Inxhinierët e MIT zhvillojnë zgjidhje për një të ardhme më të pastër

Botues - Lajmet e Arsimit Indian, Arsimi Indian, Edukimi Global, Lajmet e Kolegjit, Universitetet, Opsionet e Karrierës, Pranimi, Punët, Provimet, Rezultatet e Testit, Lajmet e Kolegjit, Lajmet e Arsimit
Prodhimi ishte në verë të lartë.Akti i patate të skuqura dhe shkencës, i cili hyri në fuqi në gusht, përfaqëson një investim masiv në prodhimin vendas në Shtetet e Bashkuara.Projektligji synon të zgjerojë ndjeshëm industrinë e gjysmëpërçuesve në SHBA, të forcojë zinxhirët e furnizimit dhe të investojë në kërkime dhe zhvillim për të arritur përparime të reja teknologjike.Sipas John Hart, profesor i inxhinierisë mekanike dhe drejtor i Laboratorit të Prodhimit dhe Produktivitetit në Institutin e Teknologjisë në Masaçusets, Akti i Chip-it është vetëm shembulli i fundit i një rritje të dukshme të interesit nga prodhuesit në vitet e fundit.Ndikimi i pandemisë në zinxhirët e furnizimit, gjeopolitikën globale dhe rëndësinë dhe rëndësinë e zhvillimit të qëndrueshëm, "tha Hart.Inovacionet në teknologjitë industriale.“Me fokusin në rritje në prodhim, qëndrueshmëria duhet t'i jepet përparësi.Rreth një e katërta e të gjitha emetimeve të gazeve serrë në vitin 2020 vijnë nga industria dhe prodhimi.Fabrikat dhe fabrikat gjithashtu mund të shterojnë furnizimet lokale me ujë dhe të prodhojnë sasi të mëdha mbetjesh, disa prej të cilave mund të jenë toksike.Për të zgjidhur këto probleme dhe për të siguruar kalimin në një ekonomi me karbon të ulët, është e nevojshme të zhvillohen produkte dhe procese të reja industriale së bashku me teknologjitë e qëndrueshme të prodhimit.Hart beson se inxhinierët mekanikë kanë një rol kritik për të luajtur në këtë rol kalimtar."Inxhinierët mekanikë kanë një aftësi unike për të zgjidhur probleme kritike që kërkojnë teknologji harduerike të gjeneratës së ardhshme dhe dinë se si të shkallëzojnë zgjidhjet e tyre," tha Hart, një profesor dhe i diplomuar në Departamentin e Inxhinierisë Mekanike të MIT.Ofron zgjidhje për problemet mjedisore, duke hapur rrugën për një të ardhme më të qëndrueshme.Gradun: Cleantech Water Solutions Manufacturing ka nevojë për ujë, dhe shumë prej tij.Një fabrikë e prodhimit të gjysmëpërçuesve me madhësi mesatare përdor mbi 10 milionë litra ujë në ditë.bota po vuan gjithnjë e më shumë nga thatësira. Gradiant ofron zgjidhje për këtë problem të ujit. Kompania drejtohet nga Anurag Bajpayee SM '08 PhD '12 dhe Prakash Govindan PhD '12 bashkëthemelues dhe pionierë në projektet e ujit të qëndrueshëm ose "teknologjisë së pastër".Bajpayee dhe Govindan, si studentë të diplomuar në Laboratorin e Transferimit të Ngrohjes me emrin Rosenova Kendall, ndajnë pragmatizëm dhe një prirje për veprim.Gjatë një thatësire të rëndë në Chennai, Indi, Govindan zhvilloi për doktoraturën e tij një teknologji lagështimi-dehumidifikimi që imiton ciklin natyror të shirave.Një teknologji që ata e quajtën Carrier Gas Extraction (CGE), dhe në vitin 2013 ata të dy themeluan Gradient.CGE është një algoritëm i pronarit që merr parasysh ndryshueshmërinë në cilësinë dhe sasinë e ujërave të zeza në hyrje.Algoritmi bazohet në një numër pa dimension, të cilin Govindan dikur propozoi ta quante numrin Linhard për nder të mbikëqyrësit të tij.cilësia e ujit në sistem ndryshon, teknologjia jonë dërgon automatikisht një sinjal për të rregulluar shpejtësinë e rrjedhës për të kthyer numrin pa dimension në 1. Pasi të kthehet në vlerën 1, ju do të jeni në maksimumin tuaj, "shpjegoi Govindan, COO i Gradiant. .Sistemi përpunon dhe trajton ujërat e zeza nga fabrikat prodhuese për ripërdorim, duke kursyer në fund miliona dollarë në vit në litra ujë.Ndërsa kompania u rrit, ekipi i Gradiant shtoi teknologji të reja në arsenalin e tyre, duke përfshirë nxjerrjen selektive të ndotësve, një metodë ekonomike për të hequr vetëm disa ndotës dhe një proces të quajtur osmozë e kundërt kundërrrymës, metoda e përqendrimit të shëllirë.Ata tani ofrojnë një grup të plotë zgjidhjesh teknologjike për trajtimin e ujit dhe ujërave të zeza për klientët në industri të tilla si farmaceutikë, energji, miniera, ushqim dhe pije, dhe industria gjysmëpërçuese në rritje.“Ne jemi ofrues i zgjidhjeve totale të furnizimit me ujë.Ne kemi një sërë teknologjish të pronarit dhe do të zgjedhim nga kukura jonë bazuar në nevojat e klientëve tanë,” tha Bajpayee, CEO i Gradiant.“Klientët na shohin si partnerin e tyre të ujit.Ne mund t'i zgjidhim problemet e tyre me ujin nga fillimi në fund, në mënyrë që ata të mund të fokusohen në biznesin e tyre kryesor.“Gradun ka përjetuar rritje shpërthyese gjatë dekadës së fundit.Deri më sot, ata kanë ndërtuar 450 impiante për trajtimin e ujit dhe ujërave të zeza që trajtojnë ekuivalentin e 5 milionë shtëpive në ditë.Me blerjet e fundit, numri i përgjithshëm i punonjësve është rritur në mbi 500 njerëz.Zgjidhjet reflektohen te klientët e tyre, të cilët përfshijnë Pfizer, Anheuser-Busch InBev dhe Coca-Cola.Klientët e tyre përfshijnë gjithashtu gjigantë gjysmëpërçues si Micron Technology, GlobalFoundries, Intel dhe TSMC.ujërat e zeza dhe uji ultra i pastër për gjysmëpërçuesit janë rritur me të vërtetë, "tha Bajpayee.Prodhuesit e gjysmëpërçuesve kërkojnë ujë ultra të pastër për të prodhuar ujë.Totali i lëndëve të ngurta të tretura në krahasim me ujin e pijshëm është disa pjesë për milion.Ndryshe nga e para, sasia e ujit që përdoret për prodhimin e mikroçipeve është midis pjesëve për miliard ose pjesëve për kuadrilion. Aktualisht, shkalla mesatare e riciklimit në një fabrikë (ose fabrikë) prodhimi gjysmëpërçues në Singapor është vetëm 43%. Duke përdorur teknologjinë tonë Ge C, këto fabrika mund të riciklojnë 98-99% të “10 milionë gallonave të ujit që u nevojiten për njësi prodhimi.Ky ujë i ricikluar është mjaft i pastër për t'u rikthyer në procesin e prodhimit.”Ne kemi eliminuar këtë shkarkim të ujit të ndotur, duke eliminuar praktikisht varësinë e impiantit gjysmëpërçues në furnizimet publike me ujë.”Bajpayee In, fabry ci janë nën presion në rritje për të përmirësuar përdorimin e ujit, duke e bërë qëndrueshmërinë kritike.për më shumë impiante amerikane nëpërmjet ndarjes: filtrim kimik efikas si Bajpayee dhe Govindan, Shreya Dave '09, SM '12, PhD '16 e fokusuar në shkripëzimin për doktoraturën e saj.Nën drejtimin e këshilltarit të tij, Jeffrey Grossman, Profesor i Shkencës dhe Inxhinierisë së Materialeve, Dave fabrikoi një membranë që mund të siguronte shkripëzimin më efikas dhe më të lirë.Pas analizave të kujdesshme të kostos dhe tregut, Dave arriti në përfundimin se membranat e saj të shkripëzimit nuk mund të komercializoheshin.“Teknologjitë moderne janë vërtet të mira në atë që bëjnë.bëj.Ato janë të lira, të prodhuara në masë dhe funksionojnë shumë mirë.Nuk kishte treg për teknologjinë tonë, "tha Dave.Menjëherë pasi mbrojti disertacionin e saj, ajo lexoi një artikull rishikues në revistën Nature që ndryshoi gjithçka.Artikulli identifikoi problemin.Ndarja kimike, e cila është në qendër të shumë proceseve industriale, kërkon shumë energji.Industria ka nevojë për membrana më efikase dhe më pak të kushtueshme.Dave mendoi se ajo mund të kishte një zgjidhje.Pasi identifikuan se kishte mundësi ekonomike, Dave, Grossman dhe Brent Keller, PhD '16, krijuan Via Separations në 2017. Menjëherë pas kësaj, ata zgjodhën Engine si një nga kompanitë e para që mori financim të kapitalit sipërmarrës nga Instituti i Teknologjisë në Massachusetts.Aktualisht, filtrimi industrial kryhet duke ngrohur kimikatet në temperatura shumë të larta për të ndarë përbërjet.Dave e krahason atë me zierjen e të gjithë ujit derisa të avullojë për të bërë makarona dhe ajo që ka mbetur janë spageti.Në prodhim, kjo metodë e ndarjes kimike është energji intensive dhe joefikase.Via Separations ka krijuar ekuivalentin kimik të produkteve të "filtrave të makaronave".Në vend që të përdorin nxehtësinë për t'u ndarë, membranat e tyre "filtrojnë" përbërjet.Kjo metodë e filtrimit kimik konsumon 90% më pak energji sesa metodat standarde.Ndërsa shumica e membranave janë bërë nga polimere, membranat Via Separations janë bërë nga grafeni i oksiduar, i cili mund t'i rezistojë temperaturave të larta dhe mjediseve të vështira.Membrana është kalibruar sipas nevojave të klientit duke ndryshuar madhësinë e poreve dhe akordimin kimik të sipërfaqes.Aktualisht, Dave dhe ekipi i saj janë duke u fokusuar në industrinë e pulpës dhe letrës si pikëmbështetje e tyre.Ata kanë zhvilluar një sistem që riciklon një substancë të njohur si "pije e zezë" me më shumë efikasitet energjie.letër, vetëm një e treta e biomasës përdoret për letër.Tani për tani, përdorimi më i vlefshëm i dy të tretave të mbetura të letrës së mbetur është përdorimi i një avulluesi për të zier ujin, duke e kthyer atë nga një rrjedhë shumë e holluar në një rrjedhë shumë të koncentruar, "tha Dave.Energjia e prodhuar përdoret për të fuqizuar procesin e filtrimit.”Ky sistem i mbyllur konsumon shumë energji në Shtetet e Bashkuara.Ne mund ta bëjmë këtë duke vendosur një "rrjeta spageti" në kazan, shton Dave.VulcanForms: Industrial Scale Additive Manufacturing Ai jep një kurs mbi printimin 3D, i njohur më mirë si Prodhimi Shtues (AM).Edhe pse nuk ishte fokusi i tij kryesor në atë kohë, ai u përqendrua në kërkime, por ai e gjeti temën magjepsëse.Ashtu si shumë studentë në klasë, duke përfshirë Martin Feldmann MEng '14.Feldmann iu bashkua grupit kërkimor të Hart me kohë të plotë pasi mori një diplomë master në prodhimtari të avancuar.Atje ata u lidhën për një interes të përbashkët për AM.Ata panë një mundësi për të inovuar duke përdorur një teknologji të provuar të prodhimit të metaleve aditiv të njohur si saldimi me lazer në shtrat pluhur dhe propozuan të sillnin konceptin e prodhimit të metaleve shtesë në një shkallë industriale.Në vitin 2015 ata themeluan VulcanForms."Ne kemi zhvilluar Arkitekturën e Makinerisë AM për të prodhuar pjesë me cilësi dhe produktivitet të jashtëzakonshëm," tha Hart."Dhe ne.Makineritë tona janë integruar në një sistem prodhimi plotësisht dixhital që kombinon prodhimin e aditivëve, pas-përpunimit dhe përpunimin me saktësi.“Ndryshe nga kompanitë e tjera që u shesin printera 3D të tjerëve për të bërë pjesë, VulcanForms përdor flotën e saj të automjeteve për të prodhuar dhe shitur pjesë të makinerive industriale te klientët.VulcanForms është rritur në pothuajse 400 punonjës.Ekipi hapi prodhimin e tij të parë vitin e kaluar.sipërmarrje e quajtur “VulcanOne”.Cilësia dhe saktësia e pjesëve të prodhuara nga VulcanForms është kritike për produkte të tilla si implantet mjekësore, shkëmbyesit e nxehtësisë dhe motorët e avionëve.Makineritë e tyre mund të printojnë shtresa të holla metali."Ne prodhojmë pjesë që janë të vështira për t'u prodhuar ose, në disa raste, të pamundura për t'u prodhuar," shtoi Hart, një anëtar i bordit të drejtorëve të kompanisë.Teknologjia e zhvilluar nga VulcanForms mund të ndihmojë në prodhimin e pjesëve dhe produkteve në një mënyrë më të qëndrueshme, qoftë drejtpërdrejt përmes një procesi shtesë, ose indirekt përmes një zinxhiri furnizimi më efikas dhe fleksibël. Një nga mënyrat se si VulcanForms dhe AM në tërësi kontribuojnë në qëndrueshmëri është nëpërmjet kursime materiale. Shumë nga materialet e përdorura në VulcanForms, të tilla si lidhjet e titanit, kërkojnë shumë energji.një pjesë titani, ju përdorni shumë më pak material sesa proceset tradicionale të përpunimit.Efikasiteti i materialit është vendi ku Hart sheh AM duke bërë një ndryshim të madh për sa i përket kursimit të energjisë.Hart thekson gjithashtu se AM mund të përshpejtojë inovacionin në teknologjitë e energjisë së pastër, nga motorët më efikasë të avionëve te reaktorët e ardhshëm me fuzion. transformuese në këtë drejtim”, shton Hart.Produkti: Fërkimi.Profesori i inxhinierisë mekanike Kripa Varanasi dhe ekipi i LiquiGlide janë të përkushtuar për të krijuar një të ardhme pa fërkime dhe për të reduktuar ndjeshëm mbetjet në proces.E themeluar në vitin 2012 nga Varanasi dhe studenti David Smith SM '11, LiquiGlide ka zhvilluar veshje speciale që lejojnë lëngjet të "rrëshqasin" mbi sipërfaqe.Çdo pikë produkti shkon në përdorim, pavarësisht nëse është e shtrydhur nga një tub pastë dhëmbësh ose e kulluar nga një kavanoz 500 litra në fabrikë.Kontejnerët pa fërkim reduktojnë në mënyrë drastike mbetjet e produktit dhe nuk ka nevojë të pastroni kontejnerët përpara riciklimit ose ripërdorimit.kompania ka bërë përparime të mëdha në sektorin e produkteve të konsumit.Një klient i Colgate përdori teknologjinë LiquiGlide në hartimin e një shishe paste dhëmbësh Colgate Elixir, e cila ka fituar disa çmime të dizajnit në industri.LiquiGlide ka bashkëpunuar me stilistin me famë botërore Yves Behar për të aplikuar teknologjinë e tyre në bukurinë dhe higjienën e paketimit të produkteve personale.Në të njëjtën kohë, Administrata Amerikane e Ushqimit dhe Barnave u dha atyre një pajisje master.Aplikimet biofarmaceutike krijojnë mundësi.Në vitin 2016, kompania zhvilloi një sistem që bën prodhimin e kontejnerëve pa fërkim.trajtimi sipërfaqësor i rezervuarëve të magazinimit, hinkave dhe hopave, duke parandaluar ngjitjen e materialit në mure.Sistemi mund të reduktojë mbetjet materiale deri në 99%.“Ky mund të jetë vërtet një ndryshim i lojës.Ai kursen mbetjet e produktit, redukton ujërat e zeza nga pastrimi i rezervuarëve dhe ndihmon që procesi i prodhimit të mos ketë mbeturina,” tha Varanasi, kryetar i LiquiGlide.sipërfaqja e kontejnerit.Kur aplikohet në një enë, lubrifikuesi ende absorbohet në strukturë.Forcat kapilare stabilizohen dhe lejojnë që lëngu të përhapet mbi sipërfaqe, duke krijuar një sipërfaqe të lubrifikuar përgjithmonë mbi të cilën mund të rrëshqasë çdo material viskoz.Kompania përdor algoritme termodinamike për të përcaktuar kombinimet e sigurta të lëndëve të ngurta dhe lëngjeve në varësi të produktit, pavarësisht nëse është pastë dhëmbësh apo bojë.Kompania ka ndërtuar një sistem spërkatës robotik që mund të trajtojë kontejnerë dhe rezervuarë në fabrikë.Përveç kursimit të kompanisë miliona dollarë në mbetjet e produktit, LiquiGlide redukton ndjeshëm sasinë e ujit të nevojshëm për të pastruar rregullisht këto kontejnerë ku produkti shpesh ngjitet në mure.Kërkon pastrim me shumë ujë.Për shembull, në agrokimi, ekzistojnë rregulla strikte për asgjësimin e ujërave të zeza toksike që rezultojnë.E gjithë kjo mund të eliminohet me LiquiGlide, "tha Varanasi.Ndërsa shumë fabrika prodhuese u mbyllën në fillim të pandemisë, duke ngadalësuar shtrirjen e projekteve pilot CleanTanX në fabrika, situata është përmirësuar muajt e fundit.Varanasi po sheh një kërkesë në rritje për teknologjinë LiquiGlide, veçanërisht për lëngje të tilla si pastat gjysmëpërçuese.Kompani të tilla si Gradant, Via Separations, VulcanForms dhe LiquiGlide po dëshmojnë se zgjerimi i prodhimit nuk duhet të ketë një kosto të madhe mjedisore.Prodhimi ka potencialin të rritet në mënyrë të qëndrueshme.”inxhinierë mekanikë, prodhimi ka qenë gjithmonë thelbi i punës sonë.Në veçanti, në MIT, ka pasur gjithmonë një angazhim për ta bërë prodhimin të qëndrueshëm,” tha Evelyn Wang, profesoreshë e inxhinierisë në Ford dhe ish-kryetare e departamentit të inxhinierisë mekanike.planeti ynë është i bukur.“Me ligje si CHIPS dhe Akti i Shkencës që stimulojnë prodhimin, do të ketë një kërkesë në rritje për bizneset fillestare dhe kompanitë që zhvillojnë zgjidhje që zbusin ndikimin mjedisor, duke na sjellë më pranë një të ardhmeje më të qëndrueshme.
Alumni i MIT-it ndërtojnë një platformë për të lehtësuar botimet shkencore në mbarë botën
Ekspertët e MIT-it vijnë së bashku për t'u frymëzuar nga përparimet në neuroteknologji


Koha e postimit: Jan-06-2023
  • wechat
  • wechat