Luxexcel legde in 2016 en 2017 de basis voor de uiteindelijke verkoop aan internetgigant Meta. High-Tech Systems magazine zet de beslismomenten en keuzes van die cruciale jaren op een rijtje.
Met de komst van Hans Streng en zijn managementteam krijgt 3D-optiekprinter Luxexcel in 2016 focus. De van oorsprong Zeeuwse start-up gaat vanaf dat moment voor de brillenindustrie. De mannen tuigen een strategie op waarbij ze software en de bescherming van kennis centraal stellen.
Het doel en plan zijn helder. Er liggen twee kansrijke markten in het verschiet: complexe brilvormen en daarnaast virtual en augmented reality. De onzekerheden zitten in de snelheid waarmee de technologie zich zal ontwikkelen en hoe snel de kosten naar beneden kunnen.
Luxexcel gaat in eerste instantie voor de productietechnologie van complexe lensvormen. Die lijken voor beide doelmarkten de logische eerste stap. De grote vraag die in 2016 nog op tafel ligt, is hoe snel de scale-up in staat zal zijn om AR- en VR-features in te bouwen en hoe snel het zijn printproces tegen een gunstige prijs kan aanbieden.
Eind vorig jaar werden de inspanningen verzilverd. Internetgigant Meta kocht de Belgisch-Nederlandse scale-up, vooral met het oog op VR/AR-toepassingen.
Dit artikel gaat over de architectuurkeuzes die Luxexcel in 2016 en 2017 maakte en die de basis legden voor de uiteindelijke verkoop. Bronnen voor dit artikel vormen openbare informatie, een interview met oud-ceo Hans Streng en een lezing van coo Joost van Abeelen op een event van Bits&Chips, beide eind 2017.
Eind 2016 is het zover. Luxexcel slaagt erin om brillenglazen te printen van acceptabele kwaliteit. De machine staat nog in de kinderschoenen, maar de producten zijn optisch vlak en voldoende transparant. Een adviseur met ervaring bij brillenoptiekspecialist Zeiss zegt dat het tijd is om de markt te gaan verkennen.
Na een nauwgezette selectie – het team wil geen slapende honden wakker maken – worden onafhankelijke brillenlabs benaderd. Na de mededeling ‘wij kunnen lenzen printen’, volgt meestal binnen vijf minuten een uitnodiging. Terwijl de r&d op de Open Manufacturing Campus in Turnhout in volle vaart doorgaat, vliegt het marketingteam de wereld over.
Luxexcel kan op dat moment al een unieke feature laten zien. Om lenzen traceerbaar te maken kan zijn 3D-printer QR-codes in lenzen opnemen die alleen met specifieke camera’s zijn uit te lezen. Om dat helder uit te kunnen leggen, heeft coo Joost van Abeelen de onzichtbare QR-codes groot laten printen op een aantal lenzen. Die neemt het marketingteam mee op zak.
Brillenglazen op sterkte hebben allemaal een minuscule ingegraveerde specificatie in de lens staan. Hiervoor worden dure lasergraveermachine gebruikt. Luxexcel laat zien dat je zo’n specificatie tijdens het printproces kunt toevoegen en een lasermachine kunt uitsparen.
Kleine diamantjes en andere blingbling
In zo’n klantgesprek volgen daarna altijd meer vragen over het productieproces. Kan de Luxexcel-machine misschien kleine diamantjes of andere blingbling toevoegen? Als vervolgens het antwoord ‘ja’ is, gaan marketingmanagers van merkbrillen helemaal uit hun dak.
De hiervoor genoemde cost-downoptie om een lasergraveermachine uit te sparen, is alleen interessant op het moment dat een fabrikant voor de keuze staat om zo’n machine aan te schaffen. Dat is in de traditionele brillenindustrie maar af en toe het geval. Maar de mogelijkheid om edelsteentjes en extra franje toe te voegen is wel een argument om meteen een printer aan te schaffen om features te kunnen toevoegen.
Zo laat Luxexcel begin 2017 met een eenvoudig verhaal zien wat het in huis heeft – niet met moeilijke tech. Met een paar demoproducten, intensieve gesprekken, ontvangen feedback en reacties daarop, heeft de start-up in no-time een beeld van de markt.
Geen aantrekkelijke arena
De rondgang langs klanten bevestigt dat de massamarkt – leesbrillen, één sterkte, min 3 met een klein cilindertje, multifocaal, enzovoort – geen aantrekkelijke arena is. Het is een vechtmarkt, met hoge volumes en lage prijzen. Consumenten betalen zich daar blauw, opticiens pakken de grootste marges. Bottom line: deze markt draait om optimalisatie, niet om innovatie.
‘We wisten dat we nog niet op kosten konden concurreren in de massamarkt’, zegt Streng nu. ‘Anderzijds was de techniek nog niet ver genoeg om in de massamarkt op features te concurreren.’ In de rondgang langs klanten kijken de Luxexcel-marketeers daarom gericht naar de eerste stappen die ze zouden kunnen zetten om met de techniek iets te doen wat in de bestaande geautomatiseerde massa-lensproductie niet, of alleen tegen hoge kosten mogelijk was.
Streng: ‘Als binnenkomer gebruikten we eenvoudige lenzen waarmee we konden laten zien dat alle essentiële productiestappen, zoals optische kwaliteit en coatings, onder controle waren. Dit moest de klant overtuigen om met ons in zee te gaan en stap-voor-stap specialste gaan maken. De specials hebben we van meet af aan als opstap gezien naar de twee langetermijn-hoofdmarkten: massamarkt via kostenverlaging en AR/VR door het uitbreiden van features.’
Piloten
In de gesprekken met klanten komt een aantrekkelijke nichemarkt naar voren: specials, zoals brillenglazen voor piloten. Die kijken naar hun instrumenten en tegelijk naar papier. Daarvoor gebruiken ze brillen met meerdere leesgedeeltes. Het zijn moeilijk te maken, dure producten. Minder volume, maar een hoge waarde. Daarnaast is er interesse in elektronisch schakelbare zonnebrillen. De schakelbare zonnebrillen blijken essentieel: hiermee kan Luxexcel laten zien dat het lenzen op sterkte kan printen rondom extra elektronische functionaliteit, iets wat cruciaal is voor de AR/VR-markt.
Luxexcel realiseert zich dat het in dit soort segmenten een positie moet verwerven. Het zal nog jaren duren voordat het zover is, maar na een aantal maanden klantgesprekken is het doel helder.
Luxexcel kijkt ook naar glazen die zonder kromming een lenswerking hebben. Die kan Luxexcel leveren door de brekingsindex van de transparante 3D-inkt te variëren. Deze zogenaamde graded index(GRIN)-lenzen blijken al vrij snel verre toekomstmuziek te zijn. ‘Het was voor ons wel duidelijk dat dit de heilige graal van de brillenindustrie was’, zegt Streng. ‘Alle brillenglazen van willekeurige sterkte kunnen dan volkomen vlak zijn en in brillenland geldt: hoe dunner hoe mooier. Het was ons wel duidelijk dat dit ooit exclusief met 3D-printen zou kunnen worden gerealiseerd, dus hebben we daarvoor wel basistechnologie ontwikkeld en patenten vastgelegd om de boel af te schermen.’
Kunststofinjectieproces
Luxexcel heeft zijn wortels in het Zeeuwse Kruiningen. Daar experimenteert een handvol technici vanaf 2009 met het 3D-printen van spiegelgladde oppervlakken. Doelmarkt is optische functionaliteit voor professionele toepassingen. In die tijd komen de leds op, met allerlei nieuwe mogelijkheden voor miniaturisatie. Elke situatie vraagt weer een andere oplossing.
Sinds jaar en dag gaat de massaproductie van producten als autokoplampen en leesbrillen met spuitgieten. Het is goedkoop, maar is duur en kost tijd omdat dure mallen nodig zijn. Zo’n kunststofinjectieproces ligt niet voor de hand als je kleine series wilt maken.
Zo ontstaat bij Luxexcel het idee dat er een markt moet zijn om optische kunststof onderdelen te gaan 3D-printen. Ze ontwikkelen een inkt en hebben de techniek na vijf jaar redelijk onder de knie.
Bij additive technieken krijg je altijd ruwe, getrapte oppervlakken, maar de start-up vogelt uit hoe je laagjes kan laten overvloeien. Dat blijkt ook met transparante kunststoffen te kunnen. Nabewerken is niet nodig. Als je glad en doorzichtig kunt printen, dan kun je allerlei optische voorwerpen maken, van koplampen tot lenzen en allerlei prototypeonderdelen.
Model-shop schaalt niet
Al snel weten klanten de weg naar Kruiningen te vinden. Door de veelheid van opdrachten groeit Luxexcel in zijn eerste jaren uit tot model-shop. De technologie houdt zoveel beloftes in dat Luxexcel van gekkigheid niet weet waar te beginnen. ‘Iedereen die een transparant dingetje wilde, kon het krijgen. Maar dat schaalt niet. Met zo’n brede portfolio doe je alles half en niks perfect’, zei voormalig ceo Hans Streng daarover in Bits&Chips. ‘Keer op keer kwamen er nieuwe vragen. Elke keer was het: doe me er maar een paar.’
Luxexcel print in die begintijd wat klanten vragen, maar vervolgens is het niet goed genoeg en moet de r&d weer aan de slag. Daardoor is de ontwikkeling versnipperd. Streng: ‘Met zo’n rijke technologie is het geweldig moeilijk kiezen. Zo’n bedrijf heeft altijd de neiging om te zwabberen.’ Het resultaat is dat de start-up geforceerd in de prototyping business blijf steken. Leuke activiteit, maar niet voor een onderneming met groeiambitie.
Muziek in de onderneming
Streng wordt in 2015 via een investeerder betrokken bij Luxexcel en draait drie maanden lang mee in het bedrijf. Het dringt snel tot hem door dat er muziek zit in de onderneming. Hij vindt de business case zo interessant dat hij besluit om de start-up te gaan leiden. In januari 2016 heeft hij zijn managementteam samengesteld – deels afkomstig van zijn vorige succesnummer Epyon (laadpalen). Ze kunnen aan de slag.
Er is in de eerste plaats focus nodig. Er is redelijk snel duidelijkheid over de richting. Doelmarkt is de oftalmische industrie, de fabrikanten die de Hans Andersen en Pearls van deze wereld voorzien van brillenglazen.
Probleempje: begin 2016 kan Luxexcel wel kleine onderdelen printen met redelijke transparantie, maar niet voldoende voor brillenglazen. Dus concentreert het team zich eerst op de technologie, de inkt en de printtechniek. Negen maanden later kunnen ze al een geprinte transparant lens laten zien van voldoende kwaliteit.
Dat geeft meteen rumoer in de brillenindustrie, vertelt Joost van Abeelen in 2017 op de Bits&Chips System Architecting conference. ‘Iedereen had ons wel in de gaten en mensen bestelden wel eens lenzen, maar ze hadden tot dan toe het idee dat het niet ging werken.’ Met de toegenomen aandacht weet het Luxexcel team op dat moment dat ze iets waardevols in handen hebben. Luxexcel komt met een leeftijd van acht jaar piepjong binnen in een industrie die al honderden jaren bestaat. Kortom, het moet nog heel veel gaan leren.
Positionering in een miljardenmarkt
De grote vraag in 2016: hoe moet Luxexcel zich positioneren in een markt die 100 miljard groot is? Laten we beginnen met de eindklant. Wie een bril nodig heeft, gaat naar de opticien. Die doet een oogmeting en stuurt de gegevens naar een lab. Daar slijpen, polijsten en coaten ze de lenzen die daarna in een frame gaan. Deze labs zijn belangrijk, concludeert het Luxexcel-team. Vandaar hun primaire reactie: daaraan gaan we onze eerste machines verkopen.
Nu is 3D-printen in veel industrieën slechts een vervangend productiemiddel. In de machine- en vliegtuigbouw zie je dat metaalprinten snelheid, flexibiliteit en duurzaamheid biedt. Maar de materiaalfunctie in de producten is in de basis vergelijkbaar met pakweg verspanen of gieten.
Met het printen van transparante vormen heeft Luxexcel echter een techniek in handen waarmee unieke eigenschappen aan eindproducten kunnen worden toegevoegd. In het printproces kan het bedrijf bijvoorbeeld de brekingsindex van de inkt variëren, maar ook actieve onderdelen toevoegen zoals elektronica, sensoren of optische elementen als lcd-schermen voor virtual of augmented reality.
Een voor de hand liggende functie is het aan- en uitschakelen van pigment in zonnebrillen. Het is ook mogelijk om de brekingsindex elektronisch te schakelen om te switchen tussen dichtbij en verzien. Er zijn inmiddels schakelbare zonnebrillen die op Luxexcel-machines worden gemaakt en die via een knop of app instant schakelen. Traditionele zelfverkleurende zonnebrillen doen daar tientallen seconden tot minuten over. Met sensoren in brillenglazen zijn de oogbewegingen te volgen.
‘Als je aan dat soort architecturen denkt, dan is bescherming van je kennis niet overbodig’, aldus Van Abeelen in 2017, het jaar waarin de eerste commerciële machine werd gerealiseerd. ‘We moeten dus weten hoe dat hele ecosysteem werkt en waar het heen gaan. Gaat dit via de oftalmische industrie of is dit wellicht iets voor consumentenelektronica? Het is nog helemaal onduidelijk, de potentie is er, maar we hebben bewezen dat de concepten werken’, aldus de coo zes jaar geleden.
Klein segment van 600 miljoen euro
Na de uitgebreide rondgang langs potentiële klanten stuurt Luxexcel begin 2017 bij. Het gaat voor de specials. Met een wereldwijde omzet van zo’n 600 miljoen euro is het een relatief klein segment binnen de honderd miljard grote brillenindustrie. Maar daar zitten wel de spelers met de marges en de interesse om een machinefabrikant als Luxexcel te omarmen.
Een markt met lage volumes betekent ook minder kostendruk. Niet elke cent hoeft uit het productieproces te worden geknepen.
Luxexcel weet dat het voor specials iets unieks kan toevoegen en daarmee ervaring kan opdoen. Nu de doelmarkt vastligt, is het zaak om snel op de markt te komen en stap voor stap te leren. ‘We moeten leren, leren, leren’, zei Van Abeelen tijdens zijn lezing in 2017. ‘Dat moeten we zo snel mogelijk in het veld doen en tegelijk beschermen wat we hebben, want er zit veel potentie.’
Kern onaantastbaar
Als Luxexcels nieuwe managementteam begin 2016 start, dan werken suppliers al aan de modules voor een nieuwe 3D-printer. Die machine is nog een alleskunner. Als vervolgens de focus op brillenglazen komt te liggen, moet het team harde architectuurbeslissingen nemen om de printer aantrekkelijk te maken voor de oftalmische industrie.
Luxexcel wil binnen een jaar een verkoopbare machine. Dat betekent dat hij er goed uit moet zien, met een handzame bediening. Operators van het prototype moeten zich dan nog in allerlei bochten wringen om er een brillenlens uit te krijgen. Dat is niet acceptabel voor een commerciële machine.
Van Abeelen maakt om te beginnen een hard onderscheid tussen kern en rest. De rest, dat is bijvoorbeeld de omhulling. Daar mag het team best aanzitten, want het voegt niets toe aan de kern, het printproces.
Die kern – de inkt, het motion-platform, de printkoppen en het proces – is vanaf dat moment onaantastbaar. De machine doet het en Van Abeelen wil voorkomen dat kleine wijzigingen het 3D-printproces verstoren. Zo rust het motion-platform op een granieten blok van drieduizend kilo. Dat kan best minder en kleiner, maar Van Abeelen verbiedt het om daar op dat moment een vinger naar uit te steken. Het risico op procesverstoring en vertragingen is te groot.
Software
Luxexcel heeft de machinesoftware zelf geschreven, inclusief de zeer basale gebruikersinterface. Op dat vlak is wel een forse ingreep nodig. Operators moeten via de GUI eenvoudig de lensspecificaties kunnen invoeren en die moeten vervolgens naadloos aansluiten op de additive proceshandelingen.
Je kunt je vingers erop natellen dat softwareontwikkeling altijd langer duurt dan voorzien. Om te voorkomen dat dit de voortgang zal vertragen zorgt het team dat de printer in alle gevallen op de oude software kan draaien.
Dit soort redundantie voert Van Abeelen door in het hele ontwikkelproces. Hij zet de architectuur modulair op en zorgt voor veiligheidsgordels. Voor iedere gedefinieerde machinemodule wil hij een alternatief achter de hand hebben.
Die regel geldt ook voor iets schijnbaar eenvoudigs als de behuizing. Bij het bestuderen van het systeemontwerp is Van Abeelen er begin 2016 namelijk achter gekomen dat het een best gewaagde omhulling betreft waarvan de fabricage niet evident is. Mogelijk gaan daar problemen opduiken. Om dat risico te verkleinen houdt Luxexcel een alternatieve, zeer eenvoudige behuizing achter de hand. Eentje die voldoet aan de veiligheidseisen, maar die verder geen franje bevat. De start-up moet door kunnen.
Luxexcel is aanvankelijk een start-up met als technologische basis mechanica en chemie, maar vanaf 2016 speelt software een steeds grotere rol. Streng en zijn team bestempelen de discipline als strategisch en besluiten op dat gebied niets uit te besteden. Niet het printproces, maar software en data komen centraal te staan.
De start-up gaat op een paranoïde manier om met het beschermen van zijn cruciale informatie, na slechte ervaringen in de eerste jaren. Wat intellectuele eigendom betreft opereert Luxexcel in een green zone: het bezit rond 2017 23 patenten en het te veroveren gebied is zo nieuw dat er vrijwel geen kans is op inbreuk op bestaande patenten. Ze octrooieren wat ze kunnen: de potentie van de technologie is gigantisch en het zou zonde zijn als anderen ermee aan de haal gaan.
Zelfs binnen Luxexcel zijn er maar een paar mensen met een totaaloverzicht van het softwarebouwwerk. Vanzelfsprekend is alle informatie versleuteld, alles om drempels op te werpen tegen IP-diefstal.
Pay per print
Terwijl Luxexcel in zijn eerst jaren machines verkocht, besluit het vanaf 2016 om in te zetten op een pay per print-businessmodel. Klanten betalen per 3D-print, de machines blijven eigendom van Luxexcel. Daarvoor zijn de apparaten via de cloud verbonden met het centrale Luxexcel-systeem waar lensfabrikanten ook software voor lensontwerpen kunnen vinden, iets dat bijdraagt aan het unieke aanbod.
Remote control is voor Luxexcel in de ramp-up fase ook van waarde, omdat het zoveel mogelijk wil leren van wat er met de machines op de werkvloer gebeurt. Alle operationele data en informatie over het printproces gaat naar de cloud voor analyse. De eerste machines hangen om die reden ook vol met camera’s om het proces te kunnen monitoren. Klanten hebben daar in die tijd volgens Van Abeelen geen problemen mee. De machine is ten slotte niet van hen, ze betalen per lens.
Gesloten systeem
De transparante printinkt is vanzelfsprekend een belangrijk onderdeel, maar chemie is een vak apart. Om die te ontwikkelen kiest Luxexcel enkele partners en zorgt ervoor dat ze het materiaal op kwaliteit kunnen beoordelen.
De starter wil voorkomen dat de inkt niet eenvoudig te analyseren is. In 2016 gieten operators het spul nog in de machine, maar in de jaren daarna ontwikkelt een externe partij een gesloten systeem met verzegelde cartridges met een mechanische, software-technische en elektronische interface.
Vijf meter lang
Met zijn twee meter hoogte, anderhalve meter diepte en vijf meter lengte is de 3D-printer in 2017 ruim bemeten. Zeker voor een machine om lenzen te fabriceren. Met dat volume sorteert Luxexcel voor op toekomstige functionaliteit. Het weet nog niet hoeveel ruimte er nodig is voor de assemblage-units die lcd-schermpjes of elektronica aan de brillenglazen gaan toevoegen. Hoe dan ook, alle hindernissen moeten weg om grote stappen te kunnen zetten.
Naast inkt, software en printproces is er voor lenzen van hoge kwaliteit goede hardware nodig. Luxexcel is zelf geen specialist op het gebied van nauwkeurig bewegen en besteedt het motion-platform en ander modules uit aan verschillende leveranciers. Ook hier speelt informatieveiligheid weer een rol: de modules worden door verschillende leveranciers gemaakt en die zijn niet op de hoogte van het totale proces.
Waar kan ik tekenen?
Luxexcel gaat wonderbaarlijk snel de scale-upfase in. September 2017 levert het zijn eerste machine aan IFB Solutions. Het bedrijf uit Winston-Salem, North Carolina, gaat er sterk corrigerende brillenglazen op medische indicatie mee maken. De eerste levering aan een Amerikaans bedrijf is niet toevallig. Potentiële Europese kopers zijn veel terughoudender. Zij vragen om jarenlange ervaring en bewezen technologie, iets dat Luxexcel niet kan geven.
De Amerikanen blijken veel meer open te staan voor vernieuwing. ‘In Amerika doen we ons verhaal en daarna zeggen ze: ja, dit wil ik echt hebben! Waar kan ik tekenen?’, zei Joost van Abeelen enkele maanden nadat de eerste 3D-lenzenprinter was geleverd. In die tijd spenderen hij en zijn collega’s het grootste deel van hun tijd in de VS en zetten er een vestiging op om eerste- en tweedelijns support te kunnen geven.
One to many
Met de levering aan de Amerikanen kan Streng de fase zero to one afvinken. Met die uitdrukking verwijst de toenmalige ceo naar het gelijknamige boek van Peter Thiel, de man die met Elon Musk Paypal tot een succes maakte.
In zijn boek definieert Thiel zero to one als start-updenken. In die fase moeten bedrijven van helemaal niets tot een eerste product komen. Daarna komt het opschalen: meer van hetzelfde. Die fase – one to many – is heel andere koek. ‘Tien, duizend of honderdduizend stuks maken, het is volgens Thiel van hetzelfde laken een pak. Daar heeft hij wel een punt’, zei Streng daar eerder over.
Ook als scale-up gaat het Luxexcel al snel voor de wind. November 2017 telt zijn orderboek vier machines.