Nová platforma pro vývoj pokročilých kovů
Společnost Foundation Alloy, založená týmem z MIT, chce prolomit zažité stereotypy a využívá technologii metalurgie v pevné fázi k vytvoření nové třídy vysoce výkonných kovů, což představuje zcela nový přístup k jejich výrobě.
Foundation Alloy si licencovala technologie od MIT (Massachusetts Institute of Technology) a UC Irvine a je schopna vyrábět novou třídu ultra vysoce výkonných kovových slitin pomocí nového výrobního procesu, který se nespoléhá na tavení surovin.
Vývoj během měsíců místo let
Tyto slitiny mohou být dvakrát pevnější než tradiční kovy a vývoj produktů je 10krát rychlejší, což umožňuje testovat, iterovat a nasazovat nové kovy do produktů během měsíců místo let. Technologie metalurgie v pevné fázi, která zjednodušuje vývoj a výrobu slitin nové generace, byla vyvinuta po mnohaletém výzkumu bývalého profesora MIT Chrise Schuha a jeho spolupracovníků. Díky patentovanému procesu v pevné fázi vyrábí firma lepší díly ze slitin nové generace – včetně molybdenu, wolframu, kobaltu a chromu – aniž by se kov roztavil.
„Toto je zcela nový přístup k výrobě kovů. Dává nám širokou sadu pravidel na straně materiálového inženýrství, která umožňuje navrhovat mnoho různých kompozic s dříve nedosažitelnými vlastnostmi, což využíváme k výrobě produktů, jež lépe fungují pro pokročilé průmyslové aplikace,“ říká generální ředitel Jake Guglin, který spoluzaložil Foundation Alloy.
Firma již navržené kovy dodává jako demonstrační díly společnostem vyrábějícím komponenty pro letadla i automobilky a vyrábí i testovací díly pro partnery v odvětvích s delšími vývojovými cykly, jako je obrana a letectví. Věří, že její přístup umožní vytvářet výkonnější a spolehlivější systémy, od raket po jaderné fúzní reaktory a čipy umělé inteligence.
U pokročilých systémů, jako jsou raketové a proudové motory, pokud je můžete provozovat na vyšší teplotu, lze dosáhnout efektivnějšího využití paliva a výkonnějšího systému. Limitujícím faktorem je, zda je při těchto vysokých teplotách zachována strukturální integrita.
Foundation Alloy začíná s požadavky zákazníků na materiál a rozhoduje o přesné směsi práškových surovin, ze kterých každý kov vzniká. Poté používá specializovaný průmyslový mixér k vytvoření kovového prášku, který je homogenní až na atomární úroveň.
Kov procesem spékání
„V našem procesu, od suroviny až po finální díl, kov nikdy netavíme. To je v tradičním kovovýrobnictví neobvyklé, ne-li neznámé,“ říká Jake Guglin.
Poté lze materiál pevnit tradičními metodami, jako je vstřikování kovů, lisování nebo 3D tisk. Posledním krokem je spékání v peci. Materiály jsou speciálně navrženy tak, aby se spékaly při relativně nízkých teplotách, nicméně rychle a až do plné hustoty. Pokročilý proces spékání využívá o řád méně tepla, což šetří náklady a zároveň umožňuje vzdát se sekundárních procesů pro kontrolu kvality. Dává i větší kontrolu nad mikrostrukturou finálních dílů.
Na rozdíl od tradiční výroby kovů, kde nové slitiny vyžadují k rozšíření obrovské investice, je proces vývoje nových slitin téměř stejný jako její výrobní procesy, což jí umožňuje mnohem rychleji škálovat výrobu nových materiálů.
„Jádrem našeho přístupu je pohled na problémy z hlediska materiálových vědců s novou technologií. Nejsme vázáni myšlenkou, že tento typ oceli musí řešit určitý typ problému, ale snažíme se pochopit, proč daná ocel selhává, a poté pomocí naší technologie problém řešit způsobem, který nepřinese 10% zlepšení, ale dvojnásobné nebo pětinásobné zlepšení výkonu,“ vysvětluje Jake Guglin.
Foundation Alloy nyní pilotně testuje své kovy v celém průmyslovém spektru a mj. získala granty na vývoj dílů pro kritické komponenty jaderných fúzních reaktorů.
Kamil Pittner
Foto: Foundation Alloy
59
