Az MIT mérnökei megoldásokat dolgoznak ki a tisztább jövő érdekében

Kiadó – Indiai oktatási hírek, indiai oktatás, globális oktatás, főiskolai hírek, egyetemek, karrierlehetőségek, felvételi, állások, vizsgák, teszteredmények, főiskolai hírek, oktatási hírek
A gyártás a nyár elején folyt.Az augusztusban hatályba lépett Chips and Science Act hatalmas befektetést jelent az Egyesült Államok hazai gyártásába.A törvényjavaslat célja az amerikai félvezetőipar jelentős bővítése, az ellátási láncok megerősítése, valamint a kutatásba és fejlesztésbe való befektetés új technológiai áttörések elérése érdekében.John Hart gépészmérnök professzor és a Massachusetts Institute of Technology Gyártási és Termelékenységi Laboratóriumának igazgatója szerint a Chip Act csak a legújabb példa arra, hogy az elmúlt években jelentősen megnőtt a gyártók érdeklődése.A világjárvány hatása az ellátási láncokra, a globális geopolitikára, valamint a fenntartható fejlődés relevanciája és fontossága” – mondta Hart.Innovációk az ipari technológiákban.„A gyártásra való növekvő hangsúly miatt a fenntarthatóságot előtérbe kell helyezni.2020-ban az üvegházhatású gázok kibocsátásának mintegy negyede az iparból és a feldolgozóiparból származik.A gyárak és gyárak a helyi vízkészletet is kimeríthetik, és hatalmas mennyiségű hulladékot termelhetnek, amelyek egy része mérgező is lehet.E problémák megoldásához és az alacsony szén-dioxid-kibocsátású gazdaságra való átállás biztosításához új termékek és ipari folyamatok kifejlesztése szükséges a fenntartható termelési technológiák mellett.Hart úgy véli, hogy a gépészmérnökök kritikus szerepet játszanak ebben az átmeneti szerepben.„A gépészmérnökök egyedülálló képességgel rendelkeznek olyan kritikus problémák megoldására, amelyek új generációs hardvertechnológiát igényelnek, és tudják, hogyan méretezhetik megoldásaikat” – mondta Hart, az MIT Gépészmérnöki Tanszékének professzora.Megoldásokat kínál a környezeti problémákra, előkészítve az utat a fenntarthatóbb jövő felé.Gradun: A Cleantech Water Solutions Manufacturing vízre van szüksége, és sok vízre.Egy közepes méretű félvezetőgyártó üzem több mint 10 millió gallon vizet használ fel naponta.a világ egyre jobban szenved az aszálytól.A Gradiant megoldást kínál erre a vízproblémára.A vállalat élén Anurag Bajpayee SM '08 PhD '12 és Prakash Govindan PhD '12 társalapítói és úttörői állnak a fenntartható víz vagy a „tiszta technológia” projektekben.Bajpayee és Govindan a Rosenova Kendallról elnevezett Heat Transfer Laboratory végzős hallgatóiként gyakorlatiasságot és cselekvési hajlamot osztanak.Az indiai Chennaiban tapasztalt súlyos aszály idején Govindan doktori címére olyan párásító-páramentesítő technológiát fejlesztett ki, amely az esőzések természetes ciklusát utánozza.Egy technológiát Carrier Gas Extraction-nek (CGE) hívtak, és 2013-ban ketten megalapították a Gradientet.A CGE egy szabadalmaztatott algoritmus, amely figyelembe veszi a bejövő szennyvíz minőségének és mennyiségének változékonyságát.Az algoritmus egy dimenzió nélküli számon alapul, amelyet Govindan egyszer javasolt a Linhard számnak hívni a felettese tiszteletére.a rendszerben a víz minősége megváltozik, technológiánk automatikusan jelet küld az áramlási sebesség beállítására, hogy a dimenzió nélküli számot 1-re állítsa vissza. Ha az 1-es értékre tér vissza, Ön a legjobb lesz” – magyarázta Govindan, a Gradiant ügyvezető igazgatója. .A rendszer feldolgozza és kezeli a gyártóüzemekből származó szennyvizet újrafelhasználás céljából, így végül több millió dollárt takarít meg évente gallon vízben.A cég növekedésével a Gradiant csapata új technológiákkal bővítette arzenálját, beleértve a szelektív szennyezőanyag-kivonást, egy gazdaságos módszert, amellyel csak bizonyos szennyezőket távolítanak el, és az ellenáramú fordított ozmózisnak nevezett eljárást, a sóoldat-koncentrációs módszert.Jelenleg a vízkezeléshez és szennyvízkezeléshez szükséges technológiai megoldások teljes készletét kínálják ügyfeleinek olyan iparágakban, mint a gyógyszeripar, az energiaipar, a bányászat, az élelmiszer- és italgyártás, valamint a növekvő félvezetőipar.„Teljes vízellátási megoldások szolgáltatója vagyunk.Számos szabadalmaztatott technológiánk van, és ügyfeleink igényei alapján fogunk választani a tegezünkből” – mondta Bajpayee, a Gradiant vezérigazgatója.„Az ügyfelek vízi partnerükként tekintenek ránk.Az elejétől a végéig meg tudjuk oldani a vízproblémáikat, így az alaptevékenységükre koncentrálhatnak.„A Gradun robbanásszerű növekedésen ment keresztül az elmúlt évtizedben.Eddig 450 víz- és szennyvíztisztító telepet építettek, amelyek napi 5 millió otthonnak megfelelő mennyiséget tisztítanak meg.A legutóbbi akvizíciókkal a teljes létszám 500 fő fölé nőtt.A megoldások tükröződnek ügyfeleikben is, köztük a Pfizer, az Anheuser-Busch InBev és a Coca-Cola.Ügyfeleik között vannak olyan félvezető óriások is, mint a Micron Technology, a GlobalFoundries, az Intel és a TSMC.”A szennyvíz és az ultratiszta víz mennyisége a félvezetők számára valóban megnőtt” – mondta Bajpayee.A félvezetőgyártók ultratiszta vizet igényelnek a víz előállításához.Az összes oldott szilárdanyag az ivóvízhez viszonyítva néhány milliomod rész.Az előbbitől eltérően a mikrochipek gyártásához felhasznált víz mennyisége milliárd rész vagy kvadrillió rész között van.Jelenleg egy szingapúri félvezetőgyártó üzemben (vagy gyárban) az átlagos újrahasznosítási arány mindössze 43%.A Ge C technológiáját használva, ezek a gyárak a termelési egységenként szükséges 10 millió gallon víz 98-99%-át újra tudják hasznosítani.Ez az újrahasznosított víz elég tiszta ahhoz, hogy visszakerüljön a gyártási folyamatba.”Megszüntettük ezt a szennyezett vízkibocsátást, gyakorlatilag megszüntetve a félvezetőgyártó üzem közüzemi vízellátástól való függését.”A Bajpayee In Fabry ci-re egyre nagyobb nyomás nehezedik, hogy javítsák vízfelhasználásukat, ami kritikussá teszi a fenntarthatóságot.több egyesült államokbeli üzembe az elválasztás révén: hatékony kémiai szűrés, mint például Bajpayee és Govindan, Shreya Dave '09, SM '12, PhD '16, a sótalanításra összpontosított doktori fokozata számára.Tanácsadója, Jeffrey Grossman, az anyagtudomány és mérnöki professzor irányítása alatt Dave olyan membránt készített, amely hatékonyabb és olcsóbb sótalanítást biztosíthat.A gondos költség- és piacelemzés után Dave arra a következtetésre jutott, hogy a sótalanító membránjait nem lehet kereskedelmi forgalomba hozni.„A modern technológiák nagyon jók abban, amit csinálnak.csináld.Olcsóak, sorozatgyártásúak és nagyon jól működnek.A mi technológiánknak nem volt piaca” – mondta Dave.Nem sokkal disszertációja megvédése után elolvasott egy áttekintő cikket a Nature folyóiratban, amely mindent megváltoztatott.A cikk azonosította a problémát.A kémiai szétválasztás, amely számos ipari folyamat középpontjában áll, sok energiát igényel.Az iparnak hatékonyabb és olcsóbb membránokra van szüksége.Dave úgy gondolta, hogy van megoldása.Miután megállapították, hogy vannak gazdasági lehetőségek, Dave, Grossman és Brent Keller, PhD '16 2017-ben létrehozták a Via Separationst. Nem sokkal ezután az Engine-t választották az egyik első vállalatként, amely kockázati tőkefinanszírozásban részesült a Massachusetts Institute of Technology-tól.Jelenleg az ipari szűrést vegyszerek nagyon magas hőmérsékleten történő hevítésével végzik a vegyületek elkülönítésére.Dave ahhoz hasonlítja, hogy az egész vizet addig forralja, amíg el nem párolog, így tészta készül, és ami marad, az a spagetti.A termelésben ez a kémiai elválasztási módszer energiaigényes és nem hatékony.A Via Separations megalkotta a „tésztaszűrő” termékek kémiai megfelelőjét.Ahelyett, hogy hőt használnának az elválasztáshoz, membránjaik „szűrik” a vegyületeket.Ez a kémiai szűrési módszer 90%-kal kevesebb energiát fogyaszt, mint a hagyományos módszerek.Míg a legtöbb membrán polimerből készül, a Via Separations membránok oxidált grafénből készülnek, amely ellenáll a magas hőmérsékletnek és a zord környezetnek.A membránt a pórusméret és a felületi kémiai hangolás megváltoztatásával az ügyfelek igényei szerint kalibrálják.Jelenleg Dave és csapata a cellulóz- és papíriparra, mint támaszpontra összpontosít.Olyan rendszert fejlesztettek ki, amely energiahatékonyabban hasznosítja a „feketelúg” néven ismert anyagot.papír, a biomasszának csak egyharmadát használják papírra.Jelenleg a papírhulladék fennmaradó kétharmadának legértékesebb felhasználása az, ha egy párologtatót forralunk fel, ami nagyon híg vízsugárból nagyon tömény vízsugárrá alakítja át” – mondta Dave.a megtermelt energiát a szűrési folyamat működtetésére használják fel.”Ez a zárt rendszer sok energiát fogyaszt az Egyesült Államokban.Ezt úgy tehetjük meg, hogy egy „spagettihálót” helyezünk az üstbe – teszi hozzá Dave.VulcanForms: Ipari léptékű additív gyártás Tanfolyamot tart a 3D nyomtatásról, ismertebb nevén Additív Manufacturing (AM).Bár akkor nem ez volt a fő témája, inkább a kutatásra koncentrált, de a témát lenyűgözőnek találta.Ahogy sok diák az osztályban, köztük Martin Feldmann MEng '14.Feldmann teljes munkaidőben csatlakozott a Hart kutatócsoportjához, miután megszerezte a fejlett gyártás mesterképzését.Ott összekötötték az AM iránti kölcsönös érdeklődést.Meglátták az innováció lehetőségét a porágyas lézerhegesztés néven ismert, bevált additív fémgyártási technológia alkalmazásával, és javasolták az additív fémgyártás koncepciójának ipari méretekben való elterjesztését.2015-ben megalapították a VulcanForms céget.„Az AM Machine Architecture-t úgy fejlesztettük ki, hogy kivételes minőségű és termelékeny alkatrészeket állítsunk elő” – mondta Hart."És mi.Gépeinket egy teljesen digitális gyártási rendszerbe integráltuk, amely egyesíti az additív gyártást, az utófeldolgozást és a precíziós megmunkálást.„Eltérően más cégektől, amelyek 3D nyomtatókat adnak el másoknak alkatrészgyártás céljából, a VulcanForms járműparkját arra használja, hogy ipari gépalkatrészeket gyártson és adjon el az ügyfeleknek.A VulcanForms létszáma közel 400 alkalmazottra nőtt.A csapat tavaly nyitotta meg első produkcióját.„VulcanOne” nevű vállalkozás.A VulcanForms által gyártott alkatrészek minősége és pontossága kritikus fontosságú az olyan termékek esetében, mint az orvosi implantátumok, hőcserélők és repülőgép-hajtóművek.Gépeik vékony fémrétegeket tudnak nyomtatni.„Olyan alkatrészeket gyártunk, amelyeket nehéz, vagy bizonyos esetekben lehetetlen gyártani” – tette hozzá Hart, a cég igazgatótanácsának tagja.A VulcanForms által kifejlesztett technológia elősegítheti az alkatrészek és termékek fenntarthatóbb előállítását, akár közvetlenül egy additív eljáráson keresztül, akár közvetve egy hatékonyabb és rugalmasabb ellátási láncon keresztül. A VulcanForms és az AM egésze a fenntarthatósághoz való hozzájárulás egyik módja az, hogy anyagmegtakarítás.A VulcanForms-ban használt anyagok közül sok, például a titánötvözetek sok energiát igényelnek.titán alkatrész, sokkal kevesebb anyagot használ, mint a hagyományos megmunkálási eljárások.Az anyaghatékonyság az, ahol Hart úgy látja, hogy az AM hatalmas változást hoz az energiamegtakarítás terén.Hart arra is rámutat, hogy az AM felgyorsíthatja az innovációt a tiszta energiatechnológiák terén, a hatékonyabb sugárhajtóművektől a jövőbeli fúziós reaktorokig. „A kockázatok csökkentésére és a tiszta energiatechnológiák skálázására törekvő vállalatoknak szakértelemre és fejlett gyártási képességekhez való hozzáférésre van szükségük, és az ipari adalékanyagok gyártása átalakuló ebben a tekintetben” – teszi hozzá Hart.Termék: Súrlódás.Kripa Varanasi gépészmérnök professzor és a LiquiGlide csapata elkötelezett a súrlódásmentes jövő megteremtése és a folyamat során keletkező hulladék jelentős csökkentése mellett.A Varanasi és az öregdiák, David Smith SM '11 által 2012-ben alapított LiquiGlide olyan speciális bevonatokat fejlesztett ki, amelyek lehetővé teszik a folyadékok „csúszását” a felületeken.Minden csepp termék használatba kerül, akár egy tubus fogkrémből préselik, akár gyárilag 500 literes tégelyből ürítik ki.A súrlódásmentes tartályok drasztikusan csökkentik a termékpazarlást, és nincs szükség a tartályok tisztítására az újrahasznosítás vagy újrafelhasználás előtt.a vállalat nagy előrelépéseket tett a fogyasztási cikkek szektorában.Egy Colgate ügyfele a LiquiGlide technológiát használta egy üveg Colgate Elixir fogkrém megtervezésekor, amely számos iparági formatervezési díjat nyert.A LiquiGlide együttműködött a világhírű tervezővel, Yves Beharral, hogy technológiájukat a szépségápolásban és a személyes termékek csomagolásának higiéniájában alkalmazzák.Ezzel egy időben az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hatósága egy mestereszközt is biztosított számukra.A biogyógyszerészeti alkalmazások lehetőséget teremtenek.2016-ban a cég kifejlesztett egy rendszert, amely súrlódásmentes konténergyártást tesz lehetővé.tárolótartályok, tölcsérek és tölcsérek felületkezelése, megakadályozva az anyag falra tapadását.A rendszer akár 99%-kal is csökkentheti az anyagpazarlást.„Ez valóban változást hozhat a játékban.Megspórolja a termékpazarlást, csökkenti a tartályok tisztításából származó szennyvizet, és segít a gyártási folyamat hulladékmentessé tételében” – mondta Varanasi, a LiquiGlide elnöke.tartály felülete.Egy tartályra felhordva a síkosító még mindig beszívódik a textúrába.A kapilláris erők stabilizálódnak, és lehetővé teszik a folyadék szétterülését a felületen, így tartósan kenhető felület jön létre, amelyen bármilyen viszkózus anyag megcsúszhat.A cég termodinamikai algoritmusok segítségével határozza meg a szilárd és folyékony anyagok biztonságos kombinációit a terméktől függően, legyen szó fogkrémről vagy festékről.A cég egy robotizált permetezőrendszert épített ki, amely képes kezelni a konténereket és a tartályokat a gyárban.Amellett, hogy a vállalat több millió dollárt takarít meg a termékhulladéktól, a LiquiGlide jelentősen csökkenti a víz mennyiségét, amely a rendszeres tisztításhoz szükséges ezeknek a tartályoknak, ahol a termék gyakran megtapad a falakon.Tisztítást igényel bő vízzel.Például az agrokémiában szigorú szabályok vonatkoznak a keletkező mérgező szennyvíz elhelyezésére.Mindez kiküszöbölhető a LiquiGlide segítségével” – mondta Varanasi.Míg sok gyártóüzem bezárt a járvány korai szakaszában, lelassítva a CleanTanX kísérleti projektek gyári bevezetését, a helyzet az elmúlt hónapokban javult.Varanasiban egyre nagyobb az igény a LiquiGlide technológia iránt, különösen a folyadékok, például a félvezető paszták iránt.Az olyan cégek, mint a Gradant, a Via Separations, a VulcanForms és a LiquiGlide bebizonyították, hogy a termelés bővítésének nem kell meredek környezetvédelmi költséggel járnia.A gyártásban megvan a lehetőség a fenntartható méretezésre.”gépészmérnökök, a gyártás mindig is munkánk középpontjában állt.Különösen az MIT-nél mindig is elkötelezett volt a gyártás fenntarthatóvá tétele iránt” – mondta Evelyn Wang, a Ford mérnökprofesszora, a gépészeti részleg korábbi elnöke.gyönyörű a bolygónk.„Az olyan törvényekkel, mint a CHIPS és a Science Act ösztönzik a gyártást, egyre nagyobb kereslet lesz olyan induló vállalkozások és vállalatok iránt, amelyek olyan megoldásokat fejlesztenek ki, amelyek mérséklik a környezeti hatásokat, közelebb visznek bennünket egy fenntarthatóbb jövőhöz.
Az MIT öregdiákjai platformot építenek a tudományos publikálás megkönnyítésére szerte a világon
Az MIT szakértői összejönnek, hogy ihletet merítsenek a neurotechnológia fejlődéséből


Feladás időpontja: 2023-06-06
  • wechat
  • wechat