Transformer le tissu manufacturier : AFFOA

En tant que partenariat public-privé à but non lucratif, Advanced Functional Fabrics of America (AFFOA) comble le fossé entre la technologie à un stade précoce et la commercialisation. Financée par le ministère de la Défense (DoD) et fondée en 2016, l'AFFOA utilise son expertise dans les fibres et les tissus, ainsi que les écosystèmes d'adhésion, pour faire progresser le développement national de produits textiles dotés de capacités de transformation.

Interrogé sur son rôle, le PDG de l'AFFOA, Sasha Stolyarov, l'a défini comme dirigeant une organisation qui a un énorme potentiel pour transformer ce à quoi ressemble la fabrication aux États-Unis. "Je sers pour inspirer et éliminer les obstacles à la communication et à la collaboration", a-t-il déclaré. "Je dirige une équipe très talentueuse qui est de nature hautement multidisciplinaire et nous permet de faire avancer notre mission. Je suis également ici pour apprendre et comprendre les besoins de l'industrie afin que nous puissions nous adapter, nous ajuster et réussir à relever les défis de demain."

L'AFFOA répond à un large éventail de besoins pour toutes les parties prenantes, du DoD et de diverses agences gouvernementales aux universités, startups et fabricants de différentes industries.

"Il y a beaucoup d'innovations dans les fibres et tissus fonctionnels avancés, et les gens ont une vision de ce qu'ils peuvent faire, mais il n'y a vraiment pas d'entité mise en place pour relier les points entre les innovateurs, les fabricants et les entreprises de produits finaux pour faire bouger les choses de manière efficace", a expliqué Stolyarov. "Les choses se passent de manière organique, bien sûr, mais nous sommes ici pour créer de nouvelles connexions et faciliter et accélérer la transition de l'innovation vers de vrais produits."

Stolyarov a déclaré que le voyage peut être long. Il s'agit d'un domaine appelé technologie difficile, ce qui signifie qu'il ne s'agit pas d'un problème logiciel que quelqu'un peut coder pour trouver une solution. "Nous devons fabriquer notre chemin vers l'innovation", a expliqué Stolyarov, ajoutant que cela peut être difficile car la fabrication de tissus fonctionnels avancés nécessite la collaboration d'entités et de compétences disparates qui n'ont pas l'habitude de travailler ensemble.

"Nos membres sont l'épine dorsale de l'institut. Aucune entreprise ne possède à elle seule toutes les pièces nécessaires pour fabriquer à grande échelle de futurs produits en tissu hautement fonctionnels", a-t-il déclaré. "Lorsque nous sommes chargés d'un défi par l'un de nos sponsors, cela nous oblige à puiser dans les capacités de notre réseau de membres parmi un large éventail d'entreprises établies, de start-ups nouvellement créées avec des technologies prometteuses et d'universités qui ont souvent des technologies de pointe prêtes pour la transition".

En 2022, plus de 50 membres de l'AFFOA étaient impliqués dans des projets avec l'Institut, soit environ un tiers du réseau des membres.

Dans l'installation de 12 000 pieds carrés qui sert de siège social à Cambridge, Mass., AFFOA dispose de capacités de prototypage de tissu avancées de bout en bout qui incluent la conception et la modélisation de systèmes textiles intégrés, le traitement de dispositifs de fibres et de fils, la formation de textiles, y compris le tissage, le tricot et la broderie, ainsi que l'intégration de systèmes e-textiles. L'AFFOA dispose également d'une multitude de capacités de test pour caractériser les fibres et les tissus, y compris les tests électroniques, optiques et mécaniques pour garantir la fiabilité et la fabricabilité des prototypes.

"Nous avons notre propre plate-forme technologique HQ qui est tout à fait unique", a déclaré Stolyarov. « Il s'agit d'une technologie de fibre avancée qui permet l'emballage de la microélectronique dans les fibres textiles. Nous travaillons à la transition de cette technologie sur le marché avec une large gamme d'applications ouvrant la voie, y compris la défense, la surveillance des conditions industrielles et les systèmes de surveillance de la santé intégrés au tissu.

Parce que l'AFFOA dispose d'une équipe diversifiée en termes d'expertise, elle peut répondre directement aux différents besoins de l'industrie et servir de prolongement à une équipe d'ingénierie qui peine à trouver un partenaire R&D. "Il n'y a pas beaucoup d'entreprises où vous pouvez venir les voir et leur dire : 'J'ai une idée pour un produit en tissu fonctionnel avancé, pouvez-vous m'aider à concevoir et à fabriquer un prototype ?'"

La plupart des projets financés par l'AFFOA nécessitent qu'un fabricant s'associe à un partenaire universitaire ou à une startup qui a l'idée du produit. "Une partie de nos critères pour les projets est que vous devez travailler avec un fabricant", a expliqué Stolyarov. "Si vous voulez que votre innovation soit évolutive, vous devez la produire dans l'atelier de fabrication."

Un bon exemple en est Z-Polymers, une start-up basée à Lowell, Mass., travaillant sur des applications de fibres innovantes. Le PDG Mike Zimmerman cherchait à créer quelques prototypes mais avait du mal à trouver une place avec des capacités de prototypage à un stade précoce. Et comme une grande partie de l'industrie textile quittait les États-Unis, la capacité nationale de R&D dans les textiles et tissus avancés était limitée.

"Nous développons des fibres très fines qui sont six fois plus résistantes que l'acier et beaucoup plus légères", a déclaré Zimmerman. "Les fibres à la pointe de la technologie sont fabriquées à partir d'un matériau polymère pour être très fines et donner des tissus très fins." Zimmerman a expliqué que la première application des structures textiles tissées fines est d'aider à activer les piles à combustible dans le cadre de l'économie de l'hydrogène. "Ce que l'AFFOA essaie de faire, c'est d'aider les petites entreprises comme la mienne à se développer et à développer une technologie de pointe aux États-Unis", a expliqué Zimmerman. "C'est une situation gagnant-gagnant. L'AFFOA nous aide et nous nous adaptons à leur mission", a-t-il ajouté.

L'une des premières victoires de l'institut, qui témoigne de la puissance de l'écosystème, est l'histoire de Nufabrx, le développeur de HealthWear, basé à Conover, en Caroline du Nord, une technologie brevetée qui intègre des médicaments directement dans les vêtements.

Le PDG Jordan Schindler a lancé Nufabrx avec pour mission de simplifier la santé et le bien-être. "Au lieu de prendre une pilule, ou d'utiliser une crème ou un patch, et si vous pouviez simplement vous habiller le matin ?" Schindler a expliqué. "Notre technologie de base permet une distribution contrôlée de vitamines, de suppléments et de médicaments à travers les vêtements, efficace sur plus de 15 cycles de lavage." Imaginez une ligne d'analgésiques topiques infusés à travers une attelle dorsale ou de la mélatonine dans une taie d'oreiller pour vous aider à dormir la nuit. Schindler a déclaré que Nufabrx est conçu pour résoudre le problème de l'observance du patient. "C'est difficile de changer le comportement des consommateurs, mais les gens s'habillent tous les jours", a-t-il ajouté.

En 2017, Schindler est arrivé à l'institut avec un brevet pour des tissus infusés de médicaments qui fournissent une libération contrôlée d'ingrédients actifs, notamment des vitamines, des suppléments et des médicaments à travers les vêtements. Il avait besoin d'un partenaire industriel et se faisait courtiser par des investisseurs en capital-risque qui l'encourageaient à aller à l'étranger. L'AFFOA a présenté Schindler au Manufacturing Solution Center (MSC) à Conover, NC

"Nous n'existerions vraiment pas sans le soutien de l'écosystème de fabrication, MSC et AFFOA. Vous avez besoin de talents, de ressources de fabrication et de capitaux, et AFFOA fait du bon travail pour réunir ces trois éléments."

Schindler a reçu un financement précoce par l'intermédiaire de l'AFFOA pour commercialiser la technologie, qui était le tremplin dont il avait besoin pour accélérer la production, la conserver aux États-Unis et mettre les produits sur le marché.

Comment ça va? En 2021, Nufabrx s'est classée parmi les 10 premières de la liste 2021 Deloitte Technology Fast 500 des entreprises à la croissance la plus rapide en Amérique du Nord et deuxième dans le secteur pharmaceutique. En tant que pionnier des produits portables axés sur la santé, qui se situent à l'intersection des vêtements textiles traditionnels et des produits pharmaceutiques, Nufabrx propose sa propre gamme de vêtements anti-douleur disponibles dans tout le pays chez des détaillants tels que Target, Walgreen's, CVS, Amazon et Walmart.

"Lorsque nous avons lancé l'institut, je n'aurais jamais pensé que nous nous concentrerions sur la fabrication de respirateurs N95", a déclaré Stolyarov. "En mars 2020, nous avons fait pivoter la moitié de notre équipe pour travailler sur le problème lorsque nous avons réalisé qu'il y avait une pénurie de matériel et de produit final, et que le produit entrant dans ce pays était de qualité douteuse."

L'AFFOA a donc cherché ceux qui connaissaient les matériaux et les a mis en contact avec des fabricants qui n'avaient jamais travaillé ensemble auparavant pour produire de nouveaux matériaux. De nombreux fabricants ont fait la transition pour produire des millions d'unités d'équipements de protection individuelle (EPI). Les tests étaient un enjeu majeur pour s'assurer de la qualité des matériaux et de leur efficacité de filtration. Le gouvernement utilise les laboratoires du National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) pour certifier les masques N95 et autres dispositifs.

"Il y avait un arriéré de plusieurs mois pour faire tester les matériaux", a déclaré Stolyarov. "Nous savions que nous avions des universités et des partenaires dans notre écosystème qui étudiaient la filtration des particules pour différentes utilisations, et nous leur avons demandé de mettre en place une capacité pour tester les matériaux EPI. Nous l'avons fait avec le MIT, le MIT Lincoln Laboratory et l'UMASS Lowell, trois de nos proches partenaires. En quelques semaines, ces laboratoires qui n'avaient jamais servi à tester quoi que ce soit du monde extérieur, sont devenus le centre de test pour les matériaux développés dans tout le pays."

L'AFFOA est résolument axée sur la concrétisation d'idées et de produits qui font une différence dans la vie des gens. "Il y a une startup dans notre réseau qui développe un gant pour la rééducation des survivants d'un AVC", a déclaré Stolyarov, faisant référence à Imago Rehab, un fabricant d'équipements médicaux basé au Massachusetts qui permet des résultats de récupération pour les survivants d'un AVC grâce à une combinaison de robotique portable à usage domestique et de santé numérique. "C'est un concept incroyable et cela ferait toute la différence si nous pouvions le produire à grande échelle", a déclaré Stolyarov, ajoutant que les ingénieurs de l'AFFOA conseillent l'entreprise sur la conception pour la fabrication et l'amélioration de l'intégration du système complexe de gants qui comprend les textiles, l'électronique et les domaines d'actionnement.

Un autre projet qui recèle un potentiel important est une technologie HQ émergente sous la forme d'un système de fibres qui peut être déployé dans l'océan pour mesurer la pression, la température et la salinité sur de vastes zones. "C'est important pour la marine et la science du climat", a expliqué Stolyarov. "Nous travaillons à une démonstration où nous développerons des fibres de centaines de mètres de long qui peuvent littéralement prendre une photo des conditions océaniques. Cela promet d'être une capacité révolutionnaire."

Ces projets ambitieux témoignent de la vision de Stolyarov et du travail de toute l'équipe de l'AFFOA. En collaboration avec les principales parties prenantes, ils sont prêts à déplacer des montagnes et à répondre aux besoins du DoD, des startups, des universités et de l'industrie, tout en maintenant la fabrication aux États-Unis.

Connecte-toi avec nous