Tlač domov na 3D tlačiarni a ďalšie 4 inžinierske trendy, vďaka ktorým bude náš svet lepším miestom
Rôzne / / January 19, 2022
Jedno tričko z inteligentnej látky vás zahreje v chlade a ochladí v horúčave. A viacposchodové farmy ušetria kilometre polí. Zistite, ako iní inžinieri zmenia naše životy vo veľmi blízkej budúcnosti.
Trend 1: Vývoj zelených palív, ktoré pomôžu znížiť vašu uhlíkovú stopu
Progresívny svet sa vážne zaoberá prechodom na čisté a obnoviteľné zdroje energie pre dopravu. Cesty sú plné elektrických vozidiel, ale to inžinierom nestačí. Zo všetkých síl pracujú na zlepšení vodíkových motorov. Zelený vodík je už považovaný za hlavnú alternatívu motorovej nafty a vedci našli spôsob, ako ho vyrábať ekologicky. Na tento účel sa využíva elektrolýza vody a energia potrebná na reakciu pochádza z obnoviteľného zdroja. Metóda vám umožňuje zbaviť sa 830 miliónov ton škodlivých emisií oxidu uhličitého za rok.
Mnoho automobilových gigantov už vyrába autá s vodíkovými motormi. Ďalej je to letectvo. Airbus je aktívny pracovné o vytvorení „zelených“ lietadiel a v Spojených štátoch plánujú vyrobiť prvé pilotované lietadlo na svete
vrtuľník na vodíkové palivo. Avšak odborníci hovoriaže „zelený“ vodík bude schopný konkurovať svojim neekologickým náprotivkom najskôr o 10 rokov. Zároveň EÚ, Austrália, USA a ďalšie krajiny už sú začala rozvíjať vodíkovú energiu a Japonsko z toho v roku 2017 urobilo štátnu prioritu. V tomto odvetví budú mať inžinieri určite čo robiť.Trend 2: optimalizácia výroby potravín – vertikálne farmy na zeleninu a ovocie
Akonáhle výstavba mrakodrapov vyriešila problém zhutnenia miest. Teraz inžinieri prenášajú túto myšlienku do poľnohospodárstva a navrhujú stavať farmy nie na šírku, ale na viacposchodové postele namiesto kilometrov polí. Vertikálna poľnohospodárska farma je automatizovaný komplex s umelým osvetlením, klimatizáciou, kúrením a sterilným vzduchom. Zvyčajne existuje uzavretý zavlažovací systém: odparenú vlhkosť môžete znova použiť a ušetriť až 90% vody. Takýto inžiniersky zázrak umožní farmárčenie aj v centre mesta. A tiež v oblastiach suchého podnebia a drsných podmienok Ďalekého severu.
Ovocie a zelenina z takýchto fariem nie sú o nič horšie ako z obyčajných. A možno ešte lepšie: neobsahujú pesticídy a škodcov, pretože pri výrobe sa nepoužívajú hnojivá a chemikálie. Autor: hodnotenia odborníkov, do roku 2025 sa vertikálne farmy stanú štandardom pre veľké mestá vo vyspelých krajinách. Dnes je najaktívnejšie neobvyklé poľnohospodárstvo rozvíja v USA, Nemecku, Číne a Japonsku. Aj šéf Amazonu Jeff Bezos ocenil technologický trend a poponáhľal sa investovať v startupe, ktorý pracuje s vertikálnymi farmami.
Trend 3: rozvoj modelovania a počítačového inžinierstva
Konkurencia medzi výrobcami rastie závratným tempom, procesy v podnikoch sú čoraz zložitejšie, náklady a riziká rastú. Počítačové inžinierstvo pomáha držať krok s pokrokom a znižovať náklady. Tieto systémy umožňujú navrhovať digitálne modely produktov a procesov celého výrobného cyklu.
Takéto technológie sa ukazujú byť ekonomickejšie ako skutočné prototypy - virtuálne modely nevyžadujú materiály, iba výpočty na obrazovke počítača. Pri výrobe tovaru modelovanie znižuje percento vád výrobkov, pretože veľa chýb sa eliminuje už v štádiu návrhu. Dnes sa tieto technológie úspešne využívajú v strojárstve, metalurgii, biomedicíne, architektúre, dizajne a dokonca aj v leteckom priemysle. V októbri minulého roka Elon Musk otvoril štvrtú Tesla Gigafactory v Berlíne. Plánuje sa to uvoľniť 500 tisíc áut ročne. Samozrejme, takéto objemy výroby zabezpečí okrem iného aj počítačová technika. Mimochodom, začali cenní špecialisti tohto profilu Cook a na ruských univerzitách.
Trend 4: budovanie budov pomocou 3D tlače
S využitím 3D tlačiarne bolo možné postaviť domy v priebehu niekoľkých dní. Najväčšia budova sveta „vytlačená“ v Dubaji. Toto je výsledok práce startupu s ruskými koreňmi, ktorý ešte v roku 2017 “postavený» na našej vlastnej 3D tlačiarni 38-metrový dom v Stupino pri Moskve len za 24 hodín. Zastavaná plocha v Spojených arabských emirátoch je 641 metrov štvorcových strašné v Guinessovej knihe rekordov a priniesol podnikateľom milión dolárov. Podľa plánov dubajských úradov bude do roku 2030 štvrtina budov mesta postavená pomocou 3D tlačiarní.
technológie umožňuje šesťnásobne znížiť náklady na výstavbu, ako aj znížiť množstvo odpadu na stavenisku. V oblasti 3D tlače budov je pre inžinierov aktuálny aj ďalší smer – tvorba nových materiálov. Napríklad University of South Wales to dokázala navrhnúťako opraviť 3D vytlačený plast pomocou LED lúčov. Experimenty ukázali, že nájdená metóda materiál obnovuje a navyše ho robí pevnejším. Užitočným bonusom objavu je starostlivosť o životné prostredie, pretože riešenie znižuje množstvo plastového odpadu.
Trend 5: Výroba odevov z inteligentných látok
Kto by si myslel, že inžinieri sa budú vážne zaoberať výrobou materiálov na oblečenie. Vláknová optika, kovy, vodivé polyméry a ďalšie komponenty nahradili tradičnú bavlnu a vlnu. Napríklad nová syntetika dokáže absorbovať pot a nezaťaží a nepremokavé látky dokonale ochránia pred nepriazňou počasia – to nikoho neprekvapí.
Teraz prebieha aktívny vývoj špeciálnych – inteligentných – materiálov, ktoré sú schopné prispôsobiť sa zmenám prostredia. Napríklad zmeniť farbu, „zapnúť“ vodeodolnosť, antibakteriálne a iné vlastnosti. Chytré oblečenie vám pomôže nezmrznúť v mraze a neprehriať sa v horúčave. adaptívne tkanivo prišiel s na univerzite v Marylande. Reaguje na teplotu ľudského tela a rozhoduje, či telo zahreje alebo ochladí. Inteligentné látky môžu dokonca uľahčiť prácu lekárom. Senzory a senzory v takýchto materiáloch dovoliť sledovať zdravotný stav pacientov a zachytávať príznaky niektorých chorôb.
Inžinieri robia náš svet lepším a pohodlnejším. Toto povolanie bude v najbližších desaťročiach veľmi žiadané, preto si mnohí školáci a študenti chcú vybudovať kariéru v tomto odvetví. Medzi budúcimi inžiniermi sú dokonca celé súťaže! Čoskoro štartuje 10. sezóna CASE-IN International Engineering Championship, jedného z projektov prezidentskej platformy „Rusko – krajina príležitostí“. Bude trvať 5 mesiacov a finále sa bude konať v máji 2022 v Moskve. „Športovci“ budú musieť riešiť problémy na tému „Priemysel 4.0“.
Registrácia účastníkov šampionátu je už spustená. Súťaž si môžu vyskúšať žiaci, študenti a mladí odborníci z ktoréhokoľvek regiónu Ruska. Medzi cenami sú ďalšie USE skóre, zvýhodnené podmienky prijatia na postgraduálne a magisterské programy, ako aj zaujímavé pracovné ponuky.