Spaustuvės 3D spausdintuvu ir dar 4 inžinerijos tendencijos, kurios padarys mūsų pasaulį geresne vieta

1 tendencija: ekologiško kuro kūrimas, siekiant sumažinti jūsų anglies pėdsaką

Pažangus pasaulis rimtai užsiima perėjimu prie švarių ir atsinaujinančių energijos šaltinių transporte. Keliai užpildyti elektromobiliais, tačiau to inžinieriams neužtenka. Jie iš visų jėgų stengiasi tobulinti vandenilinius variklius. Žaliasis vandenilis jau laikomas pagrindine dyzelinio kuro alternatyva, o mokslininkai surado būdą, kaip jį gaminti ekologiškai. Tam naudojama vandens elektrolizė, o reakcijai reikalinga energija gaunama iš atsinaujinančio šaltinio. Metodas leidžia atsikratyti 830 milijonų tonų kenksmingo anglies dioksido išmetimo per metus.

Daugelis automobilių gigantų jau gamina automobilius su vandeniliniais varikliais. Toliau – aviacija. Airbus aktyviai dirba

dirbantys apie „žaliųjų“ orlaivių sukūrimą, o Jungtinėse Amerikos Valstijose planuoja pirmąjį pasaulyje pilotuojamą orlaivį malūnsparnis ant vandenilio kuro. Tačiau ekspertai jie sakokad „žaliasis“ vandenilis galės konkuruoti su nekenksmingais aplinkai kolegomis ne anksčiau kaip po 10 metų. Tuo pat metu ES, Australija, JAV ir kitos šalys jau yra prasidėjo plėtoti vandenilio energetiką, o Japonija tai padarė valstybės prioritetu dar 2017 m. Šioje pramonėje inžinieriai tikrai turės ką veikti.

2 tendencija: maisto gamybos optimizavimas – vertikalūs daržovių ir vaisių ūkiai

Kadaise dangoraižių statyba išsprendė miestų tankinimo problemą. Dabar inžinieriai šią idėją perkelia į žemės ūkį ir siūlo ūkius statyti ne į plotį, o į viršų – vietoj kilometrų laukų daugiaaukštes lysves. Vertikalus žemės ūkio ūkis – tai automatizuotas kompleksas su dirbtiniu apšvietimu, oro kondicionavimu, šildymu ir steriliu oru. Paprastai yra uždara laistymo sistema: galite pakartotinai panaudoti išgaravusią drėgmę ir sutaupyti iki 90% vandens. Toks inžinerinis stebuklas leis ūkininkauti net miesto centre. Taip pat sausringo klimato ir atšiaurių Tolimųjų Šiaurės sąlygų srityse.

Tokių ūkių vaisiai ir daržovės ne ką prastesni nei iš paprastų. O gal net geriau: juose nėra pesticidų ir kenkėjų, nes gamyboje nenaudojamos trąšos ir chemikalai. Autorius ekspertų vertinimai, iki 2025 m. vertikalūs ūkiai taps norma išsivysčiusių šalių dideliuose miestuose. Šiandien neįprastas ūkininkavimas yra aktyviausias vystosi JAV, Vokietijoje, Kinijoje ir Japonijoje. Net „Amazon“ vadovas Jeffas Bezosas įvertino technologinę tendenciją ir paskubėjo investuoti startuoliuose, kurie dirba su vertikaliais ūkiais.

3 kryptis: modeliavimo ir kompiuterių inžinerijos plėtra

Konkurencija tarp gamintojų auga didžiuliu tempu, įmonėse sudėtingėja procesai, didėja sąnaudos ir rizika. Kompiuterinė inžinerija padeda neatsilikti nuo pažangos ir sumažinti išlaidas. Šios sistemos leidžia kurti skaitmeninius viso gamybos ciklo gaminių ir procesų modelius.

Tokios technologijos pasirodo ekonomiškesnės nei tikri prototipai – virtualiems modeliams nereikia medžiagų, tik skaičiavimai kompiuterio ekrane. Gaminant prekes, modeliuojant sumažinamas gaminių broko procentas, nes daug klaidų pašalinama projektavimo stadijoje. Šiandien šios technologijos sėkmingai naudojamos mechanikos inžinerijoje, metalurgijoje, biomedicinoje, architektūroje, projekte ir net aviacijos ir kosmoso pramonėje. Praėjusių metų spalį Elonas Muskas atidarė ketvirtąją Tesla Gigafactory Berlyne. Planuojama paleisti 500 tūkstančių automobilių per metus. Žinoma, tokias gamybos apimtis, be kita ko, suteiks kompiuterių inžinerija. Beje, prasidėjo vertingi šio profilio specialistai Virkite ir Rusijos universitetuose.

4 tendencija: pastatų statyba naudojant 3D spausdinimą

Panaudojus 3D spausdintuvą, namus tapo įmanoma pastatyti per kelias dienas. Didžiausias pastatas pasaulyje „atspausdintas“ Dubajuje. Tai rusiškų šaknų turinčio startuolio darbo rezultatas, kuris dar 2017 m.pastatytas» savo 3D spausdintuvu 38 metrų namą Stupino mieste netoli Maskvos vos per 24 valandas. Pastato plotas JAE yra 641 kvadratinis metras siaubinga Gineso rekordų knygoje ir atnešė verslininkams milijoną dolerių. Pagal Dubajaus valdžios planus, iki 2030 metų ketvirtadalis miesto pastatų bus pastatytas naudojant 3D spausdintuvus.

Technologijos leidžia šešis kartus sumažinti statybos išlaidas, taip pat sumažinti atliekų kiekį statybvietėje. Pastatų 3D spausdinimo srityje inžinieriams aktuali ir kita kryptis – naujų medžiagų kūrimas. Pavyzdžiui, Pietų Velso universitetas sugebėjo sugalvotikaip taisyti 3D spausdintą plastiką naudojant LED spindulius. Eksperimentai parodė, kad rastas metodas atkuria medžiagą ir, be to, ją sustiprina. Naudinga atradimo premija – rūpestis aplinka, nes sprendimas sumažina plastiko atliekų kiekį.

5 tendencija: drabužių kūrimas iš protingų audinių

Kas galėjo pagalvoti, kad inžinieriai rimtai užsiims drabužių gamybai. Skaidulinė optika, metalai, laidūs polimerai ir kiti komponentai pakeitė tradicinę medvilnę ir vilną. Pavyzdžiui, nauja sintetika gali sugerti prakaitą ir neapsunkti, o vandeniui atsparūs audiniai puikiai saugo nuo blogo oro – tai nieko nenustebins.

Dabar aktyviai kuriamos specialios – išmaniosios – medžiagos, gebančios prisitaikyti prie aplinkos pokyčių. Pavyzdžiui, pakeisti spalvą, „įjungti“ atsparumą vandeniui, antibakterines ir kitas savybes. Išmanūs drabužiai padės nesušalti šaltyje ir neperkaisti per karščius. prisitaikantis audinys sugalvojo Merilendo universitete. Jis reaguoja į žmogaus kūno temperatūrą ir nusprendžia, šildyti ar vėsinti kūną. Išmanieji audiniai netgi gali palengvinti gydytojų darbą. Tokių medžiagų jutikliai ir jutikliai leisti stebėti pacientų sveikatą ir pastebėti tam tikrų ligų simptomus.