美国国家航空航天局（NASA）正在通过技术转化第二阶段（STTR）一期计划，资助Elementum 3D公司、犹他大学及宾夕法尼亚州立大学开展一项关键研究。该项目聚焦于开发适用于航空航天、国防及能源技术的高温合金冷喷涂工艺。与传统基于激光熔化或挤出成型的增材制造不同，冷喷涂技术通过高速喷射金属颗粒撞击基底，使其在固态下层层堆积，最终形成致密的涂层或复杂实体部件。
该研究背景源于航天发动机等高温部件面临的严峻挑战。这些部件不仅承受极端热负荷，还面临机械应力与强氧化环境的侵蚀。随着可重复使用推进系统的发展，对部件的寿命、可修复性及工艺稳定性提出了更高要求。传统制造方法在应对多重载荷循环及恶劣环境时已逐渐触及瓶颈，亟需新的技术路径。
犹他大学STARS实验室负责人苏哈斯·埃斯瓦拉帕·普拉米拉博士强调，基础研究与工程应用的深度融合至关重要。他指出，团队的核心优势在于对物理机制的深刻理解，而STTR计划正是将此类科学认知转化为工业界与NASA可直接应用的制造知识的关键桥梁。解决此类复杂问题无法依靠单一力量，必须通过跨学科、跨领域的协作，整合不同视角与专业工具。
项目核心研究对象为NASA专门研发的GRX-810高温合金，该材料专为抵御极端温度与氧化条件而设计。研究团队旨在深入解析该合金颗粒在高速撞击下的微观行为。颗粒的微观结构、表面状态、化学成分、撞击速度及温度等参数，直接决定了颗粒是发生塑性变形并牢固附着，还是反弹失效。掌握这一物理机制，是实现高温复杂部件高效制造与修复的前提。
在合作分工中，Elementum 3D提供基础材料资源与产业视角；宾夕法尼亚州立大学专注于冷喷涂工艺结构开发；而犹他大学STARS实验室则利用激光诱导颗粒撞击测试技术，深入探究颗粒撞击动力学。这种产学研紧密协作模式，旨在为下一代高性能航天部件提供从材料到工艺的完整解决方案。
法国及欧洲在增材制造领域同样拥有深厚积淀，如法国赛峰集团（Safran）与空客（Airbus）长期推动金属3D打印在航空发动机中的应用，但冷喷涂技术在高温合金修复方面的潜力仍待进一步挖掘。中国企业在精密制造与材料科学方面进步显著，若能借鉴此类国际合作模式，加强基础物理研究与工程化应用的对接，有望在高端热防护部件制造领域实现技术突破，提升国产装备的可靠性与全生命周期管理能力。