Druckereien auf einem 3D-Drucker und 4 weitere technische Trends, die unsere Welt zu einem besseren Ort machen werden
Verschiedenes / / January 19, 2022
Ein T-Shirt aus smartem Stoff hält dich bei Kälte warm und bei Hitze kühl. Und durch mehrstöckige Farmen werden Kilometer an Feldern eingespart. Finden Sie heraus, wie andere Ingenieure unser Leben in naher Zukunft verändern werden.
Trend 1: Entwicklung umweltfreundlicher Kraftstoffe zur Reduzierung Ihres CO2-Fußabdrucks
Die fortschrittliche Welt engagiert sich ernsthaft für den Übergang zu sauberen und erneuerbaren Energiequellen für den Verkehr. Die Straßen sind voller Elektrofahrzeuge, aber das reicht den Ingenieuren nicht. Sie arbeiten mit Hochdruck daran, Wasserstoffmotoren zu verbessern. Grüner Wasserstoff gilt bereits als wichtigste Alternative zu Dieselkraftstoff, und Wissenschaftler haben einen Weg gefunden, ihn umweltfreundlich herzustellen. Dazu wird die Elektrolyse von Wasser genutzt, und die für die Reaktion notwendige Energie stammt aus einer erneuerbaren Quelle. Die Methode ermöglicht es Ihnen, loszuwerden 830 Millionen Tonnen schädliche Kohlendioxidemissionen pro Jahr.
Viele Autogiganten produzieren bereits Autos mit Wasserstoffmotoren. Als nächstes kommt die Luftfahrt. Airbus ist aktiv Arbeiten über die Schaffung "grüner" Flugzeuge, und in den Vereinigten Staaten planen sie, die weltweit ersten bemannten zu bauen Hubschrauber auf Wasserstoffbrennstoff. Allerdings Experten Sie sagendass „grüner“ Wasserstoff frühestens in 10 Jahren mit seinen nicht umweltfreundlichen Pendants konkurrieren kann. Gleichzeitig sind die EU, Australien, die USA und andere Länder bereits dabei gestartet Wasserstoffenergie zu entwickeln, und Japan hat dies bereits 2017 zu einer staatlichen Priorität erklärt. In dieser Branche werden Ingenieure definitiv etwas zu tun haben.
Trend 2: Optimierung der Lebensmittelproduktion – vertikale Farmen für Gemüse und Obst
Sobald der Bau von Wolkenkratzern das Problem der Verdichtung von Städten löste. Jetzt übertragen Ingenieure diese Idee auf die Landwirtschaft und schlagen vor, Höfe nicht in die Breite, sondern in die Höhe zu bauen – mehrstöckige Beete statt kilometerlange Felder. Eine vertikale landwirtschaftliche Farm ist ein automatisierter Komplex mit künstlicher Beleuchtung, Klimaanlage, Heizung und steriler Luft. In der Regel gibt es ein geschlossenes Bewässerungssystem: Sie können die verdunstete Feuchtigkeit wiederverwenden und bis zu 90 % Wasser sparen. Ein solches Ingenieurswunder wird die Landwirtschaft sogar im Zentrum der Stadt ermöglichen. Und auch in Gebieten mit trockenem Klima und rauen Bedingungen im hohen Norden.
Obst und Gemüse von solchen Farmen sind nicht schlechter als von gewöhnlichen. Und vielleicht noch besser: Sie enthalten keine Pestizide und Schädlinge, da bei der Herstellung auf Düngemittel und Chemikalien verzichtet wird. Durch Gutachten von Sachverständigen, bis 2025 werden vertikale Farmen zur Norm für Großstädte in Industrieländern. Heute ist die ungewöhnliche Landwirtschaft am aktivsten entwickelt in den USA, Deutschland, China und Japan. Selbst der Chef von Amazon, Jeff Bezos, schätzte den technologischen Trend und beeilte sich investieren in einem Startup, das mit vertikalen Farmen arbeitet.
Trend 3: Entwicklung der Modellierung und Computertechnik
Der Wettbewerb unter den Herstellern wächst rasant, Prozesse in Unternehmen werden komplexer, Kosten und Risiken steigen. Technische Informatik hilft, mit dem Fortschritt Schritt zu halten und Kosten zu senken. Mit diesen Systemen können Sie digitale Modelle von Produkten und Prozessen des gesamten Produktionszyklus entwerfen.
Solche Technologien erweisen sich als wirtschaftlicher als reale Prototypen – virtuelle Modelle benötigen keine Materialien, sondern nur Berechnungen am Computerbildschirm. Bei der Produktion von Waren reduziert die Modellierung den Prozentsatz von Produktfehlern, da viele Fehler bereits in der Entwurfsphase eliminiert werden. Heute werden diese Technologien erfolgreich im Maschinenbau, in der Metallurgie, in der Biomedizin, in der Architektur, im Design und sogar in der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt. Im Oktober letzten Jahres eröffnete Elon Musk die vierte Tesla Gigafactory in Berlin. Es ist geplant Freisetzung 500.000 Autos pro Jahr. Natürlich werden solche Produktionsmengen unter anderem von der Computertechnik bereitgestellt. Übrigens begannen wertvolle Spezialisten dieses Profils Koch und an russischen Universitäten.
Trend 4: Gebäude bauen mit 3D-Druck
Mit dem Einsatz eines 3D-Druckers wurde es möglich, Häuser in wenigen Tagen zu bauen. Das größte Gebäude der Welt „gedruckt“ in Dubai. Dies ist das Ergebnis der Arbeit eines Startups mit russischen Wurzeln, das bereits 2017 „gebaut» auf unserem eigenen 3D-Drucker ein 38-Meter-Haus in Stupino bei Moskau in nur 24 Stunden. Die Baufläche in den VAE beträgt 641 Quadratmeter, heißt es entsetzlich ins Guinness-Buch der Rekorde und brachte Unternehmern eine Million Dollar ein. Nach den Plänen der Behörden von Dubai soll bis 2030 ein Viertel der Gebäude der Stadt mit 3D-Druckern gebaut werden.
Technologie erlaubt Reduzieren Sie die Baukosten um das Sechsfache und reduzieren Sie den Abfall auf der Baustelle. Im Bereich des 3D-Drucks von Gebäuden ist für Ingenieure noch eine weitere Richtung relevant – die Kreation neuer Materialien. Das konnte zum Beispiel die University of South Wales kommen mitwie man 3D-gedruckten Kunststoff mit LED-Strahlen repariert. Experimente haben gezeigt, dass die gefundene Methode das Material wiederherstellt und es zusätzlich stärker macht. Ein nützlicher Bonus der Entdeckung ist die Sorge um die Umwelt, da die Lösung die Menge an Plastikmüll reduziert.
Trend 5: Kleidung aus smarten Stoffen herstellen
Wer hätte gedacht, dass sich Ingenieure ernsthaft mit der Herstellung von Stoffen für Kleidung beschäftigen würden. Faseroptik, Metalle, leitfähige Polymere und andere Komponenten haben traditionelle Baumwolle und Wolle ersetzt. Zum Beispiel können neue Kunststoffe Schweiß aufnehmen und werden nicht schwer, und wasserdichte Stoffe schützen perfekt vor schlechtem Wetter - das wird niemanden überraschen.
Jetzt gibt es eine aktive Entwicklung spezieller – intelligenter – Materialien, die sich an Umweltveränderungen anpassen können. Ändern Sie zum Beispiel die Farbe, „schalten“ Sie Wasserbeständigkeit, antibakterielle und andere Eigenschaften ein. Intelligente Kleidung hilft Ihnen, in der Kälte nicht zu frieren und in der Hitze nicht zu überhitzen. adaptives Gewebe kam mit an der University of Maryland. Es reagiert auf die Temperatur des menschlichen Körpers und entscheidet, ob es den Körper wärmt oder kühlt. Smart Fabrics können sogar die Arbeit von Ärzten erleichtern. Sensoren und Sensoren in solchen Materialien ermöglichen Überwachung der Gesundheit von Patienten und Erfassung der Symptome bestimmter Krankheiten.
Ingenieure machen unsere Welt besser und bequemer. Der Beruf wird in den nächsten Jahrzehnten stark nachgefragt, daher wollen viele Schüler und Studenten in dieser Branche Karriere machen. Es gibt sogar ganze Wettbewerbe unter angehenden Ingenieuren! Die 10. Saison der CASE‑IN International Engineering Championship, eines der Projekte der Präsidentenplattform „Russland – Land der Möglichkeiten“, beginnt in Kürze. Es dauert 5 Monate und das Finale findet im Mai 2022 in Moskau statt. „Sportler“ müssen Probleme zum Thema „Industrie 4.0“ lösen.
Die Registrierung der Teilnehmer der Meisterschaft hat bereits begonnen. Schüler, Studenten und junge Fachkräfte aus allen Regionen Russlands können sich an dem Wettbewerb versuchen. Zu den Preisen zählen unter anderem zusätzliche USE-Scores, vergünstigte Zulassungsbedingungen für Aufbau- und Masterstudiengänge sowie interessante Jobangebote.