在材料科学领域，突破性的创新往往能够引发整个工业界的变革。Foundation Alloy，一家由麻省理工学院（MIT）的精英团队创立的公司，正以其颠覆性的固态冶金技术，引领着高性能金属材料的新潮流。这家公司不仅重新定义了金属的生产方式，更以惊人的速度推动着新材料的研发和应用，为航空航天、国防、能源以及工业工具等关键领域带来了前所未有的可能性。
Foundation Alloy的核心技术在于其独特的固态冶金工艺，这种工艺摆脱了传统金属生产对熔融原材料的依赖。相比之下，固态冶金技术通过在固态下控制金属的微观结构，从而实现对材料性能的精确调控。该技术由麻省理工学院前教授Chris Schuh及其合作者经过多年的深入研究而开发，不仅简化了新一代合金的开发和制造过程，更赋予了材料前所未有的性能。
“这是一种全新的金属制造方法，” Foundation Alloy的首席执行官Jake Guglin MBA ’19自豪地表示。他与Schuh、Jasper Lienhard ’15、PhD ’22和Tim Rupert PhD ’11共同创立了这家公司。“它为材料工程领域提供了一套广泛的规则，使我们能够设计出具有前所未有性能的各种成分。我们利用这些优势，为先进的工业应用制造出性能更优越的产品。”
Foundation Alloy声称，其生产的金属合金强度可达传统金属的两倍，产品开发速度更是提升了10倍。这意味着，企业能够在短短几个月内完成新金属的测试、迭代和部署，而传统方法则需要数年之久。这种惊人的速度不仅缩短了产品上市时间，也大大降低了研发成本，为企业带来了巨大的竞争优势。
目前，Foundation Alloy已经开始为飞机、自行车和汽车等产品的零部件制造商设计金属材料，并向其提供样品。同时，该公司还在与国防和航空航天等领域的合作伙伴进行测试零件的合作，这些领域通常具有较长的开发周期。通过这些合作，Foundation Alloy的技术正在逐步得到验证和认可。
展望未来，Foundation Alloy坚信其技术能够帮助企业构建更高性能、更可靠的系统，从火箭到汽车，从核聚变反应堆到人工智能芯片，都将受益于这种新型金属材料。这种材料的潜力是巨大的，它将推动各行各业的技术进步。
“对于像火箭和喷气发动机这样的先进系统，如果能够在更高的温度下运行，就能更有效地利用燃料，并获得更强大的动力，” Guglin解释说。“然而，限制因素在于在这些高温下是否能够保持结构的完整性，而这根本上是一个材料问题。目前，我们还在先进制造和工具领域做了大量工作，虽然这个领域并不那么引人注目，但它却是工业世界中至关重要的支柱。通过在不增加成本的前提下提高材料性能，我们能够释放运营、性能和产能方面的效率，而这只有通过不同的材料才能实现。”
Chris Schuh于2002年加入麻省理工学院，致力于研究金属和其他材料的加工、结构和性能。他于2011年被任命为材料科学与工程系主任，之后在西北大学担任工程学院院长。他在麻省理工学院工作了20多年，为材料科学领域做出了卓越的贡献。
“Chris希望从不同的角度审视金属，并使其在经济性和性能方面都优于传统工艺，” Guglin说。“这不仅仅是为了发表学术论文，而是为了创造对工业界有价值的新方法。”
Rupert和Lienhard在Schuh的实验室完成了博士学位。作为加州大学欧文分校的教授，Rupert发明了与Schuh及其合作者开发的固态工艺互补的技术。这些技术进一步增强了Foundation Alloy的技术实力。
Guglin于2017年进入麻省理工学院斯隆管理学院，渴望与具有高影响力的技术合作。
“我想去一个能够找到那种能够创造不对称价值的根本性技术突破的地方——那种如果在这里没有发生，那么在其他地方也不会发生的事情，” Guglin回忆说。
在他的一个课堂上，Schuh实验室的一名博士生通过描述他对一种新的金属合金制造方法的研究来练习他的论文答辩。
“我什么也没听懂——我学的是哲学，” Guglin说。“但我听到了‘更坚固的金属’，并且看到了Chris实验室正在开发的这个令人难以置信的平台的潜力，这与我来麻省理工学院的原因完全吻合。”
Guglin与Schuh取得了联系，在接下来的几年里，两人一直保持着联系。Guglin毕业后曾在SpaceX和Blue Origin等航空航天公司工作，在那里他亲身经历了金属零部件供应链所造成的问题。
2022年，两人最终决定成立一家公司，并邀请Rupert和Lienhard加入，同时获得了麻省理工学院和加州大学欧文分校的技术许可。
创始人面临的第一个挑战是扩大技术规模。
“从一次做5克到每周做100次，每次100公斤，需要大量的工艺工程，” Guglin说。
如今，Foundation Alloy首先从客户的材料需求入手，然后确定每种金属最初的粉末状原材料的精确混合物。从那里，它使用一种特殊的工业混合机——Guglin称之为工业KitchenAid搅拌机——来制造一种均匀到原子水平的金属粉末。
“在我们的工艺中，从原材料到最终零件，我们从不熔化金属，” Guglin说。“这在传统的金属制造中是不常见的，甚至是不为人知的。”
从那以后，该公司的材料可以使用传统的工艺进行固化，如金属注射成型、压制或3D打印。最后一步是在炉中烧结。
“我们还在金属在烧结炉中的反应方面做了大量工作，” Guglin说。“我们的材料经过专门设计，可以在相对较低的温度下，相对较快地烧结，并达到完全致密。”
先进的烧结工艺使用的热量减少了一个数量级，从而节省了成本，同时也使该公司能够避免二次工艺进行质量控制。它还使Foundation Alloy能够更好地控制最终零件的微观结构。
“这就是我们获得大量性能提升的地方，” Guglin说。“而且通过不需要那些二次加工步骤，我们节省了几天甚至几周的时间，同时也节省了成本和能源。”
Foundation Alloy目前正在整个工业基地试用其金属，并获得了开发核聚变反应堆关键部件的资助。
“Foundation Alloy这个名字在很多方面都来自于希望成为下一代工业的基础，” Guglin说。
与传统金属制造业不同，在传统金属制造业中，新合金需要巨额投资才能扩大规模，Guglin表示，该公司开发新合金的工艺与其生产工艺几乎相同，从而使其能够更快地扩大新材料的生产规模。
“我们方法的核心是以材料科学家的眼光看待问题，并拥有一项新技术，” Guglin说。“我们并不固守这种类型的钢材必须解决这种类型的问题的观点。我们试图了解为什么这种钢材会失效，然后利用我们的技术以一种不仅能提高10%的性能，而且能提高两到五倍的性能的方式来解决问题。”
Foundation Alloy的创新技术和理念，正在为金属材料领域带来一场深刻的变革。他们不仅突破了传统金属制造的局限，更以快速的研发和生产速度，为各行各业带来了前所未有的机遇。未来，Foundation Alloy有望成为新一代工业的基础，推动着科技的进步和产业的升级。
