जिस तरह से मनुष्य मिश्र धातु बनाते हैं वह कांस्य युग के बाद से अनिवार्य रूप से अपरिवर्तित रहा है: विभिन्न धातुओं को गर्म किया जाता है, पिघलाया जाता है, मिश्रित किया जाता है और फिर उन्हें बनाने के लिए ठंडा किया जाता है। फाउंडेशन अलॉय, संयुक्त राज्य अमेरिका का एक शुरुआती चरण का स्टार्टअप, इस सदियों पुराने शिल्प को पूरी तरह से अलग दृष्टिकोण के साथ विकसित करने की कोशिश कर रहा है - "धातु को पिघलाने" के बजाय, यह "धातु को तोड़ता है।"
फाउंडेशन अलॉय के सह-संस्थापक और सीईओ जेक गुग्लिन ने कहा कि कंपनी एक ठोस-अवस्था मिश्र धातु प्रक्रिया का उपयोग करती है जहां "हम वास्तव में धातु पाउडर कणों को पिघलाने के बजाय एक-दूसरे में पटक रहे हैं।" उन्होंने दावा किया कि यह विधि नए भौतिक गुणों का उत्पादन कर सकती है जिन्हें पारंपरिक गलाने के मार्गों के माध्यम से हासिल करना मुश्किल है, और "ऐसी चीजें बनाई जा सकती हैं जो अन्य नहीं बना सकते।" वर्तमान में, कंपनी मुख्य रूप से छोटे बैचों में ग्राहकों को कस्टम धातुओं की आपूर्ति करती है, लेकिन गुग्लिन मानते हैं कि वर्तमान सीमा इसकी अपनी उत्पादन क्षमता है, न कि बाजार की मांग - "हम खरीदारों द्वारा बाध्य नहीं हैं, लेकिन हम कितना बना सकते हैं।"
जिन उद्योगों ने सहयोग किया है, उन्हें देखते हुए, लगभग हर कोई ऐसी धातुएँ चाहता है जो अधिक मजबूत हों, अधिक गर्मी प्रतिरोधी हों या जिनमें नए गुण हों। गुगलिन ने खुलासा किया कि फाउंडेशन अलॉय ने ऑटोमोटिव, एयरोस्पेस, सेमीकंडक्टर, रक्षा और अन्य उद्योगों में कंपनियों के साथ पायलट परियोजनाएं शुरू की हैं, और नई सामग्री विकसित करने के लिए हाई-एंड शेफ चाकू और लक्जरी घड़ी निर्माताओं के साथ भी काम कर रही है। उनके विचार में, नई प्रक्रिया से इन ग्राहकों को लागत बचाने और सामग्री अपशिष्ट को कम करने में काफी मदद मिलने की उम्मीद है, "जो न केवल बहुत सारा पैसा बचा सकता है, बल्कि बहुत सारे अपशिष्ट और कार्बन पदचिह्न को भी कम कर सकता है।"
2027 तक उत्पादन क्षमता को प्रति सप्ताह कई टन तक बढ़ाने के लिए, फाउंडेशन अलॉय ने हाल ही में वोयाजर वेंचर्स के नेतृत्व में 22 मिलियन अमेरिकी डॉलर सीरीज़ ए वित्तपोषण पूरा किया। भाग लेने वाले निवेशकों में रणनीतिक और चैनल दोनों भूमिकाओं में ट्रस्ट वेंचर्स, यामाहा मोटर्स, अमेरिका का फ्रंटियर फंड, ओवरलैप होल्डिंग्स, मटेरियल इम्पैक्ट, इंजन वेंचर्स, एल कैप और जापान का कनेमात्सु कॉर्पोरेशन शामिल हैं। इस सहयोग का अर्थ यह भी है कि फाउंडेशन अलॉय के मिश्र धातु उत्पादों को भविष्य में कनेमात्सु के माध्यम से जापानी और दक्षिण पूर्व एशियाई बाजारों में वितरित किया जाएगा।
फाउंडेशन मिश्र धातु की प्रौद्योगिकी नींव पिछले 20 वर्षों में सामग्री विज्ञान अनुसंधान के संचय से आती है। शिक्षाविदों टिम रूपर्ट और क्रिस शुह के नेतृत्व में प्रासंगिक शोध ने नैनोस्केल पर धातुओं की संरचना और व्यवहार का गहराई से अध्ययन किया और इन परिणामों ने कंपनी के प्रक्रिया मार्ग की वैज्ञानिक नींव बनाई। शुह ने पहले डेस्कटॉप मेटल और एक्सटालिक की सह-स्थापना की थी और उनके पास धातु प्रसंस्करण और सामग्री स्टार्टअप में व्यापक अनुभव है।
उच्च तापमान गलाने पर निर्भर लगभग सभी वाणिज्यिक मिश्र धातु निर्माण विधियों के विपरीत, फाउंडेशन मिश्र धातु असमान धातु पाउडर को एक साथ "टक्कर और फोर्ज" करने के लिए एक विशेष पीसने वाले उपकरण का उपयोग करता है जब तक कि वे ठोस अवस्था में एक नई मिश्र धातु संरचना नहीं बनाते। गुगलिन ने कहा कि चूंकि उच्च तापमान प्रगलन लिंक पूरी तरह से बायपास हो गया है, कंपनी की ठोस-राज्य मिश्र धातु प्रक्रिया की ऊर्जा खपत पारंपरिक प्रक्रियाओं की तुलना में केवल दसवां हिस्सा है, जिससे ऊर्जा खपत और उत्पादन लागत में काफी कमी आने की उम्मीद है।
किसी भी मिश्र धातु प्रक्रिया का लक्ष्य आणविक स्तर पर एक स्थिर, समान क्रिस्टल संरचना बनाना है, जो दो या दो से अधिक धातु तत्वों को व्यवस्थित रूप से संलयन करता है। आदर्श रूप से, मिश्र धातु का आंतरिक भाग यथासंभव सजातीय होना चाहिए - क्रिस्टल संरचना पूरी सामग्री में अत्यधिक सुसंगत होती है। पारंपरिक गलाने के तरीके इस बिंदु पर अच्छा प्रदर्शन करते हैं, लेकिन छोटी रिक्तियों और असंतुलित संरचनाओं को पूरी तरह से खत्म करना मुश्किल है। ये दोष सामग्री के गुणों को कमजोर कर सकते हैं और इसे उच्च तापमान पर भंगुरता या गिरावट के प्रति अधिक संवेदनशील बना सकते हैं। इसके अलावा, पारंपरिक प्रक्रियाएं अक्सर पिघलने बिंदु में भारी अंतर के साथ धातु संयोजनों से निपटने में असमर्थ होती हैं, जिससे सैद्धांतिक रूप से उत्कृष्ट गुणों वाले कुछ मिश्र धातु सिस्टम लंबे समय तक वैचारिक स्तर पर बने रहते हैं।
ठोस मिश्र धातु प्रौद्योगिकी की मदद से, फाउंडेशन मिश्र धातु सामग्री के क्षेत्र में कई "पुरानी समस्याओं" को हल करने का प्रयास कर रहा है। पारंपरिक अनुप्रयोगों में, इंजीनियरों को आमतौर पर गर्मी प्रतिरोध और यांत्रिक शक्ति के बीच समझौता करने की आवश्यकता होती है: उच्च तापमान वाले वातावरण में उपयोग की जाने वाली धातुएं अक्सर भंगुर होती हैं; स्टैम्पिंग और कटिंग जैसी उच्च-लोड स्थितियों में उपयोग की जाने वाली उच्च शक्ति वाली सामग्री उच्च तापमान पर विफलता की संभावना होती है। गुग्लिन ने कहा कि कंपनी नई मिश्र धातु तैयार करने में सक्षम है जिसमें उच्च शक्ति और उच्च तापमान प्रतिरोध दोनों हैं, "जो गर्मी प्रतिरोधी हैं और जिन्हें पीटा जा सकता है," इस प्रकार पिछले "या तो-या" डिजाइन ढांचे को तोड़ दिया गया है।
विशिष्ट कार्यान्वयन स्तर पर, फाउंडेशन अलॉय के पहले उत्पाद मुख्य रूप से ऑटोमोबाइल निर्माताओं, एयरोस्पेस कंपनियों और रक्षा ठेकेदारों के लिए मोल्ड और टूल पार्ट्स में उपयोग किए जाते हैं, जिसका लक्ष्य महत्वपूर्ण घटकों के जीवन को बढ़ाना और डाउनटाइम और रखरखाव लागत को कम करना है। राष्ट्रीय रक्षा के क्षेत्र में, एक प्रारंभिक अनुप्रयोग दिशा ड्रोन पार्ट्स है। गुगलिन ने बताया कि कई मौजूदा आपूर्ति श्रृंखलाएं मूल रूप से "प्रति वर्ष 100 अत्यंत उत्तम हिस्से बनाने" के विचार के साथ एफ-35 जैसे लड़ाकू प्लेटफार्मों के लिए डिज़ाइन की गई थीं, जबकि ड्रोन उद्योग को "10,000 प्रति माह" के करीब उत्पादन गति की आवश्यकता होती है, जो सामग्री, प्रक्रियाओं और लागत संरचनाओं पर पूरी तरह से अलग आवश्यकताओं को लागू करती है।
गुग्लिन मिश्र धातु प्रक्रिया की तुलना खाना पकाने से करते हैं: "दो शेफ बिल्कुल एक ही सामग्री का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन यदि चरण अलग हैं और गर्मी अलग है, तो पकवान का स्वाद पूरी तरह से अलग होगा।" उनके विचार में, फाउंडेशन अलॉय का नवाचार न केवल सूत्र में परिलक्षित होता है, बल्कि इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि, "इसे कैसे करें" - "किसी व्यंजन की गुणवत्ता न केवल कच्चे माल पर निर्भर करती है, बल्कि खाना पकाने की विधि पर भी निर्भर करती है। हमने जो आविष्कार किया है वह 'खाना पकाने का एक नया तरीका' है।"