MIT инженерлері таза болашақ үшін шешімдер әзірлейді

Баспагер – Үндістанның білім жаңалықтары, үнділік білім, жаһандық білім, колледж жаңалықтары, университеттер, мансап нұсқалары, қабылдау, жұмыс орындары, емтихандар, сынақ ұпайлары, колледж жаңалықтары, білім жаңалықтары
Өндіріс жоғары жазда болды.Тамыз айында күшіне енген чиптер мен ғылым туралы заң Америка Құрама Штаттарындағы отандық өндіріске ауқымды инвестицияны білдіреді.Заң жобасы АҚШ-тың жартылай өткізгіштер өнеркәсібін айтарлықтай кеңейтуге, жеткізу тізбегін нығайтуға және жаңа технологиялық жетістіктерге жету үшін зерттеулер мен әзірлемелерге инвестициялауға бағытталған.Массачусетс технологиялық институтының машина жасау профессоры және өндіріс және өнімділік зертханасының директоры Джон Харттың айтуынша, чип актісі соңғы жылдардағы өндірушілер тарапынан қызығушылықтың айтарлықтай артқанының соңғы мысалы ғана.Пандемияның жеткізу тізбегіне, жаһандық геосаясатқа әсері және тұрақты дамудың өзектілігі мен маңыздылығы », - деді Харт.Өнеркәсіптік технологиялардағы инновациялар.«Өндіріске баса назар аударылған кезде тұрақтылыққа басымдық беру керек.2020 жылы барлық парниктік газдар шығарындыларының төрттен бір бөлігі өнеркәсіп пен өңдеу өнеркәсібінен келеді.Зауыттар мен фабрикалар сонымен қатар жергілікті су қорларын таустырып, кейбіреулері улы болуы мүмкін көптеген қалдықтарды шығаруы мүмкін.Бұл мәселелерді шешу және төмен көміртекті экономикаға көшуді қамтамасыз ету үшін тұрақты өндіріс технологияларымен қатар жаңа өнімдер мен өндірістік процестерді дамыту қажет.Харт инженер-механиктердің осы өтпелі рөлде шешуші рөлі бар деп санайды.«Инженер-механиктердің келесі буын аппараттық технологияларды қажет ететін маңызды мәселелерді шешуге бірегей қабілеті бар және олардың шешімдерін қалай масштабтау керектігін біледі», - деді Харт, профессор және MIT машина жасау кафедрасының түлегі.Тұрақты болашаққа жол ашатын экологиялық мәселелердің шешімдерін ұсынады.Gradun: Cleantech Water Solutions өндірісі суды және оның көп бөлігін қажет етеді.Орташа өлшемді жартылай өткізгіштерді шығаратын зауыт тәулігіне 10 миллион галлоннан астам суды пайдаланады.әлем құрғақшылықтан көбірек зардап шегуде. Градиант осы су мәселесінің шешімдерін ұсынады. Компанияны Анураг Байпайи SM '08 PhD '12 және Пракаш Говиндан PhD '12 құрылтайшылары және тұрақты су немесе «таза технология» жобаларының ізашарлары басқарады.Байпай мен Говиндан Розенова Кендалл атындағы Жылу алмасу зертханасының магистранттары ретінде прагматизм мен әрекетке бейімділікпен бөліседі.Ченнайдағы (Үндістан) қатты құрғақшылық кезінде Говиндан PhD докторы үшін жаңбырдың табиғи цикліне ұқсайтын ылғалдандыру-құрғату технологиясын әзірледі.Олар бұл технологияны Carrier Gas Extraction (CGE) деп атады және 2013 жылы екеуі Gradient негізін қалады.CGE - келетін ағынды сулардың сапасы мен санындағы өзгермелілігін ескеретін меншікті алгоритм.Алгоритм өлшемсіз санға негізделген, бір кездері Говиндан өз жетекшісінің құрметіне Линхард нөмірін атауды ұсынған.жүйедегі су сапасы өзгереді, біздің технология өлшемсіз санды 1-ге қайтару үшін ағын жылдамдығын реттеу үшін автоматты түрде сигнал жібереді. Ол 1 мәніне оралғаннан кейін, сіз ең жақсы боласыз», - деп түсіндірді Говиндан, Gradiant компаниясының бас директоры. .Жүйе қайта пайдалану үшін өндірістік зауыттардың ағынды суларын өңдейді және тазартады, сайып келгенде, галлон суда жылына миллиондаған долларды үнемдейді.Компания өскен сайын, Gradiant командасы өз арсеналына жаңа технологияларды, соның ішінде ластаушы заттарды іріктеп алуды, тек белгілі бір ластаушы заттарды жоюдың үнемді әдісін және кері ағынды кері осмос деп аталатын процесті, олардың тұзды концентрация әдісін қосты.Олар қазір фармацевтика, энергетика, тау-кен өнеркәсібі, тамақ және сусындар және дамып келе жатқан жартылай өткізгіш өнеркәсібі сияқты салалардағы тұтынушылар үшін суды тазарту және ағынды суларға арналған технологиялық шешімдердің толық жинағын ұсынады.«Біз жалпы сумен жабдықтау шешімдерін жеткізушіміз.Бізде меншікті технологиялардың ауқымы бар және тұтынушыларымыздың қажеттіліктеріне қарай тостағанды ​​таңдаймыз», - деді Байпай, Gradiant бас директоры.«Клиенттер бізді судағы серіктесі ретінде көреді.Біз олардың су мәселелерін басынан аяғына дейін шеше аламыз, осылайша олар өздерінің негізгі бизнесіне назар аудара алады.«Градун соңғы онжылдықта қарқынды өсуді бастан өткерді.Бүгінгі күні олар күніне 5 миллион үйге тең келетін 450 су және ағынды суларды тазарту қондырғыларын салды.Соңғы сатып алулардың арқасында жалпы қызметкерлер саны 500-ден астам адамға өсті.Шешімдер Pfizer, Anheuser-Busch InBev және Coca-Cola кіретін тұтынушыларында көрсетіледі.Олардың клиенттеріне Micron Technology, GlobalFoundries, Intel және TSMC сияқты жартылай өткізгіш алпауыттары да кіреді».ағынды сулар мен жартылай өткізгіштерге арналған өте таза су шынымен өсті », - деді Байпай.Жартылай өткізгіш өндірушілер су өндіру үшін өте таза суды қажет етеді.Ауыз сумен салыстырғанда жалпы еріген қатты заттар миллионға бірнеше бөлікті құрайды.Біріншіден айырмашылығы, микрочиптерді өндіруге жұмсалатын судың мөлшері миллиардқа немесе квадриллионға бөлікке тең. Қазіргі уақытта Сингапурдағы жартылай өткізгіштерді шығаратын зауытта (немесе зауытта) орташа қайта өңдеу жылдамдығы небәрі 43% құрайды. Ge C технологиясын пайдалану, бұл зауыттар өндіріс бірлігіне қажет 10 миллион галлон судың 98-99%-ын қайта өңдей алады.Бұл қайта өңделген су өндіріс процесіне қайта оралу үшін жеткілікті таза ».Біз бұл ластанған суды ағызуды жойдық, жартылай өткізгіш зауыттың қоғамдық сумен жабдықтауға тәуелділігін іс жүзінде жойдық».Bajpayee In, fabry ci суды пайдалануды жақсарту үшін күшеюде, бұл тұрақтылықты маңызды етеді.бөлу арқылы көбірек АҚШ зауыттарына: Bajpayee және Govindan, Shreya Dave '09, SM '12, PhD '16 сияқты тиімді химиялық фильтрация PhD докторы үшін тұзсыздандыруға бағытталған.Оның кеңесшісі, материалтану және инженерия профессоры Джеффри Гроссманның басшылығымен Дэйв тиімдірек және арзанырақ тұзсыздандыруды қамтамасыз ете алатын мембрана жасады.Құнды және нарықты мұқият талдаудан кейін Дэйв оның тұзсыздандыру мембраналарын коммерцияландыру мүмкін емес деген қорытындыға келді.«Қазіргі заманғы технологиялар өз ісінде өте жақсы.істеу.Олар арзан, жаппай шығарылады және өте жақсы жұмыс істейді.Біздің технология үшін нарық болмады», - деді Дэйв.Диссертациясын қорғағаннан кейін көп ұзамай ол Nature журналындағы шолу мақаласын оқып, бәрін өзгертті.Мақала мәселені анықтады.Көптеген өнеркәсіптік процестердің негізін құрайтын химиялық бөлу көп энергияны қажет етеді.Өнеркәсіпке тиімдірек және арзанырақ мембраналар қажет.Дэйв оның шешімі болуы мүмкін деп ойлады.Экономикалық мүмкіндіктер бар екенін анықтағаннан кейін, Дэйв, Гроссман және Брент Келлер, PhD '16, 2017 жылы Via Separations құрды. Көп ұзамай олар Массачусетс технологиялық институтынан венчурлық қаржыландыруды алған алғашқы компаниялардың бірі ретінде Engine-ді таңдады.Қазіргі уақытта өнеркәсіптік фильтрация химиялық заттарды өте жоғары температурада қосылыстарды бөлу үшін қыздыру арқылы жүзеге асырылады.Дэйв оны макарон жасау үшін буланғанша барлық суды қайнатумен салыстырады, ал қалғаны спагетти.Өндірісте бұл химиялық бөлу әдісі энергияны көп қажет етеді және тиімсіз.Via Separations компаниясы «макарон сүзгісі» өнімдерінің химиялық баламасын жасады.Бөлу үшін жылуды пайдаланудың орнына олардың мембраналары қосылыстарды «сүзеді».Бұл химиялық сүзу әдісі стандартты әдістерге қарағанда энергияны 90% аз тұтынады.Көптеген мембраналар полимерлерден жасалғанымен, Via Separations мембраналары жоғары температура мен қатал ортаға төтеп бере алатын тотыққан графеннен жасалған.Мембрана кеуек өлшемін және бетінің химиясын реттеу арқылы тұтынушы қажеттіліктеріне сәйкес калибрленеді.Қазіргі уақытта Дэйв және оның командасы целлюлоза-қағаз өнеркәсібіне тірек ретінде назар аударуда.Олар «қара ликер» деп аталатын затты энергияны тиімдірек қайта өңдейтін жүйені әзірледі.қағаз, биомассаның тек үштен бірі қағазға жұмсалады.Дәл қазір макулатураның қалған үштен екі бөлігін пайдаланудың ең құндысы - суды қайнату үшін буландырғышты пайдалану, оны өте сұйылтылған ағыннан өте шоғырланған ағынға айналдыру », - деді Дэйв.өндірілген энергия сүзу процесін қуаттандыруға жұмсалады ».Бұл жабық жүйе АҚШ-та көп энергияны тұтынады.Біз мұны қазанға «спагетти торын» қою арқылы жасай аламыз, деп қосады Дэйв.VulcanForms: Өнеркәсіптік масштабтағы аддитивті өндіріс Ол 3D басып шығару бойынша курсты үйретеді, ол «Қосымша өндіріс (AM)» деп аталады.Ол кезде бұл оның басты назарында болмаса да, ол зерттеуге назар аударды, бірақ ол тақырыпты қызықты деп тапты.Сыныптағы көптеген оқушылар, соның ішінде Мартин Фельдман MEng '14.Фельдманн алдыңғы қатарлы өндіріс саласындағы магистр дәрежесін алғаннан кейін Харттың зерттеу тобына толық уақытты қосылды.Онда олар AM-ге деген өзара қызығушылықпен байланысты.Олар ұнтақ қабаты лазерлік дәнекерлеу деп аталатын дәлелденген металды өндіру технологиясын қолдана отырып, инновациялар енгізу мүмкіндігін көрді және қоспалы металды өндіру тұжырымдамасын өнеркәсіптік масштабқа шығаруды ұсынды.2015 жылы олар VulcanForms негізін қалады.«Біз AM машинасының архитектурасын ерекше сапа мен өнімділік бөліктерін шығару үшін жасадық», - деді Харт.«Ал біз.Біздің машиналар қосымша өндірісті, кейінгі өңдеуді және дәл өңдеуді біріктіретін толық цифрлық өндіріс жүйесіне біріктірілген.«Бөлшектерді жасау үшін басқаларға 3D принтерлерін сататын басқа компаниялардан айырмашылығы, VulcanForms өнеркәсіптік машина бөлшектерін жасау және тұтынушыларға сату үшін көліктер паркін пайдаланады.VulcanForms 400-ге жуық қызметкерге дейін өсті.Ұжым алғашқы өндірісін өткен жылы ашты.«VulcanOne» деп аталатын кәсіпорын.VulcanForms шығарған бөлшектердің сапасы мен дәлдігі медициналық имплантанттар, жылу алмастырғыштар және ұшақ қозғалтқыштары сияқты өнімдер үшін өте маңызды.Олардың машиналары металдың жұқа қабаттарын басып шығара алады.«Біз өндіру қиын немесе кейбір жағдайларда шығару мүмкін емес бөлшектерді шығарамыз», - деп қосты компанияның директорлар кеңесінің мүшесі Харт.VulcanForms әзірлеген технология қосымша процесс арқылы тікелей немесе жанама түрде неғұрлым тиімді және икемді жеткізу тізбегі арқылы бөлшектер мен өнімдерді неғұрлым тұрақты түрде өндіруге көмектеседі. VulcanForms және тұтастай алғанда AM тұрақтылыққа ықпал ететін әдістердің бірі - бұл. материалды үнемдеу. VulcanForms-те қолданылатын көптеген материалдар, мысалы, титан қорытпалары көп энергияны қажет етеді.титан бөлігі, сіз дәстүрлі өңдеу процестеріне қарағанда әлдеқайда аз материал пайдаланасыз.Материалдық тиімділік - Харт AM энергияны үнемдеу тұрғысынан үлкен айырмашылықты жасайтынын көреді.Харт сонымен қатар AM тиімдірек реактивті қозғалтқыштардан болашақ термоядролық реакторларға дейін таза энергия технологияларындағы инновацияларды жеделдете алатынын атап көрсетеді. «Таза энергия технологияларының тәуекелін азайтуға және масштабтауға ұмтылатын компаниялар тәжірибе мен озық өндірістік мүмкіндіктерге қол жеткізуді талап етеді, ал өнеркәсіптік қоспаларды өндіру. осыған байланысты трансформациялық », - деп қосады Харт.Өнім: үйкеліс.Машина жасау профессоры Крипа Варанаси және LiquiGlide командасы үйкеліссіз болашақ құруға және процесте қалдықтарды айтарлықтай азайтуға ұмтылады.2012 жылы Варанаси және Дэвид Смит SM '11 түлегі негізін қалаған LiquiGlide сұйықтықтардың беттердің үстінен «сырғуына» мүмкіндік беретін арнайы жабындарды әзірледі.Өнімнің әрбір тамшысы, мейлі ол тіс пастасы бар түтіктен сығып алынса да, зауытта 500 литрлік банкадан ағызылған болса да, пайдалануға кетеді.Үйкеліссіз контейнерлер өнім қалдықтарын күрт азайтады және қайта өңдеу немесе қайта пайдалану алдында контейнерлерді тазалаудың қажеті жоқ.компания тұтынушылық өнімдер секторында үлкен жетістіктерге жетті.Colgate клиенті бірнеше салалық дизайн марапаттарын жеңіп алған Colgate Elixir тіс пастасы бөтелкесінің дизайнында LiquiGlide технологиясын пайдаланды.LiquiGlide компаниясы әлемге әйгілі дизайнер Ив Бехармен серіктестік жасап, өз технологиясын сұлулық пен жеке өнімдерді орау гигиенасына қолдануда.Сонымен бірге, АҚШ-тың азық-түлік және дәрі-дәрмекпен күрес басқармасы оларға шебер құрылғы берді.Биофармацевтикалық қолданбалар мүмкіндіктер жасайды.2016 жылы компания үйкеліссіз контейнер өндірісін жасайтын жүйені әзірледі.материалдың қабырғаларға жабысуын болдырмайтын резервуарлардың, шұңқырлардың және бункерлердің бетін өңдеу.Жүйе материалдық қалдықтарды 99%-ға дейін азайта алады.«Бұл шынымен де ойынды өзгертуі мүмкін.Ол өнім қалдықтарын үнемдейді, резервуарларды тазалаудан ағынды суларды азайтады және өндіріс процесін қалдықсыз етуге көмектеседі», - деді Варанаси, LiquiGlide төрағасы.контейнер беті.Контейнерге қолданған кезде, майлау әлі де текстураға сіңеді.Капиллярлық күштер тұрақтандырады және сұйықтықтың бетіне таралуына мүмкіндік береді, бұл кез келген тұтқыр материал сырғана алатын тұрақты майланған бетті жасайды.Компания тіс пастасы немесе бояу болсын, өнімге байланысты қатты және сұйық заттардың қауіпсіз комбинациясын анықтау үшін термодинамикалық алгоритмдерді пайдаланады.Компания зауытта контейнерлер мен цистерналарды өңдей алатын роботты бүріккіш жүйені құрастырды.Компанияны өнім қалдықтарынан миллиондаған доллар үнемдеумен қатар, LiquiGlide өнім қабырғаларға жиі жабысатын контейнерлерді жүйелі түрде тазалау үшін қажет су мөлшерін айтарлықтай азайтады.Көп сумен тазалауды қажет етеді.Мысалы, агрохимияда пайда болған улы ағынды суларды кәдеге жаратудың қатаң ережелері бар.Мұның бәрін LiquiGlide көмегімен жоюға болады», - деді Варанаси.Көптеген өндірістік зауыттар пандемияның басында жабылып, зауыттарда CleanTanX пилоттық жобаларының іске қосылуын бәсеңдетсе де, соңғы айларда жағдай жақсарды.Варанаси LiquiGlide технологиясына, әсіресе жартылай өткізгіш пасталар сияқты сұйықтықтарға сұраныстың артып келе жатқанын көріп отыр.Gradant, Via Separations, VulcanForms және LiquiGlide сияқты компаниялар өндірісті кеңейту қоршаған ортаға айтарлықтай шығын әкелудің қажеті жоқ екенін дәлелдеп отыр.Өндірістің тұрақты масштабтауға мүмкіндігі бар».инженер-механик, өндіріс әрқашан біздің жұмысымыздың өзегі болды.Атап айтқанда, MIT-де өндірісті тұрақты ету міндеттемесі әрқашан болды», - деді Эвелин Ванг, Форд инженерия профессоры және машина жасау кафедрасының бұрынғы төрағасы.біздің планета әдемі.«Өндірісті ынталандыратын CHIPS және «Ғылым туралы заң» сияқты заңдардың арқасында бізді тұрақты болашаққа жақындататын, қоршаған ортаға әсерді азайтатын шешімдерді әзірлейтін жаңадан бастаушылар мен компанияларға сұраныс артады.
MIT түлектері бүкіл әлем бойынша ғылыми басылымдарды жеңілдету үшін платформа жасайды
MIT сарапшылары нейротехнологиядағы жетістіктерден шабыттану үшін бірге келеді


Жіберу уақыты: 06 қаңтар 2023 ж
  • wechat
  • wechat