Drukarnie na drukarce 3D i 4 kolejne trendy inżynierskie, które uczynią nasz świat lepszym miejscem
Miscellanea / / January 19, 2022
Jedna koszulka wykonana z inteligentnej tkaniny zapewni Ci ciepło w zimnie i chłód w upale. A wielopiętrowe gospodarstwa zaoszczędzą kilometry pól. Dowiedz się, jak inni inżynierowie zmienią nasze życie w najbliższej przyszłości.
Trend 1: Opracowywanie ekologicznych paliw w celu zmniejszenia śladu węglowego
Postępowy świat jest poważnie zaangażowany w przejście na czyste i odnawialne źródła energii dla transportu. Drogi wypełnione są pojazdami elektrycznymi, ale inżynierom to za mało. Pracują z mocą i głównym celem ulepszenia silników wodorowych. Zielony wodór jest już uważany za główną alternatywę dla oleju napędowego, a naukowcy znaleźli sposób na jego produkcję w sposób przyjazny dla środowiska. W tym celu wykorzystywana jest elektroliza wody, a energia niezbędna do reakcji pochodzi z odnawialnego źródła. Metoda pozwala się pozbyć 830 milionów ton szkodliwe emisje dwutlenku węgla rocznie.
Wielu gigantów motoryzacyjnych już teraz produkuje samochody z silnikami wodorowymi. Następna w kolejce jest lotnictwo. Airbus aktywnie działa
pracujący w sprawie stworzenia „zielonych” samolotów, a w Stanach Zjednoczonych planują zrobić pierwszy na świecie załogowy śmigłowiec na paliwie wodorowym. Jednak eksperci Mówiąże „zielony” wodór będzie mógł konkurować ze swoimi nieprzyjaznymi dla środowiska odpowiednikami nie wcześniej niż za 10 lat. W tym samym czasie UE, Australia, USA i inne kraje już są Rozpoczęty rozwój energetyki wodorowej, a Japonia uczyniła z tego stanowy priorytet w 2017 roku. W tej branży inżynierowie na pewno będą mieli coś do roboty.Trend 2: Optymalizacja produkcji żywności - farmy wertykalne dla warzyw i owoców
Kiedyś budowa drapaczy chmur rozwiązała problem zagęszczenia miast. Teraz inżynierowie przenoszą tę ideę na rolnictwo i proponują budowę farm nie wszerz, ale w górę - piętrowe łóżka zamiast kilometrów pól. Pionowe gospodarstwo rolne to zautomatyzowany kompleks ze sztucznym oświetleniem, klimatyzacją, ogrzewaniem i sterylnym powietrzem. Zwykle jest zamknięty system nawadniający: możesz ponownie wykorzystać odparowaną wilgoć i zaoszczędzić do 90% wody. Taki cud inżynieryjny pozwoli na uprawę roli nawet w centrum miasta. A także na obszarach o suchym klimacie i trudnych warunkach Dalekiej Północy.
Owoce i warzywa z takich gospodarstw nie są gorsze niż te ze zwykłych. A może nawet lepiej: nie zawierają pestycydów i szkodników, bo w produkcji nie stosuje się nawozów i chemikaliów. Za pomocą oceny ekspertów, do 2025 roku farmy wertykalne staną się normą w dużych miastach w krajach rozwiniętych. Dziś rolnictwo nietypowe jest najbardziej aktywne rozwija się w USA, Niemczech, Chinach i Japonii. Nawet szef Amazona, Jeff Bezos, docenił trend technologiczny i pospieszył się inwestować w startupie, który współpracuje z farmami pionowymi.
Trend 3: rozwój modelowania i inżynierii komputerowej
Konkurencja wśród producentów rośnie w zawrotnym tempie, procesy w przedsiębiorstwach stają się coraz bardziej złożone, rosną koszty i ryzyko. Inżynieria komputerowa pomaga nadążyć za postępem i obniżyć koszty. Systemy te pozwalają na projektowanie cyfrowych modeli produktów i procesów całego cyklu produkcyjnego.
Takie technologie okazują się bardziej ekonomiczne niż rzeczywiste prototypy – wirtualne modele nie wymagają materiałów, a jedynie obliczeń na ekranie komputera. W produkcji towarów modelowanie zmniejsza odsetek wad produktu, ponieważ wiele błędów jest eliminowanych już na etapie projektowania. Obecnie technologie te są z powodzeniem stosowane w inżynierii mechanicznej, metalurgii, biomedycynie, architekturze, projektowaniu, a nawet w przemyśle lotniczym. W październiku ubiegłego roku Elon Musk otworzył w Berlinie czwartą Gigafabrykę Tesli. Planuje się uwolnienie 500 tysięcy samochodów rocznie. Oczywiście taką wielkość produkcji zapewni m.in. inżynieria komputerowa. Nawiasem mówiąc, zaczęli się cenni specjaliści o tym profilu kucharz oraz na rosyjskich uniwersytetach.
Trend 4: budowanie budynków za pomocą druku 3D
Za pomocą drukarki 3D możliwe stało się budowanie domów w ciągu kilku dni. Największy budynek na świecie „wydrukowany” w Dubaju. To efekt pracy startupu z rosyjskimi korzeniami, który jeszcze w 2017 roku”wybudowany» na własnej drukarce 3D 38-metrowy dom w Stupinie pod Moskwą w zaledwie 24 godziny. Powierzchnia budynku w Zjednoczonych Emiratach Arabskich wynosi 641 metrów kwadratowych, to straszny w Księdze Rekordów Guinnessa i przyniósł przedsiębiorcom milion dolarów. Zgodnie z planami władz Dubaju do 2030 roku jedna czwarta budynków miasta powstanie przy użyciu drukarek 3D.
Technologia pozwala obniżyć koszty budowy sześciokrotnie, a także zmniejszyć ilość odpadów na placu budowy. W dziedzinie druku 3D budynków dla inżynierów ważny jest również inny kierunek - tworzenie nowych materiałów. Na przykład Uniwersytet Południowej Walii był w stanie: wymyślićjak naprawić plastik wydrukowany w 3D za pomocą wiązek LED. Eksperymenty wykazały, że znaleziona metoda przywraca materiał i dodatkowo wzmacnia go. Przydatną premią odkrycia jest troska o środowisko, ponieważ rozwiązanie zmniejsza ilość odpadów z tworzyw sztucznych.
Trend 5: Robienie ubrań z inteligentnych tkanin
Kto by pomyślał, że inżynierowie na poważnie zajmą się produkcją materiałów na odzież. Światłowody, metale, przewodzące polimery i inne komponenty zastąpiły tradycyjną bawełnę i wełnę. Np. nowe syntetyki potrafią wchłaniać pot i nie obciążać, a wodoodporne tkaniny doskonale chronią przed niepogodą – to nikogo nie zaskoczy.
Obecnie trwają aktywne prace nad specjalnymi – inteligentnymi – materiałami, które są w stanie dostosować się do zmian środowiskowych. Na przykład zmień kolor, „włącz” wodoodporność, właściwości antybakteryjne i inne. Inteligentne ubrania pomogą Ci nie zamarznąć w zimnie i nie przegrzać w upale. tkanka adaptacyjna wymyślił na Uniwersytecie Maryland. Reaguje na temperaturę ludzkiego ciała i decyduje o tym, czy ciało ogrzać, czy schłodzić. Inteligentne tkaniny mogą nawet ułatwić pracę lekarzom. Czujniki i czujniki w takich materiałach pozwalać na monitorować stan zdrowia pacjentów i wyłapywać objawy niektórych chorób.
Inżynierowie czynią nasz świat lepszym i wygodniejszym. Zawód będzie bardzo poszukiwany w nadchodzących dziesięcioleciach, więc wielu uczniów i studentów chce budować karierę w tej branży. Są nawet całe konkursy wśród przyszłych inżynierów! Już niedługo rozpocznie się 10. sezon Międzynarodowych Mistrzostw Inżynierów CASE‑IN, jednego z projektów prezydenckiej platformy „Rosja – Kraina Możliwości”. Potrwa 5 miesięcy, a finał odbędzie się w maju 2022 roku w Moskwie. „Sportowcy” będą musieli rozwiązać problemy na temat „Przemysł 4.0”.
Rejestracja uczestników mistrzostw już się rozpoczęła. Uczniowie, studenci i młodzi specjaliści z dowolnego regionu Rosji mogą spróbować swoich sił w konkursie. Wśród nagród są dodatkowe wyniki USE, preferencyjne warunki przyjęć na studia podyplomowe i magisterskie oraz ciekawe oferty pracy.