Tiskanje na 3D tiskalniku in še 4 inženirski trendi, ki bodo naš svet naredili boljši
Miscellanea / / January 19, 2022
Ena majica iz pametnega blaga vas bo ogrela v mrazu in ohladila v vročini. In večnadstropne kmetije bodo prihranile kilometre polj. Ugotovite, kako bodo drugi inženirji v bližnji prihodnosti spremenili naša življenja.
Trend 1: Razvoj zelenih goriv za pomoč pri zmanjševanju ogljičnega odtisa
Progresivni svet se resno ukvarja s prehodom na čiste in obnovljive vire energije za promet. Ceste so polne električnih vozil, a to za inženirje ni dovolj. Z vso močjo delajo na izboljšanju vodikovih motorjev. Zeleni vodik že velja za glavno alternativo dizelskemu gorivu in znanstveniki so našli način, kako ga proizvajati na okolju prijazen način. Za to se uporablja elektroliza vode, energija, potrebna za reakcijo, pa prihaja iz obnovljivega vira. Metoda vam omogoča, da se znebite 830 milijonov ton škodljivih emisij ogljikovega dioksida na leto.
Številni avtomobilski velikani že proizvajajo avtomobile z vodikovimi motorji. Naslednje je letalstvo. Airbus je aktiven delajo
o ustvarjanju "zelenih" letal, v ZDA pa nameravajo narediti prvo na svetu s posadko helikopter na vodikovo gorivo. Vendar pa strokovnjaki pravijoda bo "zeleni" vodik lahko tekmoval s svojimi neokolju prijaznimi kolegi ne prej kot čez 10 let. Hkrati so to že EU, Avstralija, ZDA in druge države začela za razvoj vodikove energije, Japonska pa je to postavila za državno prioriteto že leta 2017. V tej panogi bodo inženirji zagotovo imeli kaj početi.Trend 2: optimizacija proizvodnje hrane - vertikalne kmetije za zelenjavo in sadje
Nekoč je gradnja nebotičnikov rešila problem zgoščenosti mest. Zdaj inženirji to idejo prenašajo na kmetijstvo in predlagajo gradnjo kmetij ne v širino, ampak navzgor - večnadstropne gredice namesto kilometrov polj. Vertikalna kmetijska kmetija je avtomatiziran kompleks z umetno razsvetljavo, klimatsko napravo, ogrevanjem in sterilnim zrakom. Običajno obstaja zaprt namakalni sistem: izhlapeno vlago lahko ponovno uporabite in prihranite do 90 % vode. Takšen inženirski čudež bo omogočil kmetovanje tudi v središču mesta. In tudi na območjih sušnega podnebja in težkih razmer skrajnega severa.
Sadje in zelenjava s takih kmetij ni nič slabše od običajnih. In morda še bolje: ne vsebujejo pesticidov in škodljivcev, saj se v proizvodnji ne uporabljajo gnojila in kemikalije. Avtor ocene strokovnjakov, bodo do leta 2025 vertikalne kmetije postale norma za velika mesta v razvitih državah. Danes je nenavadno kmetovanje najbolj aktivno razvija v ZDA, Nemčiji, na Kitajskem in na Japonskem. Celo vodja Amazona Jeff Bezos je cenil tehnološki trend in pohitel vlagati v startupu, ki deluje z vertikalnimi kmetijami.
Trend 3: razvoj modeliranja in računalniškega inženiringa
Konkurenca med proizvajalci se vrtoglavo povečuje, procesi v podjetjih so vse bolj zapleteni, stroški in tveganja naraščajo. Računalniški inženiring pomaga slediti napredku in zmanjšati stroške. Ti sistemi vam omogočajo načrtovanje digitalnih modelov izdelkov in procesov celotnega proizvodnega cikla.
Takšne tehnologije se izkažejo za bolj ekonomične od resničnih prototipov - virtualni modeli ne zahtevajo materialov, temveč le izračune na računalniškem zaslonu. Pri izdelavi blaga modeliranje zmanjša odstotek napak izdelka, saj so številne napake odpravljene že v fazi projektiranja. Danes se te tehnologije uspešno uporabljajo v strojništvu, metalurgiji, biomedicini, arhitekturi, oblikovanju in celo v letalski industriji. Oktobra lani je Elon Musk odprl četrto Tesla Gigafactory v Berlinu. Načrtovano je sprostitev 500 tisoč avtomobilov na leto. Seveda bo za takšne obsege proizvodnje med drugim zagotavljal računalniški inženiring. Mimogrede, začeli so se dragoceni strokovnjaki tega profila kuhaj in na ruskih univerzah.
Trend 4: gradnja zgradb s 3D tiskanjem
Z uporabo 3D tiskalnika je bilo mogoče zgraditi hiše v nekaj dneh. Največja zgradba na svetu je "natisnjena" v Dubaju. To je rezultat dela startupa z ruskimi koreninami, ki je leta 2017 “zgrajeno» na lastnem 3D tiskalniku 38-metrsko hišo v Stupinu pri Moskvi v samo 24 urah. Površina stavbe v ZAE je 641 kvadratnih metrov grozno v Guinnessovo knjigo rekordov in podjetnikom prinesel milijon dolarjev. Po načrtih dubajskih oblasti bo do leta 2030 četrtina mestnih zgradb zgrajena s 3D tiskalniki.
Tehnologija dovoljuje zmanjšati stroške gradnje za šestkrat, prav tako zmanjšati količino odpadkov na gradbišču. Na področju 3D tiskanja stavb je za inženirje pomembna tudi druga smer - ustvarjanje novih materialov. Na primer, univerzi v Južnem Walesu je to uspelo izmislitikako popraviti 3D natisnjeno plastiko z LED žarki. Poskusi so pokazali, da najdena metoda obnovi material in ga poleg tega naredi močnejšega. Koristen bonus odkritja je skrb za okolje, saj rešitev zmanjša količino plastičnih odpadkov.
Trend 5: Izdelava oblačil iz pametnih tkanin
Kdo bi si mislil, da se bodo inženirji resno ukvarjali s proizvodnjo materialov za oblačila. Optična vlakna, kovine, prevodni polimeri in druge komponente so nadomestile tradicionalni bombaž in volno. Nova sintetika lahko na primer absorbira znoj in ne postane težka, vodoodporne tkanine pa odlično ščitijo pred slabim vremenom - to nikogar ne bo presenetilo.
Zdaj je aktiven razvoj posebnih - pametnih - materialov, ki se lahko prilagajajo okoljskim spremembam. Na primer, spremenite barvo, "vklopite" vodoodpornost, antibakterijske in druge lastnosti. Pametna oblačila vam bodo pomagala, da ne zmrznete na mrazu in se ne pregrejete v vročini. adaptivno tkivo prišel z na univerzi v Marylandu. Odzove se na temperaturo človeškega telesa in se odloči, ali bo telo ogrelo ali ohladilo. Pametne tkanine lahko celo olajšajo delo zdravnikov. Senzorji in senzorji v takšnih materialih dovoli spremljati zdravje bolnikov in ujeti simptome nekaterih bolezni.
Inženirji naredijo naš svet boljši in priročnejši. Po poklicu bo v naslednjih desetletjih veliko povpraševanja, zato si mnogi šolarji in študenti želijo graditi kariero v tej panogi. Med bodočimi inženirji so celo cela tekmovanja! Kmalu se bo začela 10. sezona mednarodnega inženirskega prvenstva CASE‑IN, enega od projektov predsedniške platforme »Rusija – dežela priložnosti«. Trajal bo 5 mesecev, finale pa bo maja 2022 v Moskvi. "Športniki" bodo morali rešiti probleme na temo "Industrija 4.0".
Prijave udeležencev prvenstva so se že začele. Na tekmovanju se lahko preizkusijo učenci, študenti in mladi strokovnjaki iz katere koli regije Rusije. Med nagradami so dodatne ocene USE, ugodnejši pogoji za vpis na podiplomski in magistrski študij ter zanimive zaposlitvene ponudbe.