MIT-i insenerid töötavad välja lahendusi puhtama tuleviku jaoks

Väljaandja – India haridusuudised, India haridus, globaalne haridus, kolledžiuudised, ülikoolid, karjäärivalikud, sisseastumine, töökohad, eksamid, testitulemused, kolledžiuudised, haridusuudised
Tootmine toimus kõrgsuvel.Kiipide ja teaduse seadus, mis jõustus augustis, kujutab endast tohutut investeeringut USA kodumaisesse tootmisse.Eelnõu eesmärk on oluliselt laiendada USA pooljuhtide tööstust, tugevdada tarneahelaid ning investeerida teadus- ja arendustegevusse, et saavutada uusi tehnoloogilisi läbimurdeid.Masinaehituse professori ja Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi tootmis- ja tootlikkuse laboratooriumi direktori John Harti sõnul on kiibiseadus vaid viimane näide tootjate huvi märkimisväärsest kasvust viimastel aastatel.Pandeemia mõju tarneahelatele, globaalsele geopoliitikale ning säästva arengu asjakohasusele ja tähtsusele,“ ütles Hart.Uuendused tööstustehnoloogiates.„Kuna üha enam keskendutakse tootmisele, tuleb jätkusuutlikkus seada esikohale.Umbes veerand 2020. aasta kasvuhoonegaaside heitkogustest pärineb tööstusest ja tootmisest.Tehased ja tehased võivad ka kohalikke veevarusid ammendada ja tekitada suures koguses jäätmeid, millest mõned võivad olla mürgised.Nende probleemide lahendamiseks ja ülemineku tagamiseks vähese CO2-heitega majandusele on vaja välja töötada uusi tooteid ja tööstusprotsesse koos säästvate tootmistehnoloogiatega.Hart usub, et mehaanikainseneridel on selles üleminekurollis oluline roll."Mehaanikainseneridel on ainulaadne võime lahendada kriitilisi probleeme, mis nõuavad järgmise põlvkonna riistvaratehnoloogiaid, ja nad teavad, kuidas oma lahendusi skaleerida, " ütles Hart, professor ja MIT masinaehituse osakonna lõpetanud.Pakub lahendusi keskkonnaprobleemidele, sillutades teed säästvamale tulevikule.Gradun: Cleantech Water Solutions Manufacturing vajab vett ja palju seda.Keskmise suurusega pooljuhtide tootmistehas kasutab päevas üle 10 miljoni galloni vett.maailm kannatab üha enam põua käes.Gradiant pakub sellele veeprobleemile lahendusi.Ettevõtet juhivad Anurag Bajpayee SM '08 PhD '12 ja Prakash Govindan PhD '12 säästva vee või "puhta tehnoloogia" projektide kaasasutajad ja pioneerid.Bajpayee ja Govindan, kes on Rosenova Kendalli nimelise soojusülekande labori kraadiõppurid, jagavad pragmaatilisust ja tegutsemishimu.Indias Chennai ränga põua ajal töötas Govindan oma doktorikraadi jaoks välja niisutus-kuivatustehnoloogia, mis jäljendab vihmade loomulikku tsüklit.Tehnoloogia, mida nad nimetasid Carrier Gas Extraction (CGE) ja 2013. aastal asutasid nad kaks Gradienti.CGE on patenteeritud algoritm, mis võtab arvesse sissetuleva reovee kvaliteedi ja koguse varieeruvust.Algoritm põhineb dimensioonita arvul, millele Govindan tegi kunagi ettepaneku kutsuda oma juhendaja auks Linhardi numbriks.veekvaliteet süsteemis muutub, meie tehnoloogia saadab automaatselt signaali voolukiiruse reguleerimiseks, et viia dimensioonitu arv tagasi 1-ni. Kui see naaseb väärtusele 1, on teil parim võimalus,“ selgitas Gradianti tegevjuht Govindan. .Süsteem töötleb ja puhastab tootmisettevõtete reovett taaskasutamiseks, säästes lõppkokkuvõttes miljoneid dollareid aastas gallonites vees.Ettevõtte kasvades lisas Gradianti meeskond oma arsenali uusi tehnoloogiaid, sealhulgas saasteainete selektiivset ekstraheerimist, säästlikku meetodit ainult teatud saasteainete eemaldamiseks ja protsessi, mida nimetatakse vastuvoolu pöördosmoosiks, nende soolalahuse kontsentreerimise meetod.Nüüd pakuvad nad täielikku komplekti tehnoloogilisi lahendusi vee ja reovee töötlemiseks sellistes tööstusharudes nagu farmaatsia-, energeetika-, kaevandus-, toiduaine- ja joogitööstus ning kasvav pooljuhtidetööstus.„Oleme veevarustuse terviklahenduste pakkuja.Meil on lai valik patenteeritud tehnoloogiaid ja valime oma võlli hulgast oma klientide vajaduste põhjal,” ütles Gradianti tegevjuht Bajpayee.“Kliendid näevad meid oma veepartnerina.Saame lahendada nende veeprobleemid algusest lõpuni, et nad saaksid keskenduda oma põhitegevusele.„Gradun on viimase kümnendi jooksul kogenud plahvatuslikku kasvu.Praeguseks on nad ehitanud 450 vee- ja reoveepuhastit, mis puhastavad päevas 5 miljonit kodu.Viimaste omandamistega on töötajate koguarv kasvanud üle 500 inimese.Lahendused kajastuvad nende klientides, kelle hulka kuuluvad Pfizer, Anheuser-Busch InBev ja Coca-Cola.Nende klientide hulka kuuluvad ka pooljuhtide hiiglased, nagu Micron Technology, GlobalFoundries, Intel ja TSMC.reovesi ja ülipuhas pooljuhtide vesi on tõesti tõusnud, ”ütles Bajpayee.Pooljuhtide tootjad nõuavad vee tootmiseks ülipuhast vett.Lahustunud tahkete ainete kogus võrreldes joogiveega on mõni miljondikosa.Erinevalt eelmisest on mikrokiipide tootmiseks kasutatud vee kogus osasid miljardi kohta või osasid kvadriljoni kohta. Praegu on Singapuris asuvas pooljuhtide tootmistehases (või tehases) keskmine ringlussevõtu määr vaid 43%.Kasutades Ge C meie tehnoloogiat, need tehased suudavad taaskasutada 98–99% 10 miljonist gallonist veest, mida nad vajavad toodanguühiku kohta.See ringlussevõetud vesi on piisavalt puhas, et minna tagasi tootmisprotsessi.Oleme selle saastunud vee väljalaske kõrvaldanud, välistades praktiliselt pooljuhtide tehase sõltuvuse ühisveevärgist.Bajpayee In Fabry ci avaldab üha suuremat survet oma veekasutust parandada, muutes jätkusuutlikkuse kriitiliseks.rohkematele USA tehastele eraldamise kaudu: tõhus keemiline filtreerimine, nagu Bajpayee ja Govindan, Shreya Dave '09, SM '12, PhD '16 keskendus oma doktorikraadi magestamisele.Dave valmistas oma nõustaja, materjaliteaduse ja inseneriteaduse professori Jeffrey Grossmani juhendamisel membraani, mis võiks pakkuda tõhusamat ja odavamat magestamise.Pärast hoolikat kulude ja turuanalüüsi jõudis Dave järeldusele, et tema magestamismembraane ei saa turustada."Kaasaegsed tehnoloogiad on selles, mida nad teevad, väga head.teha.Need on odavad, masstoodetud ja töötavad väga hästi.Meie tehnoloogial polnud turgu, ”ütles Dave.Vahetult pärast väitekirja kaitsmist luges ta ajakirjast Nature ülevaateartiklit, mis muutis kõike.Artiklis tuvastati probleem.Keemiline eraldamine, mis on paljude tööstuslike protsesside keskmes, nõuab palju energiat.Tööstus vajab tõhusamaid ja odavamaid membraane.Dave arvas, et tal võib olla lahendus.Pärast majanduslike võimaluste tuvastamist lõid Dave, Grossman ja 2016. aasta doktorant Brent Keller 2017. aastal Via Separationsi. Varsti pärast seda valisid nad Engine'i üheks esimeseks ettevõtteks, mis sai Massachusettsi Tehnoloogiainstituudilt riskikapitali rahastamist.Praegu toimub tööstuslik filtreerimine, kuumutades kemikaale väga kõrgel temperatuuril, et eraldada ühendeid.Dave võrdleb seda pasta valmistamiseks kogu vee keetmisega, kuni see aurustub, ja järele jääb spagetid.Tootmises on see keemilise eraldamise meetod energiamahukas ja ebaefektiivne.Via Separations on loonud pastafiltritoodete keemilise ekvivalendi.Selle asemel, et eraldamiseks kasutada soojust, "filtreerivad" nende membraanid ühendeid.See keemilise filtreerimise meetod kulutab 90% vähem energiat kui standardmeetodid.Kui enamik membraane on valmistatud polümeeridest, siis Via Separationsi membraanid on valmistatud oksüdeeritud grafeenist, mis talub kõrgeid temperatuure ja karmi keskkonda.Membraan kalibreeritakse vastavalt kliendi vajadustele, muutes pooride suurust ja pinnakeemilist häälestust.Praegu keskenduvad Dave ja tema meeskond tselluloosi- ja paberitööstusele kui oma tugipunktile.Nad on välja töötanud süsteemi, mis taaskasutab "must liköörina" tuntud ainet energiasäästlikumalt.paberist kulub paberiks vaid kolmandik biomassist.Praegu on järelejäänud kahe kolmandiku vanapaberi kõige väärtuslikum kasutusala kasutada aurustit vee keetmiseks, muutes selle väga lahjendatud voolust väga kontsentreeritud vooluks, ”ütles Dave.toodetud energiat kasutatakse filtreerimisprotsessi käivitamiseks.See suletud süsteem tarbib USA-s palju energiat.Saame seda teha, asetades katlasse “spagetivõrgu”, lisab Dave.VulcanForms: Industrial Scale Additive Manufacturing Ta õpetab 3D-printimise kursust, mida tuntakse paremini kui lisaainete tootmist (AM).Kuigi see polnud tollal tema põhifookus, keskendus ta uurimistööle, kuid tema arvates oli see teema põnev.Nagu paljud klassi õpilased, sealhulgas Martin Feldmann MEng '14.Feldmann liitus Harti uurimisrühmaga täiskohaga pärast magistrikraadi omandamist täiustatud tootmises.Seal tekkis neil ühine huvi AM-i vastu.Nad nägid võimalust uuendusteks, kasutades tõestatud lisametalli tootmistehnoloogiat, mida tuntakse pulberkihtlaserkeevitusena, ja tegid ettepaneku viia metallilisandite tootmise kontseptsioon tööstuslikule mastaabile.2015. aastal asutasid nad ettevõtte VulcanForms."Oleme välja töötanud AM Machine Architecture'i, et toota erakordse kvaliteediga ja tootlikkusega osi," ütles Hart."Ja meie.Meie masinad on integreeritud täielikult digitaalsesse tootmissüsteemi, mis ühendab lisaainete valmistamise, järeltöötluse ja täppistöötluse.„Erinevalt teistest ettevõtetest, kes müüvad 3D-printereid teistele osade valmistamiseks, kasutab VulcanForms oma sõidukiparki tööstusmasinate osade valmistamiseks ja klientidele müümiseks.VulcanForms on kasvanud peaaegu 400 töötajani.Meeskond avas oma esimese lavastuse eelmisel aastal.ettevõtmine nimega "VulcanOne".VulcanFormsi toodetud osade kvaliteet ja täpsus on kriitilise tähtsusega selliste toodete puhul nagu meditsiinilised implantaadid, soojusvahetid ja lennukimootorid.Nende masinad suudavad printida õhukesi metallikihte."Toodame osi, mida on raske või mõnel juhul võimatu valmistada," lisas ettevõtte juhatuse liige Hart.VulcanFormsi väljatöötatud tehnoloogia võib aidata toota osi ja tooteid säästlikumal viisil, kas otse lisamisprotsessi kaudu või kaudselt tõhusama ja paindlikuma tarneahela kaudu. Üks viise, kuidas VulcanForms ja AM tervikuna jätkusuutlikkusse panustavad, on materjali kokkuhoid. Paljud VulcanFormsis kasutatavad materjalid, nagu titaanisulamid, nõuavad palju energiat.titaanist osa, kasutate palju vähem materjali kui traditsioonilised töötlemisprotsessid.Materjali efektiivsus on koht, kus Hart näeb AM-il energiasäästu osas tohutuid erinevusi.Hart juhib tähelepanu ka sellele, et AM võib kiirendada innovatsiooni puhta energia tehnoloogiate vallas, alates tõhusamatest reaktiivmootoritest kuni tulevaste termotuumasünteesi reaktoriteni. „Ettevõtted, kes soovivad vähendada riske ja mastaapi puhta energia tehnoloogiaid, vajavad teadmisi ja juurdepääsu täiustatud tootmisvõimalustele ning tööstuslike lisandite tootmine on selles osas muutlik,” lisab Hart.Toode: Hõõrdumine.Masinaehituse professor Kripa Varanasi ja LiquiGlide'i meeskond on pühendunud hõõrdumatu tuleviku loomisele ja jäätmete olulisele vähendamisele protsessis.Varanasi ja vilistlase David Smith SM '11 poolt 2012. aastal asutatud LiquiGlide on välja töötanud spetsiaalsed katted, mis võimaldavad vedelikel üle pindade "libiseda".Iga tootetilk läheb kasutusse, olgu see siis hambapastatuubist pigistatud või tehases 500 liitrisest purgist nõrutatud.Hõõrdumiseta mahutid vähendavad drastiliselt tootejäätmeid ning enne ringlussevõttu või taaskasutamist pole vaja konteinereid puhastada.ettevõte on teinud suuri edusamme tarbekaupade sektoris.Colgate'i klient kasutas LiquiGlide'i tehnoloogiat Colgate Elixir hambapasta pudeli kujundamisel, mis on võitnud mitmeid tööstusdisaini auhindu.LiquiGlide on teinud koostööd maailmakuulsa disaineriga Yves Behariga, et rakendada nende tehnoloogiat ilu- ja isikliku tootepakendi hügieenis.Samal ajal andis USA toidu- ja ravimiamet neile põhiseadme.Biofarmatseutilised rakendused loovad võimalusi.2016. aastal töötas ettevõte välja süsteemi, mis teeb hõõrdumiseta konteinerite tootmise.säilituspaakide, lehtrite ja punkrite pinnatöötlus, vältides materjali kleepumist seintele.Süsteem suudab vähendada materjali raiskamist kuni 99%."See võib tõesti muuta mängu.See säästab tootejäätmeid, vähendab mahutite puhastamisel tekkivat heitvett ja aitab muuta tootmisprotsessi jäätmevabaks,“ ütles LiquiGlide’i juhatuse esimees Varanasi.konteineri pind.Anumale kandes imendub libesti ikkagi tekstuuri sisse.Kapillaarjõud stabiliseerivad ja lasevad vedelikul üle pinna laiali valguda, luues püsivalt määritud pinna, millel võib libiseda mis tahes viskoosne materjal.Ettevõte kasutab termodünaamilisi algoritme, et määrata kindlaks tahkete ainete ja vedelike ohutud kombinatsioonid olenevalt tootest, olgu selleks siis hambapasta või värv.Ettevõte on ehitanud tehases mahuteid ja paake käsitseva robotpritsisüsteemi.Lisaks ettevõttele miljonite dollarite säästmisele tootejäätmetest vähendab LiquiGlide oluliselt vee kogust, mis on vajalik nende konteinerite korrapäraseks puhastamiseks, kus toode sageli seinte külge kleepub.Nõuab rohke veega puhastamist.Näiteks agrokeemias kehtivad ranged reeglid tekkinud mürgise reovee kõrvaldamiseks.Seda kõike saab LiquiGlide'iga kõrvaldada, ”ütles Varanasi.Kuigi paljud tootmisettevõtted suleti pandeemia alguses, mis aeglustas CleanTanX-i pilootprojektide käivitamist tehastes, on olukord viimastel kuudel paranenud.Varanasi näeb kasvavat nõudlust LiquiGlide tehnoloogia järele, eriti vedelike, näiteks pooljuhtpastade järele.Sellised ettevõtted nagu Gradant, Via Separations, VulcanForms ja LiquiGlide tõestavad, et tootmise laiendamine ei pea maksma suuri keskkonnakulusid.Tootmisel on potentsiaali säästvalt mastaapida.mehaanikainsenerid, tootmine on alati olnud meie töö tuum.Eelkõige on MIT-is alati olnud kohustus muuta tootmine jätkusuutlikuks, ”ütles Fordi inseneriprofessor ja endine masinaehituse osakonna juhataja Evelyn Wang.meie planeet on ilus.„Seadused nagu CHIPS ja teadusseadus, mis stimuleerivad tootmist, kasvab nõudluse idufirmade ja ettevõtete järele, kes arendavad lahendusi, mis leevendavad keskkonnamõju, viies meid lähemale jätkusuutlikumale tulevikule.
MIT-i vilistlased loovad platvormi, et hõlbustada teaduse avaldamist kogu maailmas
MIT-i eksperdid tulevad kokku, et saada inspiratsiooni neurotehnoloogia edusammudest


Postitusaeg: jaanuar 06-2023
  • wechat
  • wechat