The 4th Dimension est une nouvelle série où nous allons dans les coulisses avec les leaders de l'impression 3D pour ajouter une nouvelle dimension. Notre Dan Slaski interviewe Ryan Turk, responsable du développement commercial chez Formlabs, et les nerds sur l'impression 3D. Et c'est ce qu'ils ont fait.
Dan Slaski : Pouvez-vous nous présenter brièvement Formlabs et vos produits ?
Ryan Turk : Formlabs est une entreprise qui fabrique l'imprimante de bureau 3D la plus avancée de tous les temps. Elle est passée d'une startup financée par Kickstarter à ce qui est maintenant la plus grande entreprise privée d'impression 3D au monde. Malgré ce fait, nous n'avons pas abandonné notre approche centrée sur le client pour concevoir des outils incroyables pour les créateurs. Notre gamme de produits se concentre sur deux « moteurs d'impression ». La première est la Form 2, qui est une machine de stéréolithographie de bureau qui peut imprimer à l'aide d'une gamme de matériaux fonctionnels et esthétiques et permet d'obtenir des impressions haute résolution, haute précision et lisses. Notre deuxième moteur d'impression est la machine de frittage laser sélectif Fuse 1, qui fritte de la poudre de nylon pour créer des pièces hautement fonctionnelles sans avoir besoin de supports, ce qui permet d'obtenir une texture uniforme sur la pièce.
Dan: Parlez-moi de vous et de votre rôle chez Formlabs ?
Ryan: Je suis originaire d'Atlanta et diplômé de Georgia Tech en génie mécanique. J'ai servi 8 ans dans la Marine en tant qu'officier sous-marin, déployé quatre fois dans le Pacifique occidental. Lors de ma transition de la Marine, j'ai fondé et dirigé une startup qui concevait et fabriquait des masques de plongée sur mesure à l'aide de la numérisation 3D et d'un processus de moule d'impression 3D propriétaire. Après avoir quitté cette entreprise, j'ai rejoint Formlabs pour diriger une équipe de développement commercial axée sur les nouveaux marchés.
Dan: La technologie de fabrication additive la plus largement disponible pour le grand public est la modélisation par dépôt de fusion (FDM). Les machines FDM sont les plus courantes sur le marché de l'impression 3D domestique et les espaces de fabrication. Ils fonctionnent en faisant passer une fine tige de plastique enroulée à travers une buse chaude, en extrudant un cordon fondu qui est étiré couche par couche. Un pistolet à colle chaude glorifié. Les matériaux fréquemment utilisés sont un plastique à base de maïs ou de Lego.
J'ai entendu votre technologie décrite comme « tirer des lasers sur de la graisse ». Pouvez-vous donner une description plus éloquente mais toujours très simplifiée de la façon dont vos machines créent des pièces ?
Ryan: Des lasers d'élingage, comme on aime à dire. En stéréolithographie, une cuve de résine liquide se trouve au-dessus d'un système optique composé d'un laser UV et de deux petits dispositifs de visée appelés galvanomètres. Ce faisceau laser trace à travers la couche inférieure de la résine de la même manière transversale qu'un matériau FDM dépose un matériau. Le laser UV durcit la résine photopolymère et une « couche » est formée. La plate-forme de construction s'incrémente vers le haut et le processus se répète. La pièce est construite de bas en haut.
Dan: Quels sont les avantages de votre technologie ?
Ryan: Il y a trois avantages principaux à la technologie : 1) Pièces isotropes, c'est-à-dire que la pièce est solide et uniforme partout. Ceci est important car les propriétés mécaniques du matériau sont uniformes dans toute la pièce. 2) Finition de surface. À la hauteur de marche la plus basse de 25 microns, une pièce SLA imprimée sur la Form 2 est presque impossible à distinguer d'une pièce moulée par injection, elle est parfaitement lisse. 3) Précision. La taille du point laser sur la Form 2 est de 140 microns et peut être positionnée avec précision n'importe où sur la plaque de construction. Il en résulte une précision élevée des pièces et de très petites caractéristiques minimales.
Dan: J'ai fouiné sur Glass Door. En plus d'avoir une note globale favorable, je lisais sur les grands avantages de Formlabs et la culture de démarrage amusante. L'un des avantages est, bien sûr, l'impression 3D gratuite et illimitée. Qu'est-ce qui différencie le fait d'être employé là-bas des autres emplois ?
Ryan: Formlabs est en effet un lieu de travail formidable et a conservé sa « culture start-up ». Par exemple, le déjeuner est servi 3 jours par semaine, les chiens sont autorisés dans le bâtiment, les imprimantes 3D sont littéralement partout, tous les employés à temps plein reçoivent des capitaux propres dans le cadre de leur rémunération et il n'y a pas de politique de vacances sans politique. Ajoutez à cela une main-d'œuvre diversifiée et intelligente. J'aime dire qu'on ne peut pas balancer un chat mort sans frapper quelqu'un d'un milieu unique (officier de sous-marin, fondateur d'un orphelinat) ou quelqu'un avec un diplôme impressionnant (comme un docteur en neurosciences cognitives dans l'équipe marketing).
Ce qui rend le travail ici unique peut se résumer de deux manières : tout le monde est si intelligent qu'il vous oblige à intensifier votre jeu, et tout le monde croit en ce que nous faisons : responsabiliser les créateurs.
Dan: Qu'est-ce qui rend Formlabs unique ?
Ryan: Formlabs a une incroyable base de clients installés, avec une véritable passion de base pour le produit. À l'heure actuelle, je pense que nous avons plus de 40,000 3 imprimantes dans la nature. Cette passion est évidente lorsque l'on parle aux clients, qui viennent nous voir lors de salons professionnels et s'enthousiasment pour le produit. Je me souviens d'avoir assisté à un grand salon de l'électronique auquel participait également un concurrent : une entreprise d'imprimantes 2D tape-à-l'œil et très médiatisée. Je me suis dirigé vers leur stand et j'ai parlé avec l'un de leurs représentants. Il a vu mon badge, a regardé d'un côté à l'autre et a chuchoté "J'ai une Form XNUMX et je l'ADORE, s'il vous plaît ne le dites à personne dans mon entreprise ou ils me détesteraient". Vous devez adorer représenter un produit qui a un si grand succès.
Dan: Question de suivi. A qui dois-je envoyer mon CV ?
Ryan: Besoin de vous recontacter sur le bon contact, il y en a plusieurs qui pourraient fonctionner.
Dan: Du point de vue d'un étranger, l'espace des imprimantes 3D semble volatile et inconstant. Il y a beaucoup de joueurs et un taux d'attrition élevé. Ajoutez à cela les défis de la conception d'un produit hautement multidisciplinaire et des considérations complexes de propriété intellectuelle, etc. Est-ce une représentation exacte ? Qu'est-ce qui pousse Formlabs à franchir ces obstacles ? Formlabs est-il un succès malgré ces défis ou prospère-t-il grâce à eux ?
Ryan: Je pense que c'est exact jusqu'à un certain point, mais la tendance est à la baisse. Il y a six à sept ans, c'était l'apogée du battage médiatique : Makerbot et Formlabs en étaient une grande partie et figuraient donc dans le documentaire "Print the Legend". Il y avait un afflux d'entrants sur le marché, entraîné par l'expiration des brevets sur la technologie FDM et SLA (suivi bientôt par SLS). Pour en revenir à votre point, de nombreuses entreprises n'avaient pas anticipé les coûts organisationnels de la conception, du développement, de la vente et du support d'un produit complexe. Par exemple, de nombreuses entreprises ont construit l'intégralité de leur modèle commercial autour d'une machine peu coûteuse, avec une stratégie visant à accroître la valeur à vie du client grâce à la vente de consommables, etc. Le marché a prouvé qu'il est impossible de soutenir un personnel d'ingénierie, de conception et de support vendant un Imprimante 1000D inférieure à 3 $. Le marché de masse qui devait se développer autour de ces machines n'a jamais eu lieu.
Aujourd'hui, il y a eu une attrition importante, mais je ne la qualifierais pas de volatile ou inconstante. Les grands joueurs restent. Les nouveaux entrants sont bien financés et ont des stratégies et des marchés clairs.
Ma perception de la façon dont Formlabs a réussi à surmonter cela est d'avoir un immense talent technique dès le début, une connexion et une proximité géographique avec le MIT, et la conscience qu'un nivellement par le bas était une stratégie perdante. Plutôt que de nous concentrer sur les coûts, nous nous sommes concentrés sur la qualité des produits et des services. Cela aide que lorsque les entreprises ont fermé, nous avons attiré leurs meilleurs talents !
Dan: Au cours de la décennie et demie et des centaines de pièces que j'ai créées, je n'ai pas perdu mon enthousiasme pour l'impression 3D. Pour moi, c'est une combinaison de la gratification rapide et de l'émerveillement de transformer une idée en quelque chose de numérique, puis en quelque chose de tangible et de totalement unique. Qu'est-ce qui vous passionne personnellement et en tant qu'entreprise dans le monde de la fabrication additive ?
Ryan: Je partage votre passion. Je me souviens encore de la première impression 3D que j'ai jamais créée et je me souviens aussi de la première impression que j'ai jamais faite sur une machine Formlabs. Pour moi, c'était l'équivalent de la première fois que j'ai réussi à souder. "J'ai joint deux morceaux de métal en utilisant le feu !!" Cela devait être comme le premier homme des cavernes qui a construit un feu à partir de zéro.
La fabrication additive abaisse la barrière pour faire de ce que vous avez dans la tête une réalité. Cela semble simple, mais c'est incroyablement puissant, comme vous le savez. Ceci est à la fois du point de vue du coût et de la complexité technique.
En tant qu'entreprise, nous sommes ravis de déverrouiller des applications avec la fabrication additive qui étaient auparavant impossibles. Nous essayons de nous positionner comme une solution de fabrication, mais ce qui est encore plus excitant, c'est lorsque la fabrication additive est la seule solution pour une application particulière. Cela est particulièrement vrai pour les applications de personnalisation de masse (pensez aux chaussures sur mesure, à l'équipement sportif sur mesure, aux revêtements dentaires personnalisés, etc.). Parce que chaque personne est différente, chaque configuration de produit est différente, et cela n'est possible qu'en utilisant la fabrication additive en raison du coût incrémental proche de zéro pour changer la conception de la pièce d'une personne à l'autre.
Dan: Une idée fausse commune est que la fabrication additive est strictement une technologie de prototypage. La fabrication numérique directe consiste à créer des pièces de production en utilisant la fabrication additive. La fabrication numérique directe présente des avantages intéressants. Une combinaison d'aucun outillage et de conceptions qui ne peuvent pas être réalisées à l'aide de processus de fabrication traditionnels permet non seulement la personnalisation, mais le potentiel de nouvelles conceptions fondamentalement différentes. Historiquement, les concepteurs ont dû concevoir autour des processus, comme le moulage par injection. Avec la fabrication additive, il y a moins de limitations, notamment de forme. Pouvez-vous nous parler du point de vue de Formlabs sur la fabrication numérique directe et comment elle peut révolutionner la conception ?
Ryan: La personnalisation de masse, qui pour nous inclut à la fois des produits de consommation mais aussi des applications industrielles comme les fixations, les connecteurs électriques et la production de masse, est une stratégie importante pour Formlabs. C'est aussi mon domaine de prédilection au sein de l'entreprise. Mon point de vue est que l'additif essaie trop fort de rivaliser avec la fabrication traditionnelle, qui repose sur un écosystème long et mature de matériel et de matériaux. L'industrie devrait se concentrer davantage sur les applications pour lesquelles la fabrication numérique est la SEULE solution.
Vous soulevez un bon point sur la révolution du design, c'est un changement de paradigme important qui n'a pas encore eu lieu, d'après ce que je peux voir. La plupart des clients avec lesquels j'interagis utilisent par défaut les spécifications matérielles, l'esthétique et les contraintes de conception d'un processus de fabrication traditionnel. Ils veulent des pièces imprimées en 3D qui ressemblent et reproduisent les propriétés du moulage par injection par exemple. Je les encourage à repartir de zéro (pas toujours possible) et à concevoir en pensant aux additifs dès le début. Cela peut nécessiter des bossages plus épais pour tenir compte du matériau plus faible, mais cela peut également signifier une économie de poids en utilisant un treillis dans la pièce.
L'un de mes auteurs préférés sur la stratégie est Ron Adner de la Tuck School of Business de Dartmouth. Il étudie les « écosystèmes d'innovation » comme l'informatique et Internet : il faut faire progresser toute une gamme de technologies pour en tirer pleinement parti. La fabrication numérique directe n'est pas différente. Pour tirer pleinement parti des avantages du concept, il faudra un développement constant et parallèle du matériel, des logiciels, de la science des matériaux et de la conception.
Dan: Nous sommes des individus en termes de taille, de forme et de goût. En théorie, la personnalisation de masse permettra des produits adaptés à l'ajustement et au style. Il y a une citation « Ne concevez pas pour tout le monde. C'est impossible. Tout ce que vous finissez par faire, c'est de concevoir quelque chose qui rend tout le monde malheureux ». Il semble que les lunettes de soleil, les écouteurs, les chaussures et autres accessoires soient au cœur de cette personnalisation. Quelles sont selon vous les applications idéales pour la fabrication numérique directe et quelles entreprises en sont les fers de lance ?
Ryan: Nous voyons beaucoup d'applications dans les chaussures, comme vous l'avez mentionné. Fait intéressant, bien que les chaussures sur mesure soient intéressantes et apportent de la valeur au client, pour les entreprises de chaussures, je pense que la proposition de valeur est la capacité de continuer à élargir le choix du client tout en minimisant la complexité. Par exemple, un modèle de chaussure, proposé en pointure 7-14, en une ou plusieurs couleurs, et peut-être certaines largeurs, rapporte des centaines de SKUS ; pour un seul modèle. Tous ces SKU ont des coûts de conception, de fabrication et de logistique associés. La fabrication numérique directe peut augmenter le coût unitaire, mais elle simplifie et réduit les coûts à une échelle macro.
Nous voyons d'autres applications à l'intersection de la préparation technologique et de la valeur de la personnalisation. Par préparation technologique, j'entends payer pour la commodité et le confort d'une paire qui me convient spécifiquement. Mais même en plus de cela, la fabrication additive pourrait faciliter l'interchangeabilité des pièces, l'électronique intégrée, etc.
Pour une application spécifique comme les lunettes de soleil, comment pensez-vous que les produits Formlabs pourraient être utilisés pour créer de nouveaux designs ?
Dan: Pour la fabrication de produits à la demande, il existe d'énormes avantages logistiques tels que la prévision et le stockage des stocks. Quels sont les autres avantages qui me manquent ?
Ryan: Un autre avantage est de rendre le cycle de sortie du produit aussi agile que la demande des consommateurs est inconstante. Ce que je veux dire, c'est que, plutôt que de prédire la demande ou les préférences des consommateurs une saison plus tôt, puis de stocker potentiellement des produits sans goût, l'inventaire est stocké numériquement et créé à la demande et peut être modifié beaucoup plus rapidement pour un coût beaucoup moins élevé.
Dan: En plus de ce que j'ai mentionné plus tôt à propos des nouvelles conceptions, le coût en capital relativement faible et les courbes d'apprentissage font de l'impression 3D une ruée vers l'or pour de nouvelles opportunités pour les petites entreprises. Êtes-vous témoin de cela? Y a-t-il des exemples que vous pouvez partager ?
Ryan: Je ne peux pas partager de sociétés spécifiques, mais il y a certainement une augmentation des sociétés de niche qui s'adaptent à un marché (traditionnellement) beaucoup plus petit en raison des coûts d'investissement beaucoup plus faibles associés aux entreprises basées sur l'impression 3D. Du haut de ma tête, je connais des entreprises viables dans les domaines suivants : accessoires de mariage personnalisés, équipement de plongée personnalisé, poignées et poignées personnalisées, lunettes personnalisées à petite échelle, audiologie et jouets/figurines/modèles.
Dan: Quelle est la vision de Formlabs sur l'aspect pratique de la personnalisation de masse ? S'agira-t-il de grandes usines d'entrepôts d'imprimantes, de centres plus petits et plus localisés, intégrés aux magasins existants, ou autre chose ?
Ryan: Je pense que l'impression 3D restera suffisamment technique et lente pour éviter qu'elle ne soit jamais une véritable expérience de fabrication « en magasin ». Je pense qu'un avenir plus probable est celui des centres de fabrication localisés dans les grandes régions métropolitaines qui tiennent toujours bon nombre des promesses de fabrication distribuée de l'impression 3D, comme une structure de coûts logistiques plus faible, des coûts d'entreposage inférieurs, etc. .
Dan: Si vous pouviez installer un panneau d'affichage à Times Square pour Formlabs (ou impression 3D), que diriez-vous ?
Ryan: En fait, nous l'avons déjà fait : nous avons imprimé en 3D la plus grande lentille de Fresnel jamais réalisée et l'avons installée à Times Square pour la Saint-Valentin.
Dan: Sur quelles choses intéressantes Formlabs travaille-t-il en ce moment et dont vous pouvez parler ?
Ryan: Nous avons annoncé le Fuse 1, une machine de frittage laser sélectif qui tient sur une paillasse. Je suis enthousiasmé par cette machine car elle est d'un ordre de grandeur moins chère que toute autre chose sur le marché (10 100 $ contre 110 $ de k) et beaucoup plus simple à utiliser (prise XNUMX V, pas de gaz inerte, faible encombrement).
Les pièces SLS sont fabriquées en nylon et ne nécessitent aucun support, ce qui donne des pièces très fonctionnelles et très esthétiques. C'est un grand pas en avant vers la 3DP pour la production.
Dan: Quelles sont les principales raisons invoquées par les entreprises pour résister à l'adoption de la fabrication numérique directe ?
Ryan: Propriétés matérielles. Les entreprises ont des exigences très strictes concernant les matériaux, et la plupart des polymères additifs ne sont tout simplement pas assez matures pour répondre ou répondre à ces exigences, telles que la résistance, le contact avec la peau, la stabilité aux UV, la composition chimique et la finition de surface. Ce sont tous des facteurs que les chaînes d'approvisionnement en matériaux plus matures ont abordés au fil des décennies, et que la fabrication additive est toujours en train de traiter.
Coût par pièce. C'est une fonction du coût de la machine + des matériaux + de la main-d'œuvre. Le plus gros contributeur à cette équation est le travail, dans les cas d'utilisation de la production. Chaque processus et machine 3DP nécessite une certaine quantité de post-traitement qui entraîne un coût de main-d'œuvre : retrait de pièces des machines, retrait de supports ou de matériel supplémentaire, nettoyage, etc. Pour de très grandes quantités, cela commence à être un énorme goulot d'étranglement par rapport à fabrication traditionnelle.
Dan: Où en est la fabrication additive maintenant dans sa chronologie globale de la petite enfance à l'âge adulte ?
Ryan: Je pense que le cycle de battage médiatique de Gartner est un moyen utile de répondre à cette question. Le cycle de battage publicitaire de Google Gartner, mais les principaux points le long de la courbe, dans l'ordre, sont « Pic d'attentes gonflées », « Plateau de productivité », « Pente d'illumination » et « Croissance de la désillusion. Par exemple, l'impression 3D pour le prototypage est solidement à l'âge adulte sur le plateau de productivité, alors que l'impression 3D biologique en est encore à ses balbutiements.
Dans l'ensemble, l'industrie essaie de se développer en trouvant un moyen de rivaliser en tant que technologie de fabrication viable, mais c'est relativement tôt. Cela est prouvé par le fait que les sociétés 3DP comme Carbon et Desktop Metal reçoivent tant d'attention parce qu'elles se sont positionnées comme des solutions de production dès le premier jour.
Dan: Alors que la fabrication additive fusionne avec d'autres technologies, comme l'IA, quelles possibilités s'ouvriront ?
Ryan: C'est une question intéressante et je pense que l'une des applications les plus prometteuses concerne la conception générative, qui est une méthodologie dans laquelle une pièce est hautement optimisée autour d'un ensemble d'exigences et de contraintes fonctionnelles et moins autour de la façon dont la pièce sera fabriquée. Cela donne les conceptions de support folles et bioniques que vous avez peut-être vues. Celles-ci sont possibles grâce à la combinaison de l'informatique avancée (dont certaines sont rendues possibles par l'IA) et de la fabrication additive, qui permet de produire ces formes organiques complexes sans coût supplémentaire. Le résultat est des pièces hautement optimisées qui sont aussi solides et légères que la physique le permet. J'ai récemment assisté à une présentation où une grande compagnie aérienne a utilisé cette technique, associée à l'impression 3D, pour redessiner les supports de ses sièges d'avion. En raison des économies de poids, la société économisera 10 millions de dollars sur la durée de vie de l'avion.
Dan: Nous savons tous à quel point regarder des imprimantes 3D est fascinant et a par conséquent pratiquement décimé l'industrie des lampes à lave. Pouvez-vous décrire les remords que vous ressentez pour cette industrie autrefois en plein essor ?
Ryan: C'est un point juste et il est négligé par les médias, mais la perte de R&D sur les lampes à lave a régulièrement diminué depuis l'avènement de l'impression 3D. En réponse, bon nombre des plus grandes marques d'impression 3D ont uni leurs forces pour un projet appelé « Save the Lamp » qui cherche à restaurer et à préserver ces objets précieux.
