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Apr 28, 2023

[INTERVIEW] Photocentric-Gründer Paul Holt: Die unsichtbare Million entlarven

Der harzbasierte 3D-Druck ist ein robustes Segment in der Welt der additiven Fertigung.

Der harzbasierte 3D-Druck ist ein robustes Segment in der Welt der additiven Fertigung, aber das war nicht immer so, so Paul Holt, Gründer und Geschäftsführer von Photocentric. In einem exklusiven Interview mit 3D Printing Industry teilte Holt seine einzigartigen Erkenntnisse über die Entwicklung der Branche, die Spitzentechnologie von Photocentric und die sich verändernde Wettbewerbslandschaft.

Harz sei „die offensichtliche Art und Weise, wie die Massenfertigung funktionieren wird“, sagt Holt.

Die veralteten Vorstellungen über den Harz-3D-Druck als eine „vergängliche Fertigungstechnik“, die nach einigen Anwendungen zwangsläufig verworfen wird, sind nicht mehr gültig. „Die anfänglichen Konzepte oder welche Lügen auch immer über Duroplaste verbreitet wurden, beruhten auf der Tatsache, dass die Herstellungsmechanismen die Nachbehandlung nicht überlebten und die Formulierungen nicht widerstandsfähig genug waren.“

„Mit dem technologischen Fortschritt beweist Harz seine Gültigkeit als Fertigungsmaterial, das seinen thermoplastischen Gegenstücken weit überlegen ist“, erklärt Holt.

„Nachpflege“ oder Nachbearbeitung bezieht sich auf die nach dem 3D-Druck durchgeführten Methoden, einschließlich Härtungs- und Endbearbeitungstechniken zur Stabilisierung des Objekts. „Thermoplaste“ sind eine Art Kunststoffpolymer, das bei einer bestimmten erhöhten Temperatur formbar wird und sich beim Abkühlen verfestigt und typischerweise im FDM-3D-Druck verwendet wird.

Interessanterweise wies Holt auf eine weit verbreitete Paranoia hinsichtlich der langfristigen Auswirkungen von Harz hin, insbesondere wenn es eingenommen wird. Dieses Missverständnis sei unbegründet, argumentierte er. Er führte dies am Beispiel von Zahnfüllungen aus, einer allgemein akzeptierten Anwendung für bei Tageslicht lichthärtbare Verbindungen, ähnlich denen, die im Harz-3D-Druck verwendet werden. Und es kommt nicht selten vor, dass sich eine Feile löst und vom Träger verschluckt wird. Der Punkt? Die Angst vor Kunstharz beruht eher auf Unbekanntheit und fehlenden Präzedenzfällen als auf fundierten wissenschaftlichen Erkenntnissen, da UDMA/TEGDMA in der Dentalindustrie weit verbreitet ist.

Der sich weiterentwickelnde Ansatz von Photocentric: Wie kommt man vom Stempel zum 3D-Druck?

„Photocentric ist einzigartig in seiner Fähigkeit, sowohl erfolgreich zu sein als auch zu scheitern, da es nur Produkte verkauft, die es selbst herstellt und erfindet“, sagt Holt.

Photocentric wurde 2002 gegründet und konzentrierte sich zunächst auf ein Produkt zur Vereinfachung der Stempelherstellung. Dabei wurden einzigartige Photopolymere, schnelle Photopolymere und eine Methode zur Kodierung dieser Polymere mithilfe von LCD-Bildschirmen erfunden. Nach und nach führten ihre Forschungen zur Erstellung mehrschichtiger Bilder und öffneten damit die Tür zum 3D-Druck.

Laut Holt veranlassten zwei bedeutende handwerkliche Erfindungen das Unternehmen, mit dem 3D-Druck zu experimentieren. Zunächst entwickelten sie sehr schnelle Polymere. Anschließend entwickelten sie autonome Maschinen zur Verarbeitung der großen Mengen an Polymeren, die sie für handwerkliche Zwecke verwendeten. Diese Fortschritte halfen ihnen, ihren ersten 3D-Drucker zu bauen und ihre Reise in die additive Fertigung zu beginnen.

Im Nachhinein hätte der von Photocentric eingeschlagene Weg vielleicht „völlig unlogisch“ gewirkt und vielleicht sogar an den alten Witz erinnert, wie man von einem Ort zum anderen kommt: „Wenn du wärst, würde ich nicht von hier aus anfangen.“ Im Nachhinein sagt Holt, dass die Route durchaus Sinn macht; Tatsächlich gibt es viele Parallelen zwischen der Handwerks- und der 3D-Druckindustrie.

„Es ist viel erfolgreicher, die bewährten Modelle der Leute zu kopieren“, sagte er und verwies auf Apples Geschichte der Verbesserung bestehender Produkte und das Risiko, das Erstanbieter eingehen, wenn sie ein wirklich neues Produkt vermarkten.

Durchbrechen Sie die Batterieform mit additiver Fertigung: Die Vision von Photocentric

Ohne Angst davor zu haben, seinen eigenen Weg zu gehen, ist die Forschung von Photocentric zu 3D-gedruckten Batterien ein Beispiel für diese Vision. Holt betonte, dass die Entwicklung dreidimensionaler Batterien, die in jede beliebige Form gebracht werden können und einen weitaus größeren Grenzflächenkontakt erreichen, einen potenziellen Wendepunkt darstellt. Allerdings betonte er, dass jede Innovation in diesem Bereich zwei Kernkriterien erfüllen muss: Sie muss billig und in großen Mengen herstellbar sein. Jede Technologie, die diese Bedingungen nicht erfüllt, ist, wie Holt es ausdrückt, „tot bei ihrer Ankunft“.

„Batterien werden im Wesentlichen hergestellt, indem zwei Seiten mit einer Aufschlämmung beschichtet werden, eine mit Lithium, die andere mit Kohlenstoff. Man drückt sie mit einem Separator zusammen und rollt sie auf, wodurch die Ladeschnittstellenfläche vergrößert wird“, sagt Holt.

Stellen Sie sich das so vor, als würden Sie zwei Gesichter auf ein Stück Papier malen und es dann zu einem Zylinder rollen – die „Ladungsschnittstellenfläche“, von der er spricht, ähnelt der Oberfläche des Papiers. Je größer dieser Bereich ist, desto mehr Ladung kann der Akku aufnehmen und desto schneller kann er entladen oder wieder aufgeladen werden. Es ist eine effektive, aber zweidimensionale Lösung für ein dreidimensionales Problem.

„Wenn man Batterien in drei Dimensionen betrachtet, erkennt man, dass man sich nicht darauf beschränkt, nur die Fläche zu vergrößern. Man könnte das gesamte Volumen nutzen und neue Formen wie miteinander verbundene Eierkästen, Säulen oder wellige Hügel und Täler schaffen.“ „Der gesamte Konturbereich wird zu einer Designpalette, die sich je nachdem ändert, ob man schnell laden, schnell entladen oder viel Strom halten möchte“, führt Holt aus.

Der 3D-Druck ermöglicht das Experimentieren mit dickeren Elektroden, die erhebliche Vorteile bieten, bei herkömmlichen Verfahren jedoch immer schwierig zu trocknen waren. Indem sie sich von den Einschränkungen traditioneller Herstellungsverfahren löst, könnte die additive Fertigung völlig neue Batterietypen ermöglichen und möglicherweise eine bahnbrechende Chance für die Branche schaffen.

Holts Ehrgeiz beschränkt sich nicht auf Produktinnovationen. Er stellt sich eine Zukunft vor, in der der gesamte Herstellungsprozess automatisiert ist, von der digitalen Dateieingabe bis zur verpackten Ausgabe. Diese Initiative mit dem Namen „Project Jeni“ ist das Hauptaugenmerk von Photocentric und, wie Holt vorhersagt, das „größte Einzelprojekt“, an dem er in seinem Leben arbeiten wird.

Das Projekt basierte auf den Erfahrungen des Unternehmens während der COVID-19-Pandemie mit der Großserienfertigung und den daraus gewonnenen wertvollen Erkenntnissen. Holt witzelt: „Je mehr man es skaliert, desto mehr Leute kommen rein, und dann hat man mehr Probleme.“ Mit anderen Worten: Eine Vergrößerung des Produktionsumfangs könnte menschenabhängige Probleme verstärken, eine inhärente Herausforderung im 3D-Drucksektor.

Holt räumt ein, dass der Weg in diese Zukunft nicht reibungslos verlaufen wird. Es gibt zahlreiche kleine Herausforderungen und Unsicherheiten, die es zu meistern gilt, und es ist wichtig zu erkennen, dass es nicht für jedes Produkt eine Einheitslösung gibt. Dennoch sind die potenziellen Vorteile einer vollautomatischen, hochvolumigen und kostengünstigen Fertigung so tiefgreifend, dass sich das Unterfangen unbestreitbar lohnt. Holts Vision für Photocentric ist nichts weniger als eine Revolution im Harz-3D-Druck, die die Zukunft der Fertigung neu definiert.

Von der Erfindung des LCD-3D-Drucks bis zum Verkauf von Millionen von Maschinen

Photocentric ist für seine bahnbrechende Erfindung des LCD-3D-Drucks bekannt. „Es ist wirklich schwer, sich daran zu erinnern, wie die Welt vor LCD war. Diese Prozesse waren so gut etabliert, dass es schien, als gäbe es keine Alternative“, sagt Holt. Trotz anfänglicher Skepsis hat sich der LCD-3D-Druck seitdem als großer Wegbereiter erwiesen, der zahlreiche neue Maschinen auf den Markt brachte und zu einem der bedeutendsten disruptiven Einflüsse in den letzten fünf Jahren wurde.

In einem geschäftigen globalen Markt für 3D-Druck, in dem es von neuen Konkurrenten nur so wimmelt, befindet sich Photocentric in einer einzigartigen Position und erobert seine Nische, indem es anders über Größe und Nutzen denkt.

„Was zeichnet uns aus?“ Holt meinte während unseres Gesprächs: „Unser Fokus liegt auf Großformatdruckern und der Massenproduktion kleinerer Teile.“

Während chinesische Hersteller den Markt mit kostengünstigen Druckern im kleineren Format ausbauen, hat sich Photocentric in einem anderen Bereich neu positioniert. Das soll nicht heißen, dass sie diese Konkurrenten verachten; Im Gegenteil, Holt lobt sie und erklärt, dass ihre Beiträge zum Markt eine beeindruckende Messlatte für den Wert des 3D-Drucks gesetzt haben. Sie haben die ursprünglichen Konzepte von Photocentric optimiert und ein florierendes Ökosystem erschwinglicher, leicht zugänglicher Hardware entstehen lassen.

„[Sie] bieten den besten Wert im 3D-Druck“, bemerkte Holt, „Ihre Produkte sind erstaunliche Maschinen, die jedes Jahr an Millionen verkauft werden.“

Die Strategie von Photocentric hat sich in zwei unterschiedliche Richtungen entwickelt: Drucken im sehr großen Format und Massenproduktion kleiner Teile. Wie Holt sagte: „Warum nicht sehr große Objekte oder Arrays aus sehr kleinen Objekten erstellen, bei denen man viel produzieren muss?“

Im Hinblick auf geistiges Eigentum (IP) ist der Ansatz von Photocentric unkonventionell. Holt sieht in der Patentierung weniger einen Mechanismus zur Blockierung von Wettbewerbern als vielmehr ein Mittel, um die Handlungsfreiheit des Unternehmens zu schützen. „Der kommerzielle Nutzen eines Patents ist für Laien nicht völlig offensichtlich“, sagte er und deutete damit einen Perspektivwechsel von der Anzahl der Patente hin zu sinnvoller Innovation und praktischer Anwendung an.

Holt wies auf die Einschränkungen und Herausforderungen bei der Durchsetzung von Patenten hin und argumentierte, dass der Schwerpunkt auf Innovationen für den Markt liegen sollte. „Alles, was wir tun wollen, ist, in der Lage zu sein, unsere Produkte zu kommerzialisieren, wenn wir sie erfinden können und der Markt sie will. Wir wollen einfach nicht aufgehalten werden.“

Trotz des verschärften Wettbewerbs bleibt Photocentric standhaft, setzt weiterhin auf Innovationen und verschiebt Grenzen, sei es im großformatigen 3D-Druck oder in der Massenproduktion kleinerer Teile. Sie betrachtet die Wettbewerbslandschaft als ein Feld voller Möglichkeiten und nicht als Löwengrube. Für sie geht es nicht nur ums Überleben in der Branche; es geht darum, es zu gestalten.

Mit Transparenz den Markt für additive Fertigung ausbauen

Photocentric hat die mit dem 3D-Druck verbundenen Kosten transparent dargelegt und die Kosten für Maschine, Material und damit verbundene Kosten wie Abfallentsorgung und Energie in die Gesamtbetriebskosten einbezogen. Sie sehen diese Transparenz als entscheidend für Unternehmen an, die Teile in großem Maßstab produzieren wollen.

Auf die Frage nach dem beeindruckenden Wachstum des Unternehmens von einem Umsatz von 10 Millionen Pfund im Jahr 2019 auf 16,5 Millionen Pfund im Jahr 2021 bleibt Holt bescheiden. „Wir sind in einer Branche tätig, in der regelmäßig Artikel mit einer CAGR von 25 % veröffentlicht werden. Jeder, der unter 25 % liegt, schrumpft also“, sagt er. Er glaubt, dass das wahre Wachstum durch eine Änderung der Art und Weise der Herstellung entstehen wird und nicht nur durch die Einführung eines neuen 3D-Druckers auf den Markt.

Demaskierung der unsichtbaren, millionenfachen 3D-Druck-Produktionsabläufe

Der 3D-Druck von einer Million Teilen ist eine dreiste Aussage, die Schlagzeilen macht. Die öffentlichen Erwähnungen solcher Erfolge bei der additiven Fertigung in großen Stückzahlen sind jedoch nach wie vor spärlich.

Photocentric ist an zwei der bekannteren Unternehmen beteiligt, die sich beide mit Fragen der Lieferkette befassen. Photocentric produzierte monatlich eine Million 3D-gedruckte Gesichtsschutzschilde für den britischen NHS, ein Projekt, das Holt einen MBE in der New Year's Honours-Liste einbrachte. Die PSA-Ausrüstung wurde mit 45 Magna-3D-Druckern hergestellt.

Ein weiterer umfangreicher Produktionslauf war der 3D-Druck von Kleiderbügeln, um die Epoxidharzkartuschen und Mischdüsen zusammenzuhalten, von Merit3D und Adhesives Technology. Der überzeugende Aspekt dieses Projekts war nicht das Produkt selbst, sondern die Kosten, die Notwendigkeit und der disruptive Einfluss dieses „B-Plan“-3D-Druckansatzes. Als traditionelle Fertigungswege blockiert waren, wurde der 3D-Druck zum Ausweichplan.

Ich habe Holt gefragt, wo die anderen Millionen-Teile-Produktionsläufe in der 3D-Druckindustrie sind. Seine Antwort ist hinterhältig kryptisch. „Alles an den Stellen, die man nicht hinsieht“, sagt er. Der Kern seiner Argumentation besteht darin, dass diese Art der Massenproduktion nicht an der Spitze der Industrie stattfindet; es wird nicht auf Messen ausgestellt; Es geschieht hinter den Kulissen und beinhaltet oft Teile, die allgemein als „langweilig“ gelten würden.

Im Wesentlichen werden unscheinbare, oft übersehene Komponenten in großen Mengen in 3D gedruckt und lösen so eine stille Revolution in der Fertigungsindustrie aus. Aufgrund ihrer störenden Natur legen Unternehmen jedoch großen Wert auf den Schutz dieser Informationen.

Holt befasste sich auch mit der Frage der funktionalen Eigenschaften von 3D-Druckmaterialien. In Zusammenarbeit mit BASF, dem weltweit größten Chemieunternehmen, zielt Photocentric darauf ab, lichthärtbare Verbindungen kommerzialisiert zu machen, um traditionelle Materialien zu ersetzen, die beim Spritzgießen verwendet werden. Die Herausforderung? Wir stellen sicher, dass diese neuen Materialien genauso effektiv funktionieren wie die von uns verwendeten Kunststoffe.

Der Prozess ist nicht ohne Hürden. Die Anforderungen an die Fertigung, das Bedürfnis nach Kosteneffizienz und der Bedarf an Funktionsteilen vereinen sich zu einer gewaltigen Herausforderung, die es für den 3D-Druck zu bewältigen gilt.

Die Zukunft von Photocentric und der 3D-Druckindustrie

Der Geschäftsführer von Photocentric bereitet sich bereits auf die Zukunft des Unternehmens in fünf Jahren vor. Ihr kurzfristiger Plan sieht die Einführung einzigartiger Drucker vor, die den Status Quo in Frage stellen. Ihr erstes Angebot ist der Titan. Es ist mehr als ein Großformatdrucker; Holt bezeichnet es als bahnbrechend in Bezug auf Kosten und Produktivität.

„Wir sind an Druckern für sehr große Formate für bestimmte Unternehmen interessiert, die einen größeren Nutzen aus der Herstellung sehr großer Teile ziehen und diese so gestalten möchten, dass funktionsfähige große Teile kostengünstig hergestellt werden. Das ist eine andere Aussage als die meisten Großformatdrucker.“ Druckereien anbieten.“

Allerdings ist Holts Fünf-Jahres-Vision noch ehrgeiziger. Er geht davon aus, dass die digitale Massenfertigung weltweit zur Norm in der Industrie werden wird. Produzieren Sie monatlich Millionen von Teilen, die in jedem erforderlichen Umfang anpassbar sind, ohne Einschränkungen. Holt argumentiert, dass dieses Produktionsparadigma nicht nur die Fertigung, sondern auch die Umwelt verändert, da jedes Teil im Hinblick auf seinen CO2-Fußabdruck erfasst wird.

Holt verglich diesen erwarteten Wandel in der Fertigung damit, dass KI zunächst als „verrückt“ wahrgenommen wurde, bevor sie allgemein akzeptiert wurde. Ebenso prognostiziert er, dass die digitale Massenfertigung in den nächsten fünf Jahren von Unternehmen, die ihren CO2-Fußabdruck reduzieren möchten, weit verbreitet sein wird.

Als Antwort auf Fragen zu den jüngsten M&A-Aktivitäten in der 3D-Druckbranche, insbesondere zur Fusion von Stratasys und Desktop Metal, sieht Holt darin eher eine Strategie, die Wettbewerbslandschaft zu bereinigen, als die Benutzererfahrung zu verbessern.

Auf die Frage nach den möglichen M&A-Überlegungen von Photocentric vertritt Holt eine klare Vision für die Unabhängigkeit des Unternehmens. „Wir sind so, als würden wir uns einsam vergraben und bequem auf die Goldader zusteuern, die in den Hügeln liegt“, sagte er. Er glaubt an die Überlegenheit ihrer vernetzten LCD-Methode zur Teilefertigung und ist weiterhin zuversichtlich, dass Photocentric alle Herausforderungen intern bewältigen kann, ohne dass ein externer Partner zur Lösung des Puzzles erforderlich ist.

Abschließend verrät Holt, dass die wahre Motivation hinter seinen ehrgeizigen Plänen für Photocentric nicht einfach darin besteht, Produkte herzustellen. Für ihn ist der 3D-Druck lediglich ein Mittel zum Zweck – eine Technologie, die es ihnen ermöglicht, eine glaubwürdige Alternative zur weltweiten Fertigung anzubieten. Für ihn sind die tiefgreifenden Auswirkungen dieses Wandels auf globaler Ebene der eigentliche Wendepunkt.

Photocentric scheint einen Weg zu beschreiten, den nur wenige zuvor gegangen sind. Bei ihrer Vision des 3D-Drucks geht es weniger um die Technologie als vielmehr um das transformative Potenzial der Massenfertigung. Eines ist sicher: Es handelt sich um ein Unternehmen, das man in den kommenden Jahren genau im Auge behalten sollte.

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Das abgebildete Bild zeigt Paul Holt, Gründer und Geschäftsführer von Photocentric. Foto über Photocentric.

Michael Petch ist Chefredakteur bei 3DPI und Autor mehrerer Bücher zum Thema 3D-Druck. Er ist regelmäßiger Hauptredner auf Technologiekonferenzen, wo er Vorträge wie 3D-Druck mit Graphen und Keramik und den Einsatz von Technologie zur Verbesserung der Lebensmittelsicherheit gehalten hat. Michael interessiert sich vor allem für die Wissenschaft hinter neuen Technologien und die damit verbundenen wirtschaftlichen und sozialen Auswirkungen.