Las empresas que construyen productos de próxima generación a menudo están limitadas por las limitaciones físicas de los materiales tradicionales. En herramientas aeroespaciales, de defensa, energía e industriales, empujar esas limitaciones introduce posibles puntos de falla en el sistema. Desafortunadamente, las empresas no tienen mejores opciones, dado que producir nuevos materiales a escala implica plazos de varios años y enormes gastos.
La aleación de la base quiere romper el molde. La compañía, fundada por un equipo del MIT, es capaz de producir una nueva clase de aleaciones de metal de ultra alta rendimiento utilizando un nuevo proceso de producción que no se basa en la fusión de materias primas. La tecnología de metalurgia de estado sólido de la compañía, que simplifica el desarrollo y la fabricación de aleaciones de próxima generación, fue desarrollado durante muchos años de investigación por el ex profesor del MIT Chris Schuh y colaboradores.
“Este es un enfoque completamente nuevo para hacer metales”, dice el CEO Jake Guglin MBA ’19, quien cofundó la aleación de la Fundación con Schuh, Jasper Lienhard ’15, PhD ’22 y Tim Rupert PhD ’11. “Nos brinda un amplio conjunto de reglas sobre el lado de la ingeniería de materiales que nos permite diseñar muchas composiciones diferentes con propiedades previamente inalcanzables. Utilizamos eso para hacer que los productos funcionen mejor para aplicaciones industriales avanzadas”.
Foundation Alloy dice que sus aleaciones de metal se pueden hacer dos veces más fuertes que los metales tradicionales, con un desarrollo de productos 10 veces más rápido, lo que permite a las empresas probar, iterar e implementar nuevos metales en productos en meses en lugar de años.
La compañía ya está diseñando metales y piezas de demostración de envío a las empresas que fabrican componentes para cosas como aviones, bicicletas y automóviles. También está haciendo piezas de prueba para socios en industrias con ciclos de desarrollo más largos, como la defensa y la aeroespacial.
En el futuro, la compañía cree que su enfoque permite a las empresas construir sistemas de mayor rendimiento y más confiables, desde cohetes hasta automóviles, reactores de fusión nuclear y chips de inteligencia artificial.
“Para los sistemas avanzados como los motores de cohetes y jet, si puede ejecutarlos más calientes, puede obtener un uso más eficiente de combustible y un sistema más potente”, dice Guglin. “El factor limitante es si tiene o no integridad estructural a esas temperaturas más altas, y eso es fundamentalmente un problema de materiales. En este momento, también estamos trabajando mucho en la fabricación avanzada y las herramientas, que es la no-sexy, pero la maternidad supercrítica del mundo industrial del mundo industrial, donde es capaz de impulsar las propiedades sin multiplicar los costos puede desbloquear la eficiencia en las operaciones, el rendimiento y la capacidad y la capacidad, y la capacidad, y la capacidad, y la capacidad de todos, lo que solo es capaz de impulsar las propiedades” sin multiplicar los costos “.
De MIT al mundo
Schuh se unió a la facultad del MIT en 2002 para estudiar el procesamiento, la estructura y las propiedades del metal y otros materiales. Fue nombrado jefe del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales en 2011 antes de convertirse en decano de ingeniería en la Universidad Northwestern en 2023, después de más de 20 años en el MIT.
“Chris quería mirar los metales desde diferentes perspectivas y hacer las cosas más económicamente eficientes y un rendimiento más alto de lo que es posible con los procesos tradicionales”, dice Guglin. “No se trataba solo de documentos académicos, se trataba de hacer nuevos métodos que serían valiosos para el mundo industrial”.
Rupert y Lenhard realizaron sus doctorados en el laboratorio de Schuh, y Rupert inventaron tecnologías complementarias a los procesos de estado sólido desarrollados por Schuh y sus colaboradores como profesor en la Universidad de California en Irvine.
Guglin llegó a la Sloan School of Management de MIT en 2017 ansioso por trabajar con tecnologías de alto impacto.
“Quería ir a algún lugar donde pudiera encontrar los tipos de avances tecnológicos fundamentales que crean un valor asimétrico, los tipos de cosas en las que si no sucedieran aquí, no iban a suceder en ningún otro lugar”, recuerda Guglin.
En una de sus clases, un estudiante de doctorado en el laboratorio de Schuh practicó su defensa de tesis al describir su investigación sobre una nueva forma de crear aleaciones de metal.
“No entendí nada de eso, tengo antecedentes de filosofía”, dice Guglin. “Pero escuché ‘metales más fuertes’ y vi el potencial de esta increíble plataforma en la que el laboratorio de Chris estaba trabajando, y se vinculó exactamente por qué quería venir al MIT”.
Guglin se conectó con Schuh, y la pareja se mantuvo en contacto durante los siguientes años cuando Guglin se graduó y se fue a trabajar para las empresas aeroespaciales SpaceX y Blue Origin, donde vio de primera mano los problemas causados por la cadena de suministro de piezas de metal.
En 2022, la pareja finalmente decidió lanzar una compañía, agregando Rupert y Lienhard y tecnología de licencia del MIT y UC Irvine.
El primer desafío de los fundadores fue ampliar la tecnología.
“Hay mucha ingeniería de procesos para hacer algo una vez a 5 gramos a hacerlo 100 veces por semana a 100 kilogramos por lote”, dice Guglin.
Hoy, las aleaciones de la base comienzan con los requisitos de material de sus clientes y decide en una mezcla precisa de las materias primas en polvo que cada metal comienza. A partir de ahí, utiliza un mezclador industrial especializado, Guglin lo llama una licuadora industrial de KitchenAid, para crear un polvo de metal que sea homogéneo hasta el nivel atómico.
“En nuestro proceso, desde la materia prima hasta la parte final, nunca derretimos el metal”, dice Guglin. “Eso es raro si no se desconoce en la fabricación tradicional de metales.
A partir de ahí, el material de la compañía se puede solidificar utilizando métodos tradicionales como moldeo por inyección de metales, prensado o impresión 3D. El último paso es sinterizar en un horno.
“También trabajamos mucho en torno a cómo reacciona el metal en el horno de sinterización”, dice Guglin. “Nuestros materiales están diseñados específicamente para sinterizar a temperaturas relativamente bajas, relativamente rápido, y hasta la densidad completa”.
El proceso de sinterización avanzado utiliza un orden de magnitud menos calor, ahorrando los costos al tiempo que permite a la empresa renunciar a los procesos secundarios para el control de calidad. También le da a la aleación de base más control sobre la microestructura de las partes finales.
“Ahí es donde obtenemos gran parte de nuestro impulso de rendimiento”, dice Guglin. “Y al no necesitar esos pasos de procesamiento secundarios, estamos ahorrando días, si no semanas, además de los costos y el ahorro de energía”.
Una base para la industria
La aleación de la base actualmente está pilotando sus metales en la base industrial y también ha recibido subvenciones para desarrollar piezas para componentes críticos de los reactores de fusión nuclear.
“La aleación de la Fundación Name de muchas maneras vino de querer ser la base para la próxima generación de la industria”, dice Guglin.
A diferencia de la fabricación tradicional de metales, donde las nuevas aleaciones requieren grandes inversiones para escalar, Guglin dice que el proceso de la compañía para desarrollar nuevas aleaciones es casi el mismo que sus procesos de producción, lo que le permite escalar la producción de nuevos materiales con mucho más rápido.
“En el centro de nuestro enfoque es analizar problemas como los científicos materiales con una nueva tecnología”, dice Guglin. “No estamos en deuda con la idea de que este tipo de acero debe resolver este tipo de problema. Tratamos de entender por qué el acero está fallando y luego usamos nuestra tecnología para resolver el problema de una manera que no produce una mejora del 10 por ciento, sino una mejora de dos o cinco veces en términos de rendimiento”.
