Perusahaan yang membangun produk generasi berikutnya sering dibatasi oleh kendala fisik bahan tradisional. Dalam aerospace, pertahanan, energi, dan perkakas industri, mendorong kendala tersebut memperkenalkan kemungkinan poin kegagalan ke dalam sistem. Sayangnya, perusahaan tidak memiliki opsi yang lebih baik, mengingat bahwa memproduksi bahan baru pada skala melibatkan jadwal multiyear dan biaya besar.
Foundation Alloy ingin memecahkan cetakan. Perusahaan, yang didirikan oleh tim dari MIT, mampu memproduksi kelas baru paduan logam berkinerja sangat tinggi menggunakan proses produksi baru yang tidak bergantung pada bahan baku yang meleleh. Teknologi metalurgi solid-state perusahaan, yang menyederhanakan pengembangan dan pembuatan paduan generasi berikutnya, dikembangkan selama bertahun-tahun penelitian oleh mantan profesor MIT Chris Schuh dan kolaborator.
“Ini adalah pendekatan yang sama sekali baru untuk membuat logam,” kata CEO Jake Guglin MBA ’19, yang ikut mendirikan paduan yayasan dengan Schuh, Jasper Lienhard ’15, PhD ’22, dan Tim Rupert PhD ’11. “Ini memberi kami serangkaian aturan luas tentang sisi rekayasa bahan yang memungkinkan kami merancang banyak komposisi yang berbeda dengan properti yang sebelumnya tidak dapat dicapai. Kami menggunakannya untuk membuat produk yang bekerja lebih baik untuk aplikasi industri canggih.”
Paduan Yayasan mengatakan paduan logamnya dapat dibuat dua kali lebih kuat dari logam tradisional, dengan pengembangan produk 10 kali lebih cepat, memungkinkan perusahaan untuk menguji, mengulangi, dan menggunakan logam baru ke dalam produk dalam beberapa bulan, bukan bertahun -tahun.
Perusahaan ini sudah merancang bagian logam dan demonstrasi pengiriman ke komponen manufaktur perusahaan untuk hal -hal seperti pesawat, sepeda, dan mobil. Ini juga membuat bagian tes untuk mitra di industri dengan siklus pengembangan yang lebih lama, seperti pertahanan dan kedirgantaraan.
Ke depan, perusahaan percaya pendekatannya memungkinkan perusahaan untuk membangun sistem yang berkinerja lebih tinggi, lebih andal, dari roket hingga mobil, reaktor fusi nuklir, dan chip kecerdasan buatan.
“Untuk sistem canggih seperti mesin roket dan jet, jika Anda bisa menjalankannya lebih panas, Anda bisa mendapatkan penggunaan bahan bakar yang lebih efisien dan sistem yang lebih kuat,” kata Guglin. Faktor pembatasnya adalah apakah Anda memiliki integritas struktural pada suhu yang lebih tinggi, dan itu pada dasarnya merupakan masalah bahan. Saat ini, kami juga melakukan banyak pekerjaan dalam manufaktur dan perkakas canggih, yang merupakan hal yang tidak dapat dioperasikan, dan merupakan hal yang berbeda, dan merupakan hal yang berbeda, dan merupakan hal yang berbeda, dan merupakan hal yang berbeda, dan merupakan hal yang berbeda, dan merupakan hal yang berbeda.
Dari MIT ke dunia
Schuh bergabung dengan fakultas MIT pada tahun 2002 untuk mempelajari pemrosesan, struktur, dan sifat logam dan bahan lainnya. Dia ditunjuk sebagai kepala Departemen Ilmu Bahan dan Teknik pada tahun 2011 sebelum menjadi Dekan Teknik di Universitas Northwestern pada tahun 2023, setelah lebih dari 20 tahun di MIT.
“Chris ingin melihat logam dari berbagai perspektif dan membuat hal -hal lebih efisien secara ekonomi dan kinerja lebih tinggi daripada apa yang mungkin dengan proses tradisional,” kata Guglin. “Bukan hanya untuk makalah akademik – itu tentang membuat metode baru yang akan berharga bagi dunia industri.”
Rupert dan Lienhard melakukan PhD mereka di laboratorium Schuh, dan Rupert menemukan teknologi pelengkap untuk proses solid-state yang dikembangkan oleh Schuh dan kolaboratornya sebagai profesor di University of California di Irvine.
Guglin datang ke MIT’s Sloan School of Management pada 2017 ingin bekerja dengan teknologi berdampak tinggi.
“Saya ingin pergi ke suatu tempat di mana saya dapat menemukan jenis terobosan teknologi mendasar yang menciptakan nilai asimetris – jenis hal di mana jika mereka tidak terjadi di sini, mereka tidak akan terjadi di tempat lain,” kenang Guglin.
Di salah satu kelasnya, seorang mahasiswa PhD di laboratorium Schuh mempraktikkan pertahanan tesisnya dengan menggambarkan penelitiannya tentang cara baru untuk membuat paduan logam.
“Saya tidak mengerti semua itu – saya memiliki latar belakang filosofi,” kata Guglin. “Tapi saya mendengar ‘logam yang lebih kuat’ dan saya melihat potensi platform yang luar biasa ini Chris ‘sedang mengerjakan, dan itu terikat dengan tepat mengapa saya ingin datang ke MIT.”
Guglin terhubung dengan Schuh, dan pasangan itu tetap berhubungan selama beberapa tahun ke depan ketika Guglin lulus dan pergi bekerja untuk perusahaan dirgantara SpaceX dan Blue Origin, di mana ia melihat secara langsung masalah yang disebabkan oleh rantai pasokan suku cadang logam.
Pada tahun 2022, pasangan ini akhirnya memutuskan untuk meluncurkan perusahaan, menambahkan Rupert dan Lienhard dan teknologi lisensi dari MIT dan UC Irvine.
Tantangan pertama para pendiri adalah meningkatkan teknologi.
“Ada banyak rekayasa proses untuk beralih dari melakukan sesuatu sekali pada 5 gram hingga melakukannya 100 kali seminggu pada 100 kilogram per batch,” kata Guglin.
Saat ini, paduan fondasi dimulai dengan persyaratan material pelanggan dan memutuskan campuran yang tepat dari bahan baku bubuk yang setiap logam dimulai sebagai. Dari sana, ia menggunakan mixer industri khusus – Guglin menyebutnya blender KitchenAid industri – untuk membuat bubuk logam yang homogen ke tingkat atom.
“Dalam proses kami, dari bahan baku sampai ke bagian terakhir, kami tidak pernah melelehkan logam,” kata Guglin. “Itu tidak umum jika tidak diketahui dalam manufaktur logam tradisional.
Dari sana, bahan perusahaan dapat dipadatkan menggunakan metode tradisional seperti cetakan injeksi logam, penekanan, atau pencetakan 3D. Langkah terakhir adalah sintering di tungku.
“Kami juga melakukan banyak pekerjaan di sekitar bagaimana logam bereaksi di tungku sintering,” kata Guglin. “Bahan kami secara khusus dirancang untuk sinter pada suhu yang relatif rendah, relatif cepat, dan sampai ke kepadatan penuh.”
Proses sintering canggih menggunakan urutan besarnya lebih sedikit panas, menghemat biaya sambil memungkinkan perusahaan untuk melepaskan proses sekunder untuk kontrol kualitas. Ini juga memberikan paduan pondasi lebih banyak kontrol atas struktur mikro bagian akhir.
“Dari situlah kami mendapatkan banyak dorongan kinerja kami,” kata Guglin. “Dan dengan tidak membutuhkan langkah -langkah pemrosesan sekunder itu, kami menghemat hari jika tidak berminggu -minggu selain biaya dan penghematan energi.”
Landasan untuk Industri
Foundation Alloy saat ini mengemudikan logam mereka di seluruh pangkalan industri dan juga telah menerima hibah untuk mengembangkan bagian -bagian untuk komponen penting reaktor fusi nuklir.
“Paduan Yayasan Nama dalam banyak hal datang dari keinginan untuk menjadi fondasi untuk generasi industri berikutnya,” kata Guglin.
Tidak seperti di manufaktur logam tradisional, di mana paduan baru membutuhkan investasi besar untuk skala, Guglin mengatakan proses perusahaan untuk mengembangkan paduan baru hampir sama dengan proses produksinya, yang memungkinkannya untuk skala produksi bahan baru jauh lebih cepat.
“Inti dari pendekatan kami adalah melihat masalah seperti ilmuwan material dengan teknologi baru,” kata Guglin. “Kami tidak terikat pada gagasan bahwa jenis baja ini harus menyelesaikan masalah jenis ini. Kami mencoba memahami mengapa baja itu gagal dan kemudian menggunakan teknologi kami untuk menyelesaikan masalah dengan cara yang menghasilkan bukan peningkatan 10 persen, tetapi peningkatan dua atau lima kali dalam hal kinerja.”
