MIT-ի ինժեներները լուծումներ են մշակում ավելի մաքուր ապագայի համար

Հրատարակիչ – Հնդկական կրթության նորություններ, հնդկական կրթություն, գլոբալ կրթություն, քոլեջի նորություններ, համալսարաններ, կարիերայի ընտրանքներ, ընդունելություն, աշխատանք, քննություններ, թեստերի միավորներ, քոլեջի նորություններ, կրթության նորություններ
Արտադրությունը բարձր ամառ էր:Չիպերի և գիտության մասին օրենքը, որն ուժի մեջ է մտել օգոստոսին, ներկայացնում է հսկայական ներդրում Միացյալ Նահանգների ներքին արտադրության մեջ:Օրինագիծը նպատակ ունի էապես ընդլայնել ԱՄՆ կիսահաղորդչային արդյունաբերությունը, ամրապնդել մատակարարման շղթաները և ներդրումներ կատարել հետազոտությունների և զարգացման մեջ՝ նոր տեխնոլոգիական առաջընթացի հասնելու համար:Ըստ Ջոն Հարթի՝ մեքենաշինության պրոֆեսոր և Մասաչուսեթսի տեխնոլոգիական ինստիտուտի Արտադրության և արտադրողականության լաբորատորիայի տնօրեն, Chip Act-ը վերջին տարիներին արտադրողների կողմից հետաքրքրության զգալի աճի վերջին օրինակն է:Համաճարակի ազդեցությունը մատակարարման շղթաների, գլոբալ աշխարհաքաղաքականության և կայուն զարգացման արդիականության և կարևորության վրա», - ասաց Հարթը:Արդյունաբերական տեխնոլոգիաների նորարարություններ.«Արտադրության վրա աճող ուշադրության պայմաններում կայունությունը պետք է առաջնահերթություն ստանա:2020 թվականին ջերմոցային գազերի արտանետումների մոտ մեկ քառորդը գալիս է արդյունաբերությունից և արտադրությունից:Գործարաններն ու գործարանները կարող են նաև սպառել տեղական ջրի պաշարները և արտադրել հսկայական քանակությամբ թափոններ, որոնցից մի քանիսը կարող են թունավոր լինել:Այս խնդիրները լուծելու և ցածր ածխածնային տնտեսության անցումը ապահովելու համար անհրաժեշտ է կայուն արտադրական տեխնոլոգիաների հետ մեկտեղ զարգացնել նոր ապրանքներ և արդյունաբերական գործընթացներ։Հարթը կարծում է, որ մեխանիկական ինժեներները վճռորոշ դեր ունեն այս անցումային դերում:«Մեխանիկ ինժեներները յուրահատուկ կարողություն ունեն լուծելու կարևոր խնդիրները, որոնք պահանջում են հաջորդ սերնդի ապարատային տեխնոլոգիաներ և գիտեն, թե ինչպես ընդլայնել դրանց լուծումները», - ասում է Հարթը, MIT-ի մեխանիկական ճարտարագիտության բաժնի պրոֆեսոր և շրջանավարտ:Առաջարկում է բնապահպանական խնդիրների լուծումներ՝ ճանապարհ հարթելով դեպի ավելի կայուն ապագա:Gradun. Cleantech Water Solutions Manufacturing-ին ջուր է պետք, և շատ ջուր:Միջին չափի կիսահաղորդիչների արտադրության գործարանը օրական օգտագործում է ավելի քան 10 միլիոն գալոն ջուր:աշխարհը գնալով ավելի է տառապում երաշտից: Gradiant-ը լուծումներ է առաջարկում ջրի այս խնդրին: Ընկերությունը ղեկավարում են Anurag Bajpayee SM '08 PhD '12 և Prakash Govindan PhD'12-ի համահիմնադիրները և առաջամարտիկները կայուն ջրի կամ «մաքուր տեխնոլոգիաների» նախագծերում:Բաջպայեն և Գովինդանը, որպես Ռոզենովա Քենդալի անվան Ջերմափոխանակման լաբորատորիայի ասպիրանտներ, կիսում են պրագմատիզմը և հակումը դեպի գործողությունները:Հնդկաստանի Չեննայ քաղաքում սաստիկ երաշտի ժամանակ Գովինդանն իր PhD-ի համար մշակել է խոնավացման-չորացման տեխնոլոգիա, որը նմանեցնում է անձրևների բնական ցիկլը:Տեխնոլոգիա, որը նրանք անվանեցին Carrier Gas Extraction (CGE), իսկ 2013-ին նրանք երկուսով հիմնեցին Gradient-ը:CGE-ը սեփականության ալգորիթմ է, որը հաշվի է առնում մուտքային կեղտաջրերի որակի և քանակի փոփոխականությունը:Ալգորիթմը հիմնված է չափազուրկ թվի վրա, որը Գովինդանը մի անգամ առաջարկել է անվանել Լինհարդի համարը՝ ի պատիվ իր ղեկավարի։Համակարգում ջրի որակը փոխվում է, մեր տեխնոլոգիան ավտոմատ կերպով ազդանշան է ուղարկում հոսքի արագությունը կարգավորելու համար՝ անչափ թիվը 1-ի վերադարձնելու համար: Երբ այն վերադառնա 1 արժեքի, դուք կլինեք ձեր լավագույնը», - բացատրեց Գովինդանը՝ Gradiant-ի գլխավոր տնօրենը: .Համակարգը վերամշակում և մշակում է արտադրական կայաններից կեղտաջրերը՝ կրկնակի օգտագործման համար՝ ի վերջո, տարեկան միլիոնավոր դոլարներ խնայելով գալոններով ջրի մեջ:Քանի որ ընկերությունը մեծանում էր, Gradiant թիմն իր զինանոցում ավելացրեց նոր տեխնոլոգիաներ, ներառյալ աղտոտիչների ընտրովի արդյունահանումը, միայն որոշ աղտոտող նյութերի հեռացման տնտեսական մեթոդ և հակահոսանքի հակադարձ օսմոզ կոչվող գործընթացը՝ աղի խտացման մեթոդը:Նրանք այժմ առաջարկում են ջրի մաքրման և կեղտաջրերի տեխնոլոգիական լուծումների ամբողջական փաթեթ հաճախորդների համար այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են դեղագործությունը, էներգետիկան, հանքարդյունաբերությունը, սննդամթերքը և խմիչքը և աճող կիսահաղորդչային արդյունաբերությունը:«Մենք ջրամատակարարման տոտալ լուծումների մատակարար ենք։Մենք ունենք սեփականատիրական տեխնոլոգիաների մի շարք և կընտրենք մեր ալիքներից՝ ելնելով մեր հաճախորդների կարիքներից»,- ասել է Gradiant-ի գործադիր տնօրեն Բաջպայեն:«Հաճախորդները մեզ համարում են իրենց ջրային գործընկերոջը:Մենք կարող ենք լուծել նրանց ջրի խնդիրները սկզբից մինչև վերջ, որպեսզի նրանք կարողանան կենտրոնանալ իրենց հիմնական բիզնեսի վրա:«Գրադունը պայթյունավտանգ աճ է ապրել վերջին տասնամյակում:Մինչ օրս նրանք կառուցել են ջրի և կեղտաջրերի մաքրման 450 կայան, որոնք օրական մաքրում են 5 միլիոն տուն համարժեք տուն:Վերջին ձեռքբերումներով ընդհանուր թվաքանակն աճել է մինչև 500 մարդ:Լուծումները արտացոլված են իրենց հաճախորդների մեջ, որոնք ներառում են Pfizer, Anheuser-Busch InBev և Coca-Cola:Նրանց հաճախորդների թվում են նաև կիսահաղորդչային այնպիսի հսկաներ, ինչպիսիք են Micron Technology-ը, GlobalFoundries-ը, Intel-ը և TSMC-ն»:Կեղտաջրերը և կիսահաղորդիչների համար ուլտրամաքուր ջուրն իսկապես ավելացել են», - ասաց Բաջփայեն:Կիսահաղորդիչների արտադրողները ջուր արտադրելու համար պահանջում են գերմաքուր ջուր:Ընդհանուր լուծված պինդ նյութերը խմելու ջրի համեմատ կազմում են միլիոնի մի քանի մաս:Ի տարբերություն առաջինի, միկրոչիպերի արտադրության համար օգտագործվող ջրի քանակը կազմում է մեկ միլիարդ մասի կամ մասի մեկ կվադրիլիոնի միջև: Ներկայումս Սինգապուրի կիսահաղորդիչների արտադրության գործարանում (կամ գործարանում) միջին վերամշակման արագությունը կազմում է ընդամենը 43%: Օգտագործելով Ge C մեր տեխնոլոգիան, այս գործարանները կարող են վերամշակել «10 միլիոն գալոն ջրի մեկ միավորի համար անհրաժեշտ 98-99 տոկոսը:Այս վերամշակված ջուրը բավականաչափ մաքուր է, որպեսզի վերադառնա արտադրական գործընթաց»:Մենք վերացրել ենք այս աղտոտված ջրի արտահոսքը՝ գործնականում վերացնելով կիսահաղորդչային կայանի կախվածությունը հանրային ջրամատակարարումից»:Bajpayee In, fabryci-ն աճող ճնշման տակ են՝ բարելավելու իրենց ջրի օգտագործումը, ինչը կարևոր է դարձնում կայունությունը:տարանջատման միջոցով ԱՄՆ-ի ավելի շատ գործարաններ. արդյունավետ քիմիական ֆիլտրում, ինչպիսիք են Բաջփայը և Գովինդանը, Շրեյա Դեյվը '09, SM '12, PhD '16, կենտրոնացած էր աղազերծման վրա իր PhD-ի համար:Իր խորհրդատու Ջեֆրի Գրոսմանի՝ Նյութերագիտության և ճարտարագիտության պրոֆեսոր Ջեֆրի Գրոսմանի ղեկավարությամբ Դեյվը պատրաստեց թաղանթ, որը կարող էր ապահովել ավելի արդյունավետ և էժան աղազերծում:Ծախսերի և շուկայի մանրակրկիտ վերլուծությունից հետո Դեյվը եզրակացրեց, որ իր աղազերծման թաղանթները չեն կարող առևտրայնացվել:«Ժամանակակից տեխնոլոգիաները իսկապես լավ են անում այն, ինչ անում են:անել.Դրանք էժան են, զանգվածային արտադրության են և շատ լավ են աշխատում:Մեր տեխնոլոգիայի շուկան չկար», - ասաց Դեյվը:Ատենախոսությունը պաշտպանելուց կարճ ժամանակ անց նա կարդաց մի գրախոսական հոդված Nature ամսագրում, որը փոխեց ամեն ինչ:Հոդվածը բացահայտեց խնդիրը.Քիմիական տարանջատումը, որը գտնվում է բազմաթիվ արդյունաբերական գործընթացների հիմքում, պահանջում է մեծ էներգիա:Արդյունաբերությունը կարիք ունի ավելի արդյունավետ և էժան թաղանթների:Դեյվը մտածեց, որ նա կարող է լուծում ունենալ:Պարզելով, որ կան տնտեսական հնարավորություններ, Դեյվը, Գրոսմանը և Բրենթ Քելլերը, PhD '16, ստեղծեցին Via Separations-ը 2017 թվականին: Դրանից անմիջապես հետո նրանք ընտրեցին Engine-ը որպես առաջին ընկերություններից մեկը, որը վենչուրային կապիտալի ֆինանսավորում ստացավ Մասաչուսեթսի տեխնոլոգիական ինստիտուտից:Ներկայումս արդյունաբերական ֆիլտրումն իրականացվում է քիմիկատների տաքացման միջոցով շատ բարձր ջերմաստիճաններում առանձին միացությունների համար:Դեյվը նմանեցնում է ամբողջ ջուրը եռացնելուն, մինչև գոլորշիացվի, որպեսզի պատրաստի մակարոնեղեն, իսկ մնացածը սպագետտի է:Արտադրության մեջ քիմիական տարանջատման այս մեթոդը էներգատար է և անարդյունավետ:Via Separations-ը ստեղծել է «մակարոնի ֆիլտր» արտադրանքի քիմիական համարժեքը:Տարանջատման համար ջերմություն օգտագործելու փոխարեն նրանց թաղանթները «զտում» են միացությունները։Քիմիական ֆիլտրման այս մեթոդը 90%-ով ավելի քիչ էներգիա է սպառում, քան ստանդարտ մեթոդները:Թեև թաղանթների մեծ մասը պատրաստված է պոլիմերներից, Via Separations մեմբրանները պատրաստված են օքսիդացված գրաֆենից, որը կարող է դիմակայել բարձր ջերմաստիճաններին և կոշտ միջավայրերին:Մեմբրանը ճշգրտվում է հաճախորդի կարիքներին համապատասխան՝ փոխելով ծակոտիների չափը և մակերեսի քիմիայի կարգավորումը:Ներկայումս Դեյվը և նրա թիմը կենտրոնացած են ցելյուլոզայի և թղթի արդյունաբերության վրա՝ որպես իրենց հենակետ:Նրանք մշակել են համակարգ, որն ավելի էներգաարդյունավետ է վերամշակում «սև լիկյոր» կոչվող նյութը:թուղթ, կենսազանգվածի միայն մեկ երրորդն է օգտագործվում թղթի համար։Հենց հիմա թափոն թղթի մնացած երկու երրորդի ամենաարժեքավոր օգտագործումը գոլորշիչի օգտագործումն է ջուրը եռացնելու համար՝ այն շատ նոսր հոսքից վերածելով շատ կենտրոնացված հոսքի», - ասաց Դեյվը:արտադրված էներգիան օգտագործվում է ֆիլտրման գործընթացն սնուցելու համար»։Այս փակ համակարգը ԱՄՆ-ում շատ էներգիա է սպառում։Մենք կարող ենք դա անել՝ կաթսայի մեջ «սպագետտի ցանց» դնելով, ավելացնում է Դեյվը:VulcanForms. Industrial Scale Additive Manufacturing Նա դասավանդում է 3D տպագրության դասընթաց, որն ավելի հայտնի է որպես հավելումների արտադրություն (AM):Թեև այն ժամանակ դա նրա հիմնական ուշադրությունը չէր, նա կենտրոնացավ հետազոտության վրա, բայց թեման հետաքրքրաշարժ համարեց:Ինչպես դասարանի շատ ուսանողներ, այդ թվում՝ Մարտին Ֆելդմանը Մենգ '14:Ֆելդմանը միացավ Հարթի հետազոտական ​​խմբին լրիվ դրույքով առաջադեմ արտադրությունում մագիստրոսի կոչում ստանալուց հետո:Այնտեղ նրանք կապվեցին AM-ի նկատմամբ փոխադարձ հետաքրքրության պատճառով:Նրանք հնարավորություն տեսան նորամուծություններ անելու՝ օգտագործելով ապացուցված հավելումների մետաղի արտադրության տեխնոլոգիան, որը հայտնի է որպես փոշի անկողնային լազերային եռակցում և առաջարկեցին արդյունաբերական մասշտաբի բերել հավելումների մետաղի արտադրության հայեցակարգը:2015 թվականին նրանք հիմնեցին VulcanForms-ը։«Մենք մշակել ենք AM Machine Architecture-ը՝ բացառիկ որակի և արտադրողականության մասեր արտադրելու համար», - ասաց Հարթը:"Եւ մենք։Մեր մեքենաները ինտեգրվել են ամբողջովին թվային արտադրության համակարգում, որը համատեղում է հավելումների արտադրությունը, հետմշակումը և ճշգրիտ հաստոցները:«Ի տարբերություն այլ ընկերությունների, որոնք 3D տպիչներ են վաճառում ուրիշներին՝ մասեր պատրաստելու համար, VulcanForms-ն օգտագործում է իր մեքենաների պարկը՝ արդյունաբերական մեքենաների մասեր պատրաստելու և հաճախորդներին վաճառելու համար:VulcanForms-ն աճել է մինչև 400 աշխատակից:Թիմն իր առաջին արտադրությունը բացեց անցյալ տարի:«VulcanOne» կոչվող ձեռնարկությունը:VulcanForms-ի կողմից արտադրված մասերի որակն ու ճշգրտությունը կարևոր նշանակություն ունեն այնպիսի ապրանքների համար, ինչպիսիք են բժշկական իմպլանտները, ջերմափոխանակիչները և ինքնաթիռների շարժիչները:Նրանց մեքենաները կարող են մետաղի բարակ շերտեր տպել։«Մենք արտադրում ենք մասեր, որոնք դժվար է արտադրել կամ, որոշ դեպքերում, անհնար է արտադրել», - ավելացրեց ընկերության տնօրենների խորհրդի անդամ Հարթը:VulcanForms-ի կողմից մշակված տեխնոլոգիան կարող է օգնել արտադրել մասեր և ապրանքներ ավելի կայուն ձևով, կա՛մ ուղղակիորեն հավելումների գործընթացի միջոցով, կա՛մ անուղղակիորեն ավելի արդյունավետ և ճկուն մատակարարման շղթայի միջոցով: VulcanForms-ը և AM-ն ամբողջությամբ նպաստում են կայունությանը. նյութական խնայողություններ: VulcanForms-ում օգտագործվող շատ նյութեր, ինչպիսիք են տիտանի համաձուլվածքները, պահանջում են մեծ էներգիա:Տիտանի մաս, դուք շատ ավելի քիչ նյութ եք օգտագործում, քան ավանդական հաստոցների գործընթացները:Նյութերի արդյունավետությունն այն է, որտեղ Հարթը տեսնում է, որ AM-ը հսկայական փոփոխություն է կատարում էներգիայի խնայողության առումով:Հարթը նաև նշում է, որ AM-ը կարող է արագացնել նորարարությունը մաքուր էներգիայի տեխնոլոգիաներում՝ ավելի արդյունավետ ռեակտիվ շարժիչներից մինչև ապագա միաձուլման ռեակտորներ: այս առումով փոխակերպիչ», - ավելացնում է Հարթը:Արտադրանք՝ շփում։Մեխանիկական ճարտարագիտության պրոֆեսոր Կրիպա Վարանասին և LiquiGlide թիմը հավատարիմ են առանց շփման ապագայի ստեղծելուն և այդ գործընթացում զգալիորեն նվազեցնել թափոնները:Հիմնադրվել է 2012 թվականին Վարանասիի և շրջանավարտ Դեյվիդ Սմիթ ՍՄ '11-ի կողմից, LiquiGlide-ը մշակել է հատուկ ծածկույթներ, որոնք թույլ են տալիս հեղուկներին «սահել» մակերեսների վրայով:Արտադրանքի յուրաքանչյուր կաթիլը գնում է օգտագործման, անկախ նրանից՝ այն քամված է ատամի մածուկի խողովակից, թե թափվում է գործարանում 500 լիտրանոց բանկաից:Շփում չպարունակող տարաները կտրուկ նվազեցնում են արտադրանքի թափոնները, և կարիք չկա մաքրել տարաները վերամշակումից կամ նորից օգտագործելուց առաջ:ընկերությունը մեծ առաջընթաց է գրանցել սպառողական ապրանքների ոլորտում:Colgate-ի հաճախորդն օգտագործել է LiquiGlide տեխնոլոգիան Colgate Elixir ատամի մածուկի շշի ձևավորման մեջ, որն արժանացել է արդյունաբերության դիզայնի մի քանի մրցանակների:LiquiGlide-ը համագործակցել է աշխարհահռչակ դիզայներ Իվ Բեհարի հետ՝ կիրառելու իրենց տեխնոլոգիաները գեղեցկության և անձնական արտադրանքի փաթեթավորման հիգիենայի համար:Միաժամանակ ԱՄՆ Սննդամթերքի և դեղերի վարչությունը նրանց տրամադրել է գլխավոր սարք։Կենսադեղագործական հավելվածները հնարավորություններ են ստեղծում:2016 թվականին ընկերությունը մշակել է մի համակարգ, որն ապահովում է առանց շփման կոնտեյների արտադրություն:Պահեստային տանկերի, ձագարների և ձագարների մակերևութային մշակում, որը թույլ չի տալիս նյութը կպչել պատերին:Համակարգը կարող է նվազեցնել նյութական թափոնները մինչև 99%:«Սա իսկապես կարող է խաղի փոփոխություն լինել:Այն խնայում է արտադրանքի թափոնները, նվազեցնում է տանկերի մաքրման կեղտաջրերը և օգնում է արտադրական գործընթացն առանց թափոնների», - ասում է LiquiGlide-ի նախագահ Վարանասին:կոնտեյների մակերեսը:Երբ կիրառվում է տարայի վրա, քսանյութը դեռ ներծծվում է հյուսվածքի մեջ:Մազանոթային ուժերը կայունանում են և թույլ են տալիս հեղուկին տարածվել մակերեսի վրա՝ ստեղծելով մշտապես յուղված մակերես, որի վրա ցանկացած մածուցիկ նյութ կարող է սահել:Ընկերությունն օգտագործում է թերմոդինամիկական ալգորիթմներ՝ որոշելու պինդ և հեղուկների անվտանգ համակցությունները՝ կախված արտադրանքից՝ լինի դա ատամի մածուկ, թե ներկ:Ընկերությունը կառուցել է ռոբոտ ցողացիր համակարգ, որը կարող է բեռնարկղերի և տանկերի հետ աշխատել գործարանում:Ի հավելումն ընկերությանը միլիոնավոր դոլարների արտադրանքի թափոնների խնայողության, LiquiGlide-ը զգալիորեն նվազեցնում է ջրի քանակությունը, որն անհրաժեշտ է կանոնավոր մաքրելու համար այս տարաները, որտեղ արտադրանքը հաճախ կպչում է պատերին:Պահանջում է մաքրում շատ ջրով։Օրինակ՝ ագրոքիմիայում գոյություն ունեն առաջացած թունավոր կեղտաջրերի հեռացման խիստ կանոններ։Այս ամենը կարելի է վերացնել LiquiGlide-ի միջոցով»,- ասել է Վարանասին:Թեև շատ արտադրական գործարաններ փակվեցին համաճարակի վաղ շրջանում՝ դանդաղեցնելով CleanTanX փորձնական նախագծերի ներդրումը գործարաններում, իրավիճակը բարելավվել է վերջին ամիսներին:Վարանասին աճում է LiquiGlide տեխնոլոգիայի պահանջարկը, հատկապես հեղուկների, ինչպիսիք են կիսահաղորդչային մածուկները:Այնպիսի ընկերություններ, ինչպիսիք են Gradant-ը, Via Separations-ը, VulcanForms-ը և LiquiGlide-ը, ապացուցում են, որ արտադրության ընդլայնումը պարտադիր չէ, որ զգալի էկոլոգիական ծախսեր:Արտադրությունն ունի կայուն մասշտաբի ներուժ»:ինժեներ-մեխանիկ, արտադրությունը միշտ եղել է մեր աշխատանքի առանցքը:Մասնավորապես, MIT-ում միշտ եղել է հանձնառություն՝ արտադրությունը կայուն դարձնելու համար», - ասում է Էվելին Վանգը, Ֆորդի ճարտարագիտության պրոֆեսոր և մեքենաշինության ամբիոնի նախկին նախագահ:մեր մոլորակը գեղեցիկ է.«ՉԻՓՍ-ի նման օրենքների և Գիտության մասին օրենքը խթանելու է արտադրությունը, աճող պահանջարկ կլինի սկսնակ ընկերությունների և ընկերությունների համար, որոնք մշակում են լուծումներ, որոնք մեղմացնում են շրջակա միջավայրի ազդեցությունը՝ մեզ ավելի մոտեցնելով ավելի կայուն ապագային:
MIT-ի շրջանավարտները կառուցում են հարթակ՝ նպաստելու գիտական ​​հրատարակություններին ամբողջ աշխարհում
MIT-ի փորձագետները միավորվում են՝ ոգեշնչվելու նեյրոտեխնոլոգիայի առաջընթացից


Հրապարակման ժամանակը` Հունվար-06-2023
  • wechat
  • wechat