La forma en que los humanos fabrican aleaciones se ha mantenido esencialmente sin cambios desde la Edad del Bronce: diferentes metales se calientan, se funden, se mezclan y luego se enfrían para formarlos. Foundation Alloy, una startup estadounidense en etapa inicial, está tratando de cambiar este antiguo oficio con un enfoque completamente diferente: en lugar de "fundir metal", "rompe metal".
Jake Guglin, cofundador y director ejecutivo de Foundation Alloy, dijo que la compañía utiliza un proceso de aleación de estado sólido en el que "en realidad, chocamos partículas de polvo metálico entre sí en lugar de fundirlas". Afirmó que este método puede producir nuevas propiedades materiales que son difíciles de lograr mediante rutas de fundición tradicionales y "puede hacer cosas que otros no pueden hacer". Actualmente, la empresa suministra principalmente metales personalizados a los clientes en pequeños lotes, pero Guglin admite que el límite actual es su propia capacidad de producción, no la demanda del mercado: "No estamos limitados por los compradores, sino por cuánto podemos producir".
A juzgar por las industrias que han cooperado, casi todo el mundo quiere metales más fuertes, más resistentes al calor o que tengan nuevas propiedades. Guglin reveló que Foundation Alloy ha lanzado proyectos piloto con empresas de las industrias automotriz, aeroespacial, de semiconductores, de defensa y otras, y también está trabajando con fabricantes de cuchillos de chef de alta gama y relojes de lujo para desarrollar nuevos materiales. En su opinión, se espera que el nuevo proceso ayude a estos clientes a ahorrar costes significativamente y reducir el desperdicio de material, "lo que no sólo puede ahorrar mucho dinero, sino también reducir muchos residuos y la huella de carbono".
Con el fin de aumentar la capacidad de producción a varias toneladas por semana para 2027, Foundation Alloy completó recientemente una financiación Serie A de 22 millones de dólares, liderada por Voyager Ventures. Los inversores participantes incluyen Trust Ventures, Yamaha Motors, America's Frontier Fund, Overlap Holdings, Material Impact, Engine Ventures, El Cap y Kanematsu Corporation de Japón, tanto en roles estratégicos como de canal. Esta cooperación también significa que los productos de aleación de Foundation Alloy se distribuirán en los mercados japonés y del sudeste asiático a través de Kanematsu en el futuro.
La base tecnológica de Foundation Alloy proviene de la acumulación de investigaciones en ciencia de materiales durante los últimos 20 años. Una investigación relevante dirigida por los académicos Tim Rupert y Chris Schuh profundizó en la estructura y el comportamiento de los metales a nanoescala, y estos resultados formaron la base científica de la ruta del proceso de la empresa. Schuh anteriormente cofundó Desktop Metal y Xtalic y tiene una amplia experiencia en nuevas empresas de procesamiento de metales y materiales.
A diferencia de casi todos los métodos comerciales de fabricación de aleaciones que se basan en la fundición a alta temperatura, Foundation Alloy utiliza un dispositivo de molienda especial para "golpear y forjar" repetidamente polvos metálicos diferentes hasta que formen una nueva estructura de aleación en estado sólido. Guglin dijo que dado que el enlace de fundición a alta temperatura se evita por completo, el consumo de energía del proceso de aleación de estado sólido de la compañía es sólo aproximadamente una décima parte del de los procesos tradicionales, lo que se espera que reduzca significativamente el consumo de energía y los costos de producción.
El objetivo de cualquier proceso de aleación es formar una estructura cristalina uniforme y estable a nivel molecular, fusionando orgánicamente dos o más elementos metálicos. Idealmente, el interior de una aleación debería ser lo más homogéneo posible: la estructura cristalina es muy consistente en todo el material. Los métodos de fundición tradicionales funcionan bien en este punto, pero es difícil eliminar por completo los pequeños huecos y las estructuras discontinuas. Estos defectos pueden debilitar las propiedades del material y hacerlo más susceptible a la fragilidad o degradación a altas temperaturas. Además, los procesos tradicionales a menudo no pueden manejar combinaciones de metales con grandes diferencias en los puntos de fusión, lo que hace que algunos sistemas de aleaciones con propiedades teóricamente excelentes permanezcan en el nivel conceptual durante mucho tiempo.
Con la ayuda de la tecnología de aleaciones sólidas, Foundation Alloy está intentando resolver varios "viejos problemas" en el campo de los materiales metálicos. En las aplicaciones tradicionales, los ingenieros normalmente necesitan hacer un equilibrio entre resistencia al calor y resistencia mecánica: los metales utilizados en entornos de alta temperatura suelen ser quebradizos; Los materiales de alta resistencia utilizados en condiciones de carga elevada, como estampado y corte, son propensos a fallar a altas temperaturas. Guglin dijo que la compañía ha podido preparar nuevas aleaciones que tienen alta resistencia y resistencia a altas temperaturas, "que son a la vez resistentes al calor y pueden ser superadas", rompiendo así el marco de diseño anterior de "esto o lo otro".
En el nivel de implementación específica, los primeros productos de Foundation Alloy se utilizan principalmente en piezas de moldes y herramientas para fabricantes de automóviles, empresas aeroespaciales y contratistas de defensa, con el objetivo de extender la vida útil de los componentes críticos y reducir el tiempo de inactividad y los costos de mantenimiento. En el campo de la defensa nacional, una de las primeras direcciones de aplicación son las piezas de drones. Guglin señaló que muchas cadenas de suministro existentes fueron diseñadas originalmente para plataformas de caza como el F-35 con la idea de "fabricar 100 piezas extremadamente perfectas por año", mientras que la industria de los drones requiere un ritmo de producción cercano a "10.000 por mes", lo que impone requisitos completamente diferentes en cuanto a materiales, procesos y estructuras de costos.
Guglin compara el proceso de aleación con la cocción: "Dos chefs pueden utilizar exactamente los mismos ingredientes, pero si los pasos son diferentes y el calor es diferente, el sabor del plato será completamente diferente". En su opinión, la innovación de Foundation Alloy no sólo se refleja en la fórmula en sí, sino, lo que es más importante, en "cómo hacerlo": "La calidad de un plato no sólo depende de las materias primas, sino también del método de cocción. Lo que inventamos es una nueva 'forma de cocinar'".