初创公司Foundation Alloy推出锻压而成的“超金属”

摘要:

人类制造合金的方式,自青铜时代以来几乎没有本质变化:把不同金属加热熔化、混合,再冷却成型。 来自美国的早期初创公司 Foundation Alloy 则试图用一种截然不同的方法颠覆这一古老工艺——它不是“融化金属”,而是“猛砸金属”。

Foundation Alloy 联合创始人兼首席执行官 Jake Guglin 表示,公司采用的是一种固态合金工艺,“我们实际上是在把金属粉末颗粒相互猛烈撞击,而不是将它们熔化”。 他声称,这一方法能够制造出传统冶炼路线难以实现的新型材料性能,“可以做出别人做不出来的东西”。目前公司主要以小批量形式向客户供应定制金属,但 Guglin 坦言,当前的限制在于自身产能,而不是市场需求——“约束我们的不是买家,而是我们能造出多少东西”。

从已展开合作的行业来看,更强、更耐热或者具备全新性能的金属几乎“人人想要”。 Guglin 透露,Foundation Alloy 已与汽车、航空航天、半导体、国防等行业企业开展试点项目,同时也在与高端厨师刀具和奢侈腕表制造商合作开发新材料。 在他看来,新工艺有望帮助这些客户大幅节省成本并减少材料浪费,“既能省很多钱,也能减少大量废料和碳足迹”。

为在 2027 年前将产能提升至每周数吨,Foundation Alloy 近日完成 2200 万美元 A 轮融资,由 Voyager Ventures 领投。 参投机构包括 Trust Ventures、雅马哈发动机(Yamaha Motors)、America’s Frontier Fund、Overlap Holdings、Material Impact、Engine Ventures、El Cap 以及兼具战略和渠道角色的日本兼松株式会社(Kanematsu Corporation)。 此次合作也意味着,Foundation Alloy 的合金产品未来将通过兼松在日本和东南亚市场进行分销。

Foundation Alloy 的技术基础来自过去 20 年间的材料科学研究积累。 学者 Tim Rupert 与 Chris Schuh 领导的相关研究深入探讨了金属在纳米尺度下的结构和行为,这些成果构成了该公司工艺路线的科学根基。 Schuh 此前曾共同创办 Desktop Metal 和 Xtalic,在金属加工与材料创业领域已有丰富经验。

与几乎所有依赖高温熔炼的商业合金制造方式不同,Foundation Alloy 使用的是一种特殊的研磨设备,反复将不同金属粉末“撞击—锻压”在一起,直到它们在固态条件下形成新的合金结构。 Guglin 称,由于彻底绕过了高温熔炼环节,公司这种固态合金工艺的能耗大约只有传统工艺的十分之一级别,有望显著降低能源消耗和生产成本。

任何合金工艺的目标,都是在分子层面形成一种稳定、均匀的晶体结构,将两种或多种金属元素有机融合。 理想状态下,合金内部应尽可能均质——晶体结构在材料各处高度一致。 传统熔炼方法在这一点上表现尚可,但难以完全消除微小空洞与不连续结构,这些缺陷会削弱材料性能,使其更易脆裂或在高温下退化。 此外,对于熔点相差巨大的金属组合,传统工艺往往无能为力,导致一些在理论上具有优异性能的合金体系长期停留在概念层面。

借助固态合金技术,Foundation Alloy 试图破解金属材料领域的若干“古老难题”。 传统应用中,工程师通常需要在耐热性和机械强度之间做权衡:高温环境下使用的金属往往偏脆;用于冲压、切削等高负载工况的高强材料在高温下又容易失效。 Guglin 表示,公司已能制备出兼具高强度和耐高温能力的新型合金,“既耐热,又能挨打”,从而打破以往“二选一”的设计框架。

在具体落地层面,Foundation Alloy 的首批产品主要应用于汽车制造商、航空航天企业和国防承包商的模具和工具零部件,旨在延长关键部件寿命、减少停机和维护成本。 在国防领域,一个早期应用方向是无人机零部件。 Guglin 指出,许多现有供应链最初是为 F-35 等战斗机平台设计的,其思路是“每年造 100 个极其完美的零件”,而无人机产业需要的生产节奏更接近“每月 1 万个”,这就对材料、工艺和成本结构提出了完全不同的要求。

Guglin 将合金工艺比作烹饪:“两位厨师可以使用完全相同的食材,但如果步骤不同、火候不同,做出来的菜味道也会截然不同。” 在他看来,Foundation Alloy 的创新并不仅仅体现在配方本身,更关键的是“怎样去做”——“一道菜的品质不只取决于原料,而在于烹饪方法。我们发明的是一种全新的‘烹饪方式’。”

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