'impression 3D permet d'expérimenter des électrodes plus épaisses, qui offrent des avantages significatifs mais ont toujours été difficiles à sécher efficacement avec les procédés conventionnels. Rompant avec les restrictions des processus de fabrication traditionnels, la fabrication additive pourrait faciliter des types de batteries complètement nouveaux, créant potentiellement une opportunité révolutionnaire dans l'industrie.

L'ambition de Holt ne s'arrête pas à l'innovation produit. Il envisage un avenir où l'ensemble du processus de fabrication est automatisé, de l'entrée du fichier numérique à la sortie emballée. Surnommée "Project Jeni", cette initiative est l'objectif principal de Photocentric et, comme le prédit Holt, le "plus grand projet unique" sur lequel il travaillera de son vivant.

Le projet est né de l'expérience de l'entreprise pendant le COVID de la fabrication à grand volume et des précieuses leçons qu'elle a enseignées. Holt ironise : « Au fur et à mesure que vous le mettez à l'échelle, vous attirez simplement plus de personnes, puis vous avez plus de problèmes. En d'autres termes, l'augmentation de l'échelle de production pourrait amplifier les problèmes liés à l'homme, un défi inhérent au secteur de l'impression 3D.

Holt reconnaît que le voyage vers cet avenir ne se fera pas sans heurts. Il existe de nombreux petits défis et incertitudes à surmonter, et il est important de réaliser qu'il n'existe pas de solution unique pour chaque produit. Pourtant, les avantages potentiels d'une fabrication entièrement automatisée, à grand volume et à faible coût sont si profonds que l'effort en vaut indéniablement la peine. La vision de Holt pour Photocentric n'est rien de moins qu'une révolution dans l'impression 3D résine, redéfinissant l'avenir de la fabrication.

De l'invention de l'impression 3D LCD à la vente de millions de machines

Photocentric est connu pour son invention révolutionnaire de l'impression 3D LCD. "Il est vraiment difficile de se rappeler à quoi ressemblait le monde avant LCD. Ces processus étaient si bien établis qu'il semblait qu'il n'y avait pas d'alternative", déclare Holt. Malgré le scepticisme initial, l'impression 3D LCD s'est depuis révélée être un énorme catalyseur, lançant de nombreuses nouvelles machines sur le marché et devenant l'une des influences perturbatrices les plus importantes au cours des cinq dernières années.

Dans un marché mondial de l'impression 3D en pleine effervescence et regorgeant de nouveaux concurrents, Photocentric se trouve dans une position unique, se taillant sa niche en pensant différemment à l'échelle et à l'utilité.

« Qu'est-ce qui nous distingue ? » Holt a expliqué au cours de notre conversation : "Nous nous concentrons sur les imprimantes grand format et la production à grand volume de pièces plus petites."

Alors que les fabricants chinois développent le marché avec des imprimantes à faible coût et de plus petit format, Photocentric s'est repositionné dans une sphère différente. Cela ne veut pas dire qu'ils méprisent ces concurrents ; au contraire, Holt les applaudit, déclarant que leurs contributions au marché ont établi une barre impressionnante pour la valeur de l'impression 3D. Ils ont optimisé les concepts initiaux de Photocentric et donné naissance à un écosystème florissant de matériel abordable et facilement accessible.

"[Ils] offrent la meilleure valeur en matière d'impression 3D", a observé Holt, "Leurs produits sont des machines incroyables, vendues à des millions chaque année."

La stratégie de Photocentric a évolué dans deux directions distinctes : l'impression très grand format et la production en série de petites pièces. Comme l'a dit Holt, "Pourquoi ne pas créer de très grands objets ou des tableaux de très petits objets où vous devez produire beaucoup?"

En ce qui concerne la propriété intellectuelle (PI), l'approche de Photocentric est non conventionnelle. Holt considère le brevet moins comme un mécanisme de blocage des concurrents que comme un moyen de préserver la liberté d'exploitation de l'entreprise. "L'avantage commercial d'avoir un brevet n'est pas complètement évident pour les non-initiés", a-t-il déclaré, indiquant un changement de perspective du nombre de brevets vers une innovation significative et une application pratique.

Notant les limites et les défis de l'application des brevets, Holt a fait valoir que l'accent devrait être mis sur l'innovation pour le marché. "Tout ce que nous voulons, c'est pouvoir aller commercialiser nos produits si nous pouvons les inventer et si le marché les veut. Nous voulons juste ne pas être arrêtés."

Face à une concurrence accrue, Photocentric reste inébranlable, continuant d'innover et de repousser les limites, que ce soit dans l'impression 3D grand format ou la production à grand volume de pièces plus petites. Elle considère le paysage concurrentiel comme un champ d'opportunités et non comme une fosse aux lions. Pour eux, il ne s'agit pas seulement de survivre dans l'industrie ; il s'agit de le façonner.

Développer le marché de la fabrication additive en toute transparence

Photocentric a été transparent sur les coûts associés à l'impression 3D, en intégrant le coût de la machine, des matériaux et des coûts associés tels que l'élimination des déchets et l'énergie dans le coût total de possession. Ils considèrent cette transparence comme cruciale pour les entreprises qui souhaitent produire des pièces à grande échelle.

Interrogé sur la croissance impressionnante de l'entreprise, qui est passée d'un chiffre d'affaires de 10 millions de livres sterling en 2019 à 16,5 millions de livres sterling en 2021, Holt reste humble. "Nous sommes assis dans une industrie qui publie régulièrement des articles revendiquant un TCAC de 25%. Donc, quiconque est inférieur à 25% diminue", dit-il. Il pense que la véritable croissance viendra de la modification de la façon dont les choses sont fabriquées, et pas simplement de l'ajout d'une nouvelle imprimante 3D sur le marché.

Démasquer les millions de cycles de production d'impression 3D invisibles

L'impression 3D d'un million de pièces est une déclaration effrontée qui fait la une des journaux. Pourtant, les mentions publiques de tels succès de fabrication additive à haut volume restent rares.

Photocentric participe à deux des plus connus, tous deux traitant des problèmes de chaîne d'approvisionnement. Photocentric a produit un volume mensuel d'un million d'écrans faciaux imprimés en 3D pour le NHS du Royaume-Uni, un projet qui a valu à Holt un MBE dans la liste des honneurs du Nouvel An. L'équipement EPI a été produit à l'aide de 45 imprimantes 3D Magna.

Un autre cycle de production important a été l'impression 3D de cintres pour maintenir ensemble leurs cartouches d'époxy et leurs buses de mélange par Merit3D et Adhesives Technology. L'aspect convaincant de ce projet n'était pas le produit lui-même, mais le coût, la nécessité et l'influence perturbatrice de cette approche d'impression 3D "plan B". L'impression 3D est devenue le plan de repli lorsque les voies de fabrication traditionnelles ont été bloquées.

J'ai demandé à Holt où se trouvaient les autres cycles de production d'un million de pièces dans l'industrie de l'impression 3D. Sa réponse est sournoisement cryptique. "Tous dans les endroits où vous ne regardez pas", dit-il. Le nœud de son argument est que ce type de fabrication de masse ne se produit pas au premier plan de l'industrie ; ce n'est pas exposé dans les salons professionnels ; cela se passe dans les coulisses, impliquant souvent des parties qui seraient généralement considérées comme "ennuyeuses".

Essentiellement, des composants sans prétention et souvent négligés sont imprimés en 3D en grand volume et, ce faisant, provoquent une révolution silencieuse dans l'industrie manufacturière. Cependant, les entreprises sont très protectrices de ces informations en raison de leur nature perturbatrice.

Holt a également abordé la question des propriétés fonctionnelles des matériaux d'impression 3D. En collaboration avec BASF, la plus grande entreprise chimique au monde, Photocentric vise à banaliser les composés photodurcissables pour remplacer les matériaux traditionnels utilisés dans le moulage par injection. Le défi? Veiller à ce que ces nouveaux matériaux fonctionnent aussi efficacement que les plastiques que nous utilisons.

Le processus n'est pas sans obstacles. Les exigences de la fabrication, le besoin de rentabilité et l'exigence de pièces fonctionnelles s'unissent pour former un formidable défi à relever pour l'impression 3D.

L'avenir de Photocentric et de l'industrie de l'impression 3D

Le directeur général de Photocentric prépare déjà l'avenir de l'entreprise dans cinq ans. Leur plan à court terme implique le déploiement d'imprimantes uniques qui défient le statu quo, leur première offre étant le Titan. C'est plus qu'une imprimante grand format ; Holt y fait référence comme un élément qui change la donne en termes de coût et de productivité.

"Nous sommes intéressés par les imprimantes très grand format pour des entreprises particulières qui souhaitent tirer le meilleur parti de la fabrication de très grandes pièces et les faire pour fabriquer de grandes pièces fonctionnelles de manière rentable. C'est une déclaration différente de ce que proposent la plupart des imprimantes grand format."

Cependant, la vision quinquennale de Holt est encore plus ambitieuse. Il s'attend à ce que la fabrication de masse numérique devienne la norme parmi les industries du monde entier. Produisant des millions de pièces par mois, personnalisables selon les besoins, sans limite. Ce paradigme de production, selon Holt, est transformateur non seulement pour la fabrication mais aussi pour l'environnement, car chaque pièce est comptabilisée en termes d'empreinte carbone.

Holt a comparé ce changement attendu dans la fabrication à la façon dont l'IA a d'abord été perçue comme "bizarre" avant d'être universellement acceptée. De même, il prédit que la fabrication numérique de masse sera largement adoptée par les entreprises cherchant à réduire leur empreinte carbone d'ici cinq ans.

En réponse aux questions concernant les récentes activités de fusions et acquisitions dans l'industrie de l'impression 3D, en particulier la fusion Stratasys et Desktop Metal, Holt y voit plus une stratégie pour nettoyer le paysage concurrentiel que pour améliorer l'expérience utilisateur.

Interrogé sur les considérations potentielles de Photocentric en matière de fusions et acquisitions, Holt maintient une vision claire de l'indépendance de l'entreprise. "Nous sommes comme creuser par nous-mêmes, nous dirigeant confortablement vers la veine d'or qui se trouve dans les collines", a-t-il déclaré. Il croit en la supériorité de leur méthode de fabrication de pièces LCD interconnectée et reste convaincu que Photocentric peut relever tous les défis en interne sans avoir besoin d'un partenaire externe pour compléter son puzzle.

En conclusion, Holt révèle que la véritable motivation derrière ses plans ambitieux pour Photocentric n'est pas simplement de produire des produits. Il considère l'impression 3D comme un simple moyen d'arriver à ses fins - une technologie qui leur permet d'offrir une alternative crédible à la fabrication mondiale. Pour lui, le véritable changeur de jeu est l'impact profond de ce changement à l'échelle mondiale.

Photocentric semble emprunter une voie que peu ont empruntée auparavant. Leur vision de l'impression 3D est moins axée sur la technologie que sur le potentiel de transformation de la fabrication de masse. Une chose est sûre : c'est une entreprise à surveiller de près dans les années à venir.

En savoir plus dans notre série d'interviews de cadres ici :

Peter Hansford, CRO chez Wayland Additive, résout un problème de 20 ans

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Katie Snediker, PDG de Jett3D, trouve un créneau rentable dans l'impression 3D

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Quel avenir pour l'impression 3D ?

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L'image en vedette montre Paul Holt, fondateur et directeur général de Photocentric. Photo via Photocentric.

Michael Petch est le rédacteur en chef de 3DPI et l'auteur de plusieurs livres sur l'impression 3D. Il est régulièrement conférencier principal lors de conférences sur la technologie où il a fait des présentations telles que l'impression 3D avec du graphène et de la céramique et l'utilisation de la technologie pour améliorer la sécurité alimentaire. Michael s'intéresse particulièrement à la science derrière les technologies émergentes et aux implications économiques et sociales qui en découlent.