دور الطباعة على طابعة ثلاثية الأبعاد و 4 اتجاهات هندسية أخرى ستجعل عالمنا مكانًا أفضل
Miscellanea / / January 19, 2022
تي شيرت واحد مصنوع من قماش أنيق سيبقيك دافئًا في البرد وباردًا في الحرارة. وستوفر المزارع متعددة الطوابق كيلومترات من الحقول. اكتشف كيف سيغير المهندسون الآخرون حياتنا في المستقبل القريب جدًا.
الاتجاه 1: تطوير أنواع الوقود الأخضر للمساعدة في تقليل بصمتك الكربونية
يشارك العالم التقدمي بجدية في الانتقال إلى مصادر الطاقة النظيفة والمتجددة للنقل. تمتلئ الطرق بالسيارات الكهربائية ، لكن هذا لا يكفي للمهندسين. إنهم يعملون مع القوة والرئيسية لتحسين محركات الهيدروجين. يعتبر الهيدروجين الأخضر بالفعل البديل الرئيسي لوقود الديزل ، وقد وجد العلماء طريقة لإنتاجه بطريقة صديقة للبيئة. للقيام بذلك ، يتم استخدام التحليل الكهربائي للماء ، وتأتي الطاقة اللازمة للتفاعل من مصدر متجدد. الطريقة تسمح لك بالتخلص من 830 مليون طن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الضارة سنويًا.
يقوم العديد من عمالقة السيارات بالفعل بإنتاج سيارات بمحركات الهيدروجين. التالي هو الطيران. ايرباص بنشاط عمل على إنشاء طائرة "خضراء" ، وفي الولايات المتحدة يخططون لجعل أول طائرة مأهولة في العالم هليكوبتر على وقود الهيدروجين. ومع ذلك ، الخبراء
يقولونأن الهيدروجين "الأخضر" سيكون قادرًا على التنافس مع نظرائه غير الصديقين للبيئة في موعد لا يتجاوز 10 سنوات. في نفس الوقت ، الاتحاد الأوروبي وأستراليا والولايات المتحدة ودول أخرى بالفعل بدأت لتطوير طاقة الهيدروجين ، وجعلتها اليابان من أولويات الدولة في عام 2017. في هذه الصناعة ، سيكون لدى المهندسين بالتأكيد ما يفعلونه.الاتجاه 2: تحسين إنتاج الغذاء - المزارع العمودية للخضروات والفواكه
بمجرد بناء ناطحات السحاب حل مشكلة انضغاط المدن. يقوم المهندسون الآن بنقل هذه الفكرة إلى الزراعة ويقترحون بناء مزارع ليس على نطاق واسع ، ولكن مرتفع - أسرة متعددة الطوابق بدلاً من كيلومترات من الحقول. المزرعة الزراعية العمودية عبارة عن مجمع آلي مزود بإضاءة اصطناعية وتكييف وتدفئة وهواء معقم. يوجد عادة نظام ري مغلق: يمكنك إعادة استخدام الرطوبة المتبخرة وتوفير ما يصل إلى 90٪ من المياه. مثل هذه المعجزة الهندسية ستسمح بالزراعة حتى في وسط المدينة. وكذلك في المناطق ذات المناخ الجاف والظروف القاسية لأقصى الشمال.
الفواكه والخضروات من هذه المزارع ليست أسوأ من الفواكه والخضروات العادية. وربما أفضل من ذلك: فهي لا تحتوي على مبيدات وآفات ، لأن الأسمدة والمواد الكيميائية لا تستخدم في الإنتاج. بواسطة تقييمات الخبراءبحلول عام 2025 ستصبح المزارع العمودية هي المعيار للمدن الكبيرة في البلدان المتقدمة. اليوم ، الزراعة غير العادية هي الأكثر نشاطًا يطور في الولايات المتحدة الأمريكية وألمانيا والصين واليابان. حتى رئيس أمازون ، جيف بيزوس ، قدّر الاتجاه التكنولوجي وسارع استثمار في شركة ناشئة تعمل مع المزارع العمودية.
الاتجاه 3: تطوير النمذجة وهندسة الكمبيوتر
تتزايد المنافسة بين الشركات المصنعة بوتيرة سريعة ، وتصبح العمليات في الشركات أكثر تعقيدًا ، وتتزايد التكاليف والمخاطر. تساعد هندسة الكمبيوتر على مواكبة التقدم وتقليل التكاليف. تسمح لك هذه الأنظمة بتصميم نماذج رقمية للمنتجات والعمليات لدورة الإنتاج بأكملها.
تبين أن مثل هذه التقنيات أكثر اقتصادا من النماذج الأولية الحقيقية - النماذج الافتراضية لا تتطلب مواد ، فقط الحسابات على شاشة الكمبيوتر. في إنتاج البضائع ، تعمل النمذجة على تقليل النسبة المئوية لعيوب المنتج ، لأنه يتم التخلص من العديد من الأخطاء في مرحلة التصميم. اليوم ، تُستخدم هذه التقنيات بنجاح في الهندسة الميكانيكية ، وعلم المعادن ، والطب الحيوي ، والهندسة المعمارية ، والتصميم ، وحتى في صناعة الطيران. في أكتوبر من العام الماضي ، افتتح Elon Musk رابع Tesla Gigafactory في برلين. من المخطط أن إطلاق سراح 500 ألف سيارة في السنة. بالطبع ، سيتم توفير هذه الكميات من الإنتاج ، من بين أمور أخرى ، عن طريق هندسة الكمبيوتر. بالمناسبة ، بدأ المتخصصون ذوو القيمة في هذا الملف الشخصي يطبخ وفي الجامعات الروسية.
الاتجاه 4: بناء المباني بالطباعة ثلاثية الأبعاد
باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد ، أصبح من الممكن بناء المنازل في غضون أيام. أكبر مبنى في العالم "مطبوع" في دبي. هذا هو نتيجة عمل شركة ناشئة من أصول روسية ، والتي تعود إلى عام 2017 "مبني»باستخدام الطابعة ثلاثية الأبعاد الخاصة بنا ، منزل بطول 38 مترًا في ستوبينو بالقرب من موسكو في غضون 24 ساعة فقط. تبلغ مساحة البناء في الإمارات 641 متراً مربعاً رهيب في موسوعة جينيس للأرقام القياسية وجلب رواد الأعمال مليون دولار. وفقًا لخطط سلطات دبي ، بحلول عام 2030 ، سيتم بناء ربع مباني المدينة باستخدام طابعات ثلاثية الأبعاد.
تكنولوجيا يسمح تقليل تكاليف البناء ست مرات ، وكذلك تقليل النفايات في موقع البناء. في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد للمباني ، هناك اتجاه آخر مناسب أيضًا للمهندسين - إنشاء مواد جديدة. على سبيل المثال ، كانت جامعة جنوب ويلز قادرة على ذلك تعال إلى الأعلى معكيفية إصلاح البلاستيك المطبوع ثلاثي الأبعاد باستخدام أشعة LED. أظهرت التجارب أن الطريقة التي تم العثور عليها تعيد المادة ، بالإضافة إلى أنها تجعلها أقوى. من المزايا المفيدة للاكتشاف الاهتمام بالبيئة ، لأن الحل يقلل من كمية النفايات البلاستيكية.
الاتجاه الخامس: صنع الملابس باستخدام الأقمشة الذكية
من كان يظن أن المهندسين سيشاركون بجدية في إنتاج مواد للملابس. حلت الألياف الضوئية والمعادن والبوليمرات الموصلة والمكونات الأخرى محل القطن والصوف التقليديين. على سبيل المثال ، يمكن للأقمشة الاصطناعية الجديدة أن تمتص العرق ولا تصبح ثقيلة ، كما أن الأقمشة المقاومة للماء تحمي تمامًا من سوء الأحوال الجوية - وهذا لن يفاجئ أي شخص.
يوجد الآن تطوير نشط لمواد خاصة - ذكية - قادرة على التكيف مع التغيرات البيئية. على سبيل المثال ، قم بتغيير اللون ، و "تشغيل" مقاومة الماء ، والخصائص المضادة للبكتيريا وغيرها من الخصائص. ستساعدك الملابس الذكية على عدم التجمد في البرد وعدم السخونة الزائدة في الحرارة. الأنسجة التكيفية خطرت في جامعة ماريلاند. يتفاعل مع درجة حرارة جسم الإنسان ويقرر ما إذا كان يجب تدفئة أو تبريد الجسم. يمكن للأقمشة الذكية أن تجعل عمل الأطباء أسهل. أجهزة الاستشعار وأجهزة الاستشعار في هذه المواد السماح مراقبة صحة المرضى والتعرف على أعراض بعض الأمراض.
المهندسون يجعلون عالمنا أفضل وأكثر راحة. سيزداد الطلب على المهنة في العقود المقبلة ، لذلك يرغب العديد من طلاب المدارس والطلاب في بناء مستقبل مهني في هذه الصناعة. حتى أن هناك مسابقات كاملة بين مهندسي المستقبل! سيبدأ قريبًا الموسم العاشر من بطولة CASE ‑ IN الدولية للهندسة ، أحد مشاريع المنصة الرئاسية "روسيا - أرض الفرص". وتستمر 5 أشهر ، وستقام النهائي في مايو 2022 في موسكو. سيتعين على "الرياضيين" حل المشكلات المتعلقة بموضوع "الصناعة 4.0".
بدأ بالفعل تسجيل المشاركين في البطولة. يمكن للتلاميذ والطلاب والمتخصصين الشباب من أي منطقة في روسيا تجربة أيديهم في المسابقة. من بين الجوائز درجات USE الإضافية ، وشروط تفضيلية للقبول في برامج الدراسات العليا والماجستير ، فضلاً عن عروض العمل المثيرة للاهتمام.