美国国家航空航天局（NASA）正通过小型技术转移研究（STTR）第一阶段计划，资助Elementum 3D公司、犹他大学及宾夕法尼亚州立大学联合开展一项前沿研究。该项目聚焦于开发适用于航空航天、国防及能源领域的高温合金冷喷涂工艺，旨在突破传统制造技术的瓶颈。
冷喷涂作为增材制造的一种独特形式，其原理与激光熔化或挤出成型截然不同。该技术将金属粉末颗粒以极高速度喷射至基底表面，通过动能转化为热能，使颗粒在撞击瞬间发生塑性变形并层层堆叠，最终形成致密的固态结构。这种工艺特别适用于制造需承受极端热负荷、机械应力及氧化环境的火箭发动机部件。
随着可重复使用推进系统的发展，传统制造工艺已难以满足部件在多重载荷循环及恶劣环境下的寿命与修复需求。NASA重点关注的GRX-810高温合金，正是为应对极端温度和强氧化环境而设计。研究团队的核心任务在于深入解析该合金颗粒在撞击过程中的微观行为，包括微结构演变、表面状态、颗粒化学成分、撞击速度及温度等关键参数。这些参数直接决定了颗粒是发生粘附、塑性变形还是反弹，是构建高可靠性制造与修复工艺的基础。
该项目由多方协同推进：Elementum 3D提供基础材料并贡献工业视角；宾夕法尼亚州立大学专注于冷喷涂工艺的结构开发；犹他大学STARS实验室则在Suhas Eswarappa Prameela博士的领导下，利用激光诱导颗粒撞击试验，深入探究颗粒动力学行为。Prameela博士强调，基础物理研究与工程应用的结合至关重要，STTR项目使得团队能够将理论转化为工业界和NASA可直接利用的制造知识。
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冷喷涂技术为高温合金的增材制造提供了新的解决方案，尤其适合修复高价值部件。对于中国制造业而言，掌握此类非热源的快速凝固技术，有助于在航空发动机叶片、燃气轮机热端部件等关键领域实现技术自主。国内企业可关注颗粒动力学与界面结合机理的研究，结合本土材料优势，探索在极端工况下的高性能制造路径，推动高端装备制造的国产化进程。