Технологии и материалы современные: Материалы и современные технологии

Материалы и современные технологии

Направлений бакалавриата и специалитета

Направлений магистратуры

Презентация меганаправления «Материалы и современные технологии»

День открытых дверей меганаправления «Материалы и современные технологии»

О меганаправлении

Основа создания техники нового поколения аэрокосмической отрасли и других наукоёмких отраслей промышленности.

Разрабатываемые сотрудниками МАИ материалы созданы по уникальным технологиям, в том числе аддитивным, водородным, плазменным и др. Это мировой уровень современного образования и науки.

Моделирование и разработка инновационных технологических процессов, автоматизация процессов производства, программное обеспечение механики конструкций, организация производства и обеспечение качества, экологическая безопасность.

Чему учат?

• Создание композиционных материалов нового поколения (неокомпозитов)
• Управление процессами структурообразования с целью создания уникальных материалов и эффективных производств
• Компьютерное моделирование, СAD/CAM/CAE
• Аддитивные 3D-технологии производства изделий из металлических и полимерных материалов
• Защита интеллектуальной собственности, технологическая безопасность производства
• Создание биологически и механически совместимых материалов для изготовления имплантируемых медицинских изделий
• Технологии обработки интеллектуальных материалов с памятью формы и сверхупругостью
• Моделирование инновационных технологических процессов (CAD/CAM/CAE-системы)
• Информационная поддержка жизненного цикла изделий (CALS/ИПИ-технологии)
• Организация цифрового производства уникальных изделий
• Проектирование имитаторов и разработка программного обеспечения для управления технологическими процессами
• Организация производства и обеспечение качества в соответствии с международными стандартами
• Экологическая безопасность и анализ рисков возникновения техногенных катастроф и предупреждение чрезвычайных ситуаций
• Разработка и внедрение инновационных лазерных, плазменных и других высокоэнергетических технологий

Кем работать?

• Специалист-исследователь новых материалов для авиационных и космических систем
• Специалист-исследователь новых материалов для медицинской техники
• Разработчик инновационных технологий
• Инженер-испытатель новых материалов
• Специалист в области аддитивных технологий
• Разработчик CAE-технологий сложных авиационных и ракетных систем
• Инженер в области инновационных технологических процессов
• Инженер по эксплуатации авиационной и космической техники
• Инженер-эксперт МЧС РФ
• Инженер-испытатель

В процессе обучения

• Стажировки на ведущих российских и зарубежных предприятиях
• Работа в научных коллективах лабораторий
• Участие в реальных проектах и стартапах
• Насыщенная студенческая жизнь
• Дополнительные стипендии и гранты
• Конференции, выставки, конкурсы
• Военная кафедра

Конференция «Современные материалы и передовые производственные технологии»

С 25 по 28 июня в СПбПУ состоится Международная научная конференция «Современные материалы и передовые производственные технологии» (СМППТ-2019).

В 2019 году международные конференции «Нанотехнологии функциональных материалов» и «Современные металлические материалы и передовые производственные технологии» были объединены в одну – «Современные материалы и передовые производственные технологии».

Международная научная конференция посвящена обсуждению вопросов, связанных с прорывными технологиями изготовления изделий из металлических, керамических и композиционных материалов. Конференция организована с целью обсуждения результатов достижений науки и техники в области материаловедения и технологий.

Организуют конференцию Министерство науки и высшего образования РФ, Российская академия наук (Отделение химии и наук о материалах), Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого при поддержке и участии Российского фонда фундаментальных исследований. Соорганизатором мероприятия выступает Центр компетенций НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии».

Тематические секции конференции:

1. Нанокристаллические и наноструктурные металлические материалы.

2. Современные технологические процессы обработки металлических материалов.

3. Наноструктурные порошки, композиционные керамические материалы и покрытия.

4. Биоматериалы, новые материалы медицинского назначения. 3D-печать биоматериалов.

5. Аддитивные технологии.

6. Моделирование физико-механических свойств материалов и технологических процессов их получения. Цифровые двойники материалов, конструкций, производственных технологий.

7. Материалы со специальными оптическими, электрическими и магнитными свойствами.

8. Интеллектуальные материалы и технологии (Smart materials and technologies).

Для участия в конференции необходимо заполнить регистрационную форму и выслать ее на адрес [email protected], контактный телефон: +7-921-431-34-72 (Георгий Караханов). Подробная информация, а также условия и порядок участия см. на официальном сайте конференции.

Оргкомитет приглашает экспертов принять участие в работе Международной научной конференции «Современные материалы и передовые производственные технологии» (СМППТ-2019), представив доклады, отражающие современные тенденции развития науки о материалах и технологических процессах передовых производств.

В СПбПУ пройдет Международная научная конференция «Современные материалы и передовые производственные технологии» — FEA.RU | CompMechLab

25–28 июня 2019 года в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого состоится Международная научная конференция «Современные материалы и передовые производственные технологии» (СМППТ-2019).

В 2019 году международные конференции «Нанотехнологии функциональных материалов» и «Современные металлические материалы и передовые производственные технологии» были объединены в одну – «Современные материалы и передовые производственные технологии».

Международная научная конференция посвящена обсуждению вопросов, связанных с прорывными технологиями изготовления изделий из металлических, керамических и композиционных материалов. Конференция организована с целью обсуждения результатов достижений науки и техники в области материаловедения и технологий.

Организуют конференцию Министерство науки и высшего образования РФ, Российская академия наук (Отделение химии и наук о материалах), Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого при поддержке и участии Российского фонда фундаментальных исследований. Соорганизатором мероприятия выступает Центр компетенций НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии».

В Научный комитет конференции входят крупнейшие российские и мировые специалисты-материаловеды: ак. РАН Рудской А.И., чл.-к. РАН Карпов М.И., ак. РАН Алдошин С.М., ак. РАН Алешин Н.П., ак. РАН Банных О.А., ак. РАН Гречников Ф.В, ак. РАН Солнцев К.А., ак. РАН Иевлев В.М., ак. РАН Ильин А.А., ак. РАН Каблов Е.Н. , ак. РАН Кузнецов Н.Т., ак. РАН Леонтьев Л.И., ак. РАН Лысак В.И., ак. РАН Ляхов Н.З., ак. РАН Смирнов Л.А., ак. РАН Счастливцев В.М., ак. РАН Устинов В.В., ак. РАН Цивадзе А.Ю., проф. Апостолопоулос Х. (Греция), проф. Кристоф Зоммич (Австрия), проф. Франц Хас (Австрия), д-р Ли Донг Вон (Юж. Корея), проф. Х. Даннингер (Австрия), проф. Х. Дыя (Польша), проф. Е. Кауппинен (Финляндия), проф. Клибер И. (Чехия), проф. Н. Собчак (Польша), д-р Ван Цин Шен (КНР), проф. Инь Фуси (КНР), проф. П. Карьялайнен (Финляндия), д-р Илана Тимохина (Австралия), д-р Р. Шабади (Франция), д-р Е. Поляк (США).

Тематические секции конференции:

1. Нанокристаллические и наноструктурные металлические материалы.
2. Современные технологические процессы обработки металлических материалов.
3. Наноструктурные порошки, композиционные керамические материалы и покрытия.
4. Биоматериалы, новые материалы медицинского назначения. 3D-печать биоматериалов.
5. Аддитивные технологии.
6. Моделирование физико-механических свойств материалов и технологических процессов их получения. Цифровые двойники материалов, конструкций, производственных технологий.
7. Материалы со специальными оптическими, электрическими и магнитными свойствами.
8. Интеллектуальные материалы и технологии (Smart materials and technologies).

Доклады участников конференции будут опубликованы в системе научного цитирования РИНЦ; отобранные Программным комитетом доклады публикуются в виде статей в высокорейтинговых научных изданиях «Технология металлов» (РИНЦ), “Key Engineering Materials” (Scopus), «Металловедение и термическая обработка металлов» (“Metal Science and Heat Treatment”).

Сроки представления материалов: до 1 июня 2019 года – тезисы доклада (1 стр.), до 3 июня 2019 года – окончательно оформленные статьи после включения в программу конференции.

Для участия в конференции необходимо заполнить регистрационную форму и выслать ее на адрес [email protected], контактный телефон: +7-921-431-34-72 (Георгий Караханов). Подробная информация, а также условия и порядок участия см. на официальном сайте конференции: http://smppt.spbstu.ru/

Оргкомитет приглашает экспертов принять участие в работе Международной научной конференции «Современные материалы и передовые производственные технологии» (СМППТ-2019), представив доклады, отражающие современные тенденции развития науки о материалах и технологических процессах передовых производств.

Адрес проведения конференции: Санкт-Петербург, ул. Политехническая 29 АФ, Научно-исследовательский корпус СПбПУ.

Современные строительные технологии — Уграда

Современные строительные технологии не стоят на месте. Каждый день в мире изобретают новые способы создания прочнейших конструкций, изобретаются совершенно новые, порой весьма необычные материалы. Представляем вашему вниманию 17 самых продвинутых инновационных строительных решений:

1. Дома — куполы без гвоздей (Россия)

Ученые из Владивостока разработали совершенно уникальную методику постройки купольных домов. Казалось бы, форма купола уже сама по себе достаточно необычна, однако умельцы не стали этим ограничиваться, а изобрели технологию особых фиксирующих замков, соединяющих деревянный каркас. Такие замки выдерживают все виды нагрузок, а детали точно фиксируются на своих местах. Получается, такие дома-сферы возводятся по заветам наших далеких предков – без единого гвоздя. При этом, важно отметить: дом–сферу можно построить очень быстро и просто, так как по своей сути – это большой конструктор, собрать который по инструкции сможет даже непрофессионал. В настоящее время в Приморском крае активно эксплуатируется несколько таких купольных построек, причем одна из них – двухэтажное здание высотой в двадцать метров.

2. Деревянные многоэтажки (Великобритания)

Британские градостроители совместно с американскими технологами развеяли стереотип о том, что деревянное строительство сильно ограничивает высоту здания, построив в Лондоне тридцатиметровую девятиэтажку. Для возведения конструкции использовались деревянные клеевые панели, а для монтировки – электроотвертки и небольшой подъемный кран. Рекордным является также срок возведения здания: время постройки заняло всего один месяц, (это при условии, что работала только одна бригада строителей в составе 5 человек).

3. Строительство из тонкомерных древесных стволов (Австрия)

Экономные австрийцы, вместо того, чтобы выбрасывать в отходы тонкие стволы деревьев, традиционно считающиеся непригодными для строительства, разработали уникальную технологию Naturi, позволяющую значительно экономить сырье и создавать очень прочные, легкие детали для постройки буквально из воздуха. Суть технологии заключается в том, что стволы обтачиваются на специальном станке с четырех сторон, в них создаются борозды и пропилы, скрепляющие отдельные части в единую конструкцию, которая соединяется намертво по мере высыхания дерева.

4. Дома из мусора, напечатанные на принтере (Китай)

Китайские строители поразили всех своим изобретением – они научились «печатать» стены домов на 3D-принтере, в качестве основного сырья используя строительные отходы от постройки других зданий. Огромный принтер производит наружную «коробку» здания, а все перегородки монтируются позднее. Стоимость такого дома не превышает 5 тысяч долларов, а за одни сутки, благодаря новой технологии, можно возвести около 10 домов.

5. Здания-«лего» из биопласика (Нидерланды)

Голландская компания Henkel разработала новый материал биопластик, который в ближайшее время будет активно внедрен в строительство (правда, пока только в пределах Амстердама). Биопластик производится на основе микрофибры и растительных масел, а конструкции из него подразумевают возможность легкого перепланирования, так как крепятся по принципу «лего». Мало того, по задумке изобретателей, ненужные старые здания со временем можно будет переплавлять на новые.

6. Сверхпрочный «умный» бетон

Совсем недавно был изобретен бетон, обладающий уникальным свойством – восстанавливаться после длительной нагрузки. Благодаря этому, бетон становится как бы эластичным – даже если в результате неспецифического давления, изгиба возникнут трещины, они «зарастут», так как «умный» бетон изготавливают на минеральной основе. Под действием дождевой воды и углекислого газа, присутствующего в атмосфере, в составе эластичного бетона вырабатывается карбонат кальция, который скрепляет и «залечивает» трещины. Кроме того, такой бетон почти в два раза легче обычного.

7. Бетон, поглощающий углекислый газ

Канадские ученые из компании CarbonCure Technologies разработали проект производства бетона из углекислого газа. Технология предполагает связывание диоксида углерода, что позволяет уменьшить вредные выбросы и произвести переворот в строительном деле. Такой бетон будет значительно дешевле и прочнее, а вредные испарения от других производств будут нейтрализованы.

8. Дома из прессованной соломы с огнеупорным покрытием

В настоящее время соломенные дома строят уже по всему миру. Особенно популярны они в Соединенных Штатах, однако, и в России постепенно признают – соломенные блоки, спрессованные и покрытые специальной штукатуркой – отличный материал для возведения прочных современных зданий. Что же касается противопожарной обработки, то по последним данным, спрессованная и оштукатуренная солома способна больше двух часов сопротивляться возгоранию на открытом огне.

9. Земляные стены

В поисках прочного и экологически чистого материала для возведения жилища, человек вновь обратился к рецепту, проверенному временем – строительству домов из земляного грунта. Повсеместно растет популярность землебита – то есть, строительного материала, в основе которого лежит обычная земля, иногда смешанная с измельченной соломой. Из такого материала строили еще в древности, однако, и сегодня земляное строительство не утрачивает актуальности.

10. Велюровый кирпич (Россия)

На Копейском заводе в России уже почти 15 лет производят необычные кирпичи. Создается впечатление, что стены, сделанные из них, меняют цвет при различном освещении. На самом деле секрет прост: наружные части кирпича имеют слегка ребристую поверхность (по сырому кирпичу «проходятся» железной щеткой, для

создания неглубоких бороздок.) Благодаря этой неровности, кирпич поглощает свет, что создает эффект «хамелеона» или просто бархатистой поверхности.

11. Парящие дома (Япония)

После очередного крупного землетрясения японцы всерьез задумались над разработкой специальной системы, позволяющей сохранить здание от воздействия стихии. Так, компания Air Danshin Systems Inc разработала технологию фундамента с воздушной подушкой. Суть изобретения, установленного уже в девяноста японских домах, такая: здание никак не крепится к фундаменту, оснащенному специальными датчиками. Во время сейсмической активности датчики срабатывают и запускают несколько мощных компрессоров, которые буквально заставляют дом приподняться над землей на 3-4 сантиметра.

12. Дома из контейнеров.

Здания из отработавших морских контейнеров возводят по всему миру. Никого не удивишь старым «вагончиком» на даче, но, оказывается, из контейнеров можно строить и многоэтажки. Во Франции, например, популярны коттеджи, на постройку которых уходит в среднем 6-8 контейнеров. Подсчитано, что дома контейнерного типа дешевле обычных в два раза, а строятся – в два раза быстрее.

В Корее пошли дальше – в самом центре Сеула недавно открылся модный выставочный центр, на постройку которого ушло чуть меньше 30 морских контейнеров. А вот в Голландии старую грузовую тару пустили на нужды учащихся. В Амстердаме было построено студенческое общежитие с использованием тысячи контейнеров, каждый из которых превратили в комфортную отдельную жилплощадь со всеми удобствами.

13. Ледяные гостиницы ( Финляндия)

В скандинавских странах экспериментируют с тем, чего много под рукой. Так, в Норвегии и Финляндии очень большую популярность получили гостиницы изо льда. Те, кто мечтал почувствовать себя гостем чертогов Снежной Королевы, теперь имеют такую возможность.

14. Мобильные домики (Португалия)

Маленькие домики, напоминающие бочку Диогена, получили широкое распространение в Португалии. Такой домик, как правило, имеет только два отделения – пространство для сна и туалет. Однако, при такой скромной площади, домик отличается полной энергетической автономностью, так как на крыше и стенах конструкции устанавливаются солнечные батареи.

15. Комнаты – капсулы Living Roof (Швейцария)

В Швейцарии придумали похожее экономичное пространство для жизни, правда своеобразные комнаты – капсулы Living Roof предназначены для размещения на крышах больших жилых домов. Такая капсула оборудована солнечными батареями, системой сбора, очистки и сохранения обычной дождевой воды, а также – ветряными генераторами.

16. Многоэтажный лес (Италия)

В итальянском Милане изобрели технологию, позволившую воссоздать легендарные висячие сады Семерамиды. Ботаники отобрали породы деревьев, кустарников и различных трав, способные комфортно себя чувствовать на высоте, в малом количестве грунта, и посадили настоящий вертикальный лес. То есть, высадили растения на балконах жилых квартир, превратив, таким образом, стены дома в почти сплошной зеленый покров. Общее количество растений, высаженных на террасах высотки, соответствует примерно 10 километрам обычного «горизонтального» леса.

17. Дом – кактус (Нидерланды)

В Роттердаме также ведется строительство необычного зеленого дома. Его форма визуально напоминает колючее растение. Именно форма позволяет оснастить каждую квартиру открытой террасой, на которую, несмотря на большое количество квартир, будет попадать солнечный свет, так как выступы на этажах чередуются в ступенчатом порядке. Обилие солнца позволяет не только хорошо расти растениям, но и допускает устройство на таких балконах небольших бассейнов для купания.

Международная молодежная конференция «Современные материалы и технологии»

Россия, Саратов (издание включено в: РИНЦ)

Форма участия: очно-заочная

С 27 по 28 мая 2020 года на базе кафедры «Материаловедение и биомедицинская инженерия» (МБИ) института машиностроения, материаловедения Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю. А. будет проходить Международная молодежная конференция «Современные материалы и технологии». В рамках конференции будет проводиться научный семинар «Функционально-градиентные материалы: перспективные разработки» аспирантов и молодых учёных, посвященный передовым исследованиям и приуроченный к 90-летию СГТУ имени Гагарина Ю.А.

Основной задачей конференции является представление и обсуждение новейших научных результатов фундаментальных исследований и практических достижений в области материаловедения.

К участию в конференции приглашаются исследователи, молодые ученые (до 35 лет), в том числе аспиранты, студенты вузов и колледжей, учащиеся старших классов. Работы молодых учёных должны быть подготовлены в соавторстве с научным руководителем (консультантом).

Для участия в конференции в срок со 2 марта по 11 мая 2020 года необходимо прислать по электронной почте заявку на участие в конференции и текст статьи объемом 3-5 стр.

Авторы представляют материалы в организационный комитет конференции в электронном виде по адресу mbi. [email protected]. Название текстового файла статьи и регистрационной формы (с пометкой Reg) должно содержать фамилию и инициалы первого автора. Если поданы несколько докладов, то в названии указывается номер доклада.

Страница конференции: http://www.sstu.ru/obrazovanie/instituty/imm/struktura/kafedry/mbi/nauchnaya-rabota/konferentsii-i-konkursy/vserossiyskaya-molodezhnaya-konferentsiya-sovremennye-materialy-i-tekhnologii.php?clear_cache=Y

При обращении к организаторам мероприятия обязательно ссылайтесь на сайт «Конференции.ru» как на источник информации.

Последний день подачи заявки: 11 мая 2020 г. (приём заявок закончен)

Организаторы: СГТУ имени Гагарина Ю.А.

Контактная информация: 410054, г. Саратов, Политехническая, 77, СГТУ имени Гагарина Ю.А., Институт машиностроения, материаловедения, кафедра «Материаловедение и биомедицинская инженерия».
Ответственный секретарь Оргкомитета: ассистент Маркелова Ольга Анатольевна, тел.: +7 (8452) 99-86-23, эл. почта: [email protected]

Эл. почта: [email protected]

Приложения:
Информационное письмо

Поделитесь информацией о мероприятии со знакомыми:

Нашли ошибку? Выделите ее, нажмите Ctrl и Enter одновременно.

* 26 марта 2018 г. научной электронной библиотекой eLibrary.ru прекращена индексация в РИНЦ сборников статей по итогам заочных конференций.

Современные материалы, техника и технологии

Современные технологии и материалы 3D печати

Современные аддитивные технологии, так называемая 3D печать, представляют собой процесс создания объектов посредством послойного нанесения материалов на основе разработанных на компьютере трехмерных моделей. Перед построением изделия трехмерную модель разбивают на слои – сумму сечений, которые и будут впоследствии составлять изделие. Технологий трехмерной печати на данный момент множество, но принципы построения и конструкция принтеров схожи. Построение ведется в специальной камере, в промышленном оборудовании она термостатирована, а в некоторых случаях в ней создается еще и безкислородная атмосфера или наливается жидкий материал. На подложку определенным образом попадает и отвердевает слой материала, после чего подложка опускается для нанесения нового слоя материала. Описанный процесс повторяется до готовности изделия. Готовые изделия используются в качестве прототипов или действующих функциональных деталей и элементов конструкций. Выбор технологии зависит от необходимых характеристик готового продукта, на которые влияют в том числе и использующиеся в той или иногда технологии материалы для 3D печати.

Доступные технологии трехмерной печати

FDM (Fused Depsition Modelling) 3d печать пластиковой нитью.

Одна из первых технологий трехмерной печати и самая популярная на сегодняшний день. Распространение получила за счет простоты конструкции принтера и доступного к реализации принципа печати даже в домашних настольных принтерах.

Печать на 3D принтере по технологии послойного наращивания термопластов позволяют с достаточно высокой скоростью получать точные прототипы в единичных экземплярах. Термопластики, загружаемые в принтер, имеют формат пластиковой проволоки. Головка расплавляет проволоку и послойно наносит методом выдавливания на вертикально подвижный стол. Себестоимость готовых изделий при этом низкая. Распечатанный прототип имеет выраженную слоистую структуру и нуждается в финальной обработке, если требуется получить гладкую поверхность изделия.

Материалы:

Подробнее о технологии и материалах

SLS (selected laser sintering) лазерное сплавление пластикового порошка.

SLS технология занимает место основного аддитивного инструмента промышленности. За счет использования в качестве расходного материала полиамидов технология 3D печати методом выборочного лазерного спекания порошка прочно закрепила за собой возможность изготовления очень крепких прототипов и полноценных функциональных деталей, которые могут использоваться непосредственно в конструкции различных изделий.  Готовые изделия имеют выраженную шероховатость, поэтому при необходимости можно провести финальную обработку их поверхности. К преимуществам технологии относят возможность печати сложных и крупных объектов, высокую скорость печати, а также возможность применения для создания партий изделий.

Материалы:

• Полиамид 11
• Полиамид 12
• Нейлон

Подробнее о технологии и материалах

PolyJet струйное моделирование полимерами

PolyJet технология завоевала популярность в областях с повышенным требованиям к точности построения, разрешению и качеству 3D печати. Ювелирная промышленность, стоматология, прототипирование, изготовление мастер-моделей для литья – в этих и многих других областях без данной технологии уже не обойтись. В качестве материалов для печати применяют фотополимеры и воск. Таким образом можно печатать широкий ассортимент точных прототипов, которым не обязательна доработка, поскольку слои выражены не так явно, как при печати другими технологиями. Тем не менее, для получения идеального результата требуется обработка поверхности после 3D печати.

Материалы:

• Фотополимеры
• Воск

Подробнее о технологии и материалах

SLA стереолитография

Одна из первых технологий послойного синтеза, применяющаяся преимущественно в промышленном оборудовании. Дает возможность выполнять печать на 3D принтере с помощью жидкого фотополимера. В Лазерный луч направляется на опускающийся в вертикали стол, расположенный в специальной ванне, с налитым в ней полимером. Проходя лучом по сечению изделия, обеспечивается затвердевание и определенная геометрия слоев, которые и будут в будущем составлять изделие. Результатом становятся модели высокой точности, технология стереолитографии позволяет печатать изделия в высоком разрешении.

Компания Pyramid 3DMC оказывает услуги качественной 3D печати по указанным Выше технологиям. Мы обеспечим высокую скорость изготовления, а также комплекс дополнительных услуг по обработке и окраске изделий.

Цена создания объектов зависит от используемого материала, объема печати, временных затрат и необходимости в постобработке напечатанных изделий, поэтому расcчитывается индивидуально.

Если у Вас есть вопросы СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ. Мы расcчитаем стоимость и срок 3D печати Ваших изделий.

7 Материаловедение | Технологии для военно-морского флота и корпуса морской пехоты США, 2000-2035: становление силой 21-го века: Том 2: Технологии

объекта будут доступны в ближайшее время. Достижимая цель — сталь с пределом текучести 130 тысяч фунтов на квадратный дюйм (тыс. Фунтов / кв. Дюйм) с высокой вязкостью разрушения, способной противостоять коррозионному растрескиванию под напряжением и распространению усталостной трещины. Используя основные атомистические принципы для моделирования коррозионного растрескивания под напряжением, можно достичь большего понимания эффектов коррозии под напряжением.Эти знания можно распространить на разработку новых сталей. Сочетание новых материалов, таких как сверхнизкоуглеродистый бейнит (ULCB) и высокопрочных низколегированных (HSLA) сталей, приведет к значительному повышению прочности и коррозионной стойкости.

Титан и титановые сплавы демонстрируют хорошую вязкость разрушения, коррозионную стойкость, жаропрочность и низкую магнитную сигнатуру. Титановые сплавы в самолетах позволяют снизить вес на 50 процентов по сравнению с алюминиевыми деталями.Ti-Al-V сегодня широко используется в авиационных конструкциях, но высокотемпературные титановые сплавы, такие как альфа-2, g и орторомбические алюминиды титана, находятся в стадии разработки и обеспечивают улучшенные температурные характеристики, превышающие предел 700 ° C для текущих производимых сплавов. Новые сплавы, которые должны появиться примерно через 10 лет, обладают пластичностью в диапазоне от 2 до 4 процентов, что достаточно для большинства производственных процессов. Композиты с титановой матрицей (ТМС), состоящие из титановых сплавов, армированных волокнами карбида кремния, могут обеспечить значительные улучшения рабочих характеристик, особенно для использования в высокотемпературных двигателях.

Специальные материалы

Военно-морские системы будущего к 2035 году потребуют технологического прогресса в следующих областях: сверхпроводники и магнитные материалы, органические материалы и покрытия, энергетические материалы и высокотемпературные полупроводники. Эти системы материалов влияют на ряд областей и кратко описаны в следующих разделах.

Высокотемпературная сверхпроводимость

Морские применения сверхпроводимости включают (1) сверхпроводящие магниты для электродвигателей и движителей судов, (2) сверхпроводящие магнитные датчики для обнаружения мин, (3) сверхпроводящие магнитные системы, которые сохраняют энергию для импульсной мощности, (4) высокодобротные резонаторы для высокодобротных резонаторов. -разрешающие радиолокационные системы и (5) маломощные аналоговые и цифровые схемы.Чтобы реализовать преимущества сверхпроводимости в транспортных средствах, потребуется дальнейшее развитие технологий в области материаловедения, производства и системной интеграции.

С момента открытия HTS в 1986 году появилось множество приложений, включая сверхпроводящие кабели, трансформаторы, двигатели и устройства хранения энергии. Проводники ВТСП обычно изготавливаются в виде многожильных плоских лент. В этих проводниках используется керамический порошок-предшественник, помещенный в серебряную заготовку.Затем заготовку формуют в тонкую нить с использованием промышленных процессов деформации, а затем несколько нитей помещают в серебряную трубку и деформируют

Что такое технология материалов в NTNU?

Технология материалов — это относительно всеобъемлющая дисциплина, которая начинается с производства товаров от сырья до обработки материалов в формах и формах, необходимых для конкретных приложений.

Материалы — металлы, пластмассы и керамика — обычно имеют совершенно разные свойства, а это означает, что технологии, используемые при их производстве, принципиально разные.Технология материалов — это постоянно развивающаяся дисциплина, и новые материалы с интересными свойствами приводят к новым применениям. Например, сочетание различных материалов в композитах приводит к появлению совершенно новых свойств материала. Материаловедение тесно связано с технологиями материалов. Материаловедение — это междисциплинарная область, которая связывает свойства материала с его химическим составом, микроструктурой и кристаллической структурой.

Металлургическая промышленность, производство и обработка материалов являются очень важными аспектами норвежской промышленности, а также предлагают значительную добавленную стоимость для экономики за счет экспорта таких продуктов, как алюминий и ферросилиций.Материалы также имеют очень большое значение в нефтегазовой промышленности, например, для защиты стали от коррозии в морской среде.

NTNU — единственный университет в Норвегии, который готовит инженеров (магистров технологий) с опытом в области материаловедения и материаловедения. Ежегодно факультет материаловедения и инженерии выпускается около 50 инженеров.

Обучение материаловедению в NTNU

Хотите изучать материаловедение?

Кафедра материаловедения и инженерии факультета естественных наук NTNU предлагает несколько учебных программ в области материаловедения.

Подробнее об исследованиях в области материаловедения в NTNU

Исследования в области материаловедения в НТНУ

Исследовательские группы в

Департамент материаловедения и инженерии

Подробнее об исследованиях в области технологий материалов в NTNU

7 новых материалов, изобретенных в 2018 году

Мы, люди, всегда находимся на пути изобретений и инноваций. Помимо создания новых технологий и машин, изобретение новых материалов сильно влияет на будущее продуктов и процессов их производства. Хотите знать, какие лучшие материалы были изобретены в 2018 году? Вот они!

Итак, это материал со странным названием, но все это будет оправдано, когда вы узнаете о нем больше. Деревянная губка — это новый материал, разработанный путем обработки древесины химическими веществами в ее урезанной версии.

Процесс приводит к удалению гемицеллюлозы и лигнина, который выходит вместе с телом целлюлозы.

Причина, по которой Wood Sponge занимает первое место в нашем списке, заключается в области ее применения — для поглощения масла из воды. Разливы нефти и химикатов привели к беспрецедентному ущербу для водоемов по всему миру, и мы ищем более эффективные способы борьбы с ними.

Исследовательская группа во главе с Ван Сяоцин хотела разработать новый абсорбент из возобновляемого материала, а, следовательно, из дерева. В результате получается губка, которая может впитывать в 16-46 раз больше собственного веса.

Кроме того, его можно использовать повторно до 10 раз, выдавливая впитанное масло. Эта новая губка превосходит все другие губки или абсорбенты, которые мы используем сегодня, с точки зрения емкости, качества и возможности повторного использования.

Источник: ACS Nano

Самым прочным биоматериалом, известным человеку, был паучий шелк, который на фунт за фунтом прочнее стали. Было проведено множество исследований, направленных на то, чтобы воспроизвести этот материал в больших масштабах или даже превзойти паучий шелк по прочности, но им не удалось воссоздать такой материал.

Однако недавнее исследование, проведенное Даниэлем Содербергом из Королевского технологического института KTH в Стокгольме, могло сломать шаблон.

Команда исследователей изобрела новый материал, который можно рекламировать как самый прочный биоматериал из когда-либо созданных. Лучшая часть этого материала заключается в том, что, несмотря на то, что он искусственный, он поддается биологическому разложению.

Следовательно, его можно использовать как отличную альтернативу пластику и другим неразлагаемым предметам.

Материал изготовлен из целлюлозных нановолокон, полученных из древесины и растительного сырья.Окончательная конструкция имеет жесткость на разрыв 86 гигапаскалей (ГПа) и предел прочности на разрыв 1,57 ГПа .

Другими словами, новый материал в 8 раз жестче шелковой паутины.

Источник: Предоставлено исследователями / MIT

Этот материал, о котором мы собираемся поговорить, все еще находится на начальной стадии, но его свойства лучше, чем то, что мы когда-либо видели. Следовательно, это материал, который мы увидим больше в будущем.

Это самовосстанавливающийся материал, представляет собой полимер, который может лечить себя, используя углерод в воздухе. Изобретение принадлежит инженерам-химикам Массачусетского технологического института. Материалы могут не только восстанавливаться, но также могут расти или укрепляться за счет поглощения углерода из атмосферы. Технология похожа на то, как растения поглощают углекислый газ, чтобы вырастить ткани и стать сильнее.

Материал, который может поглощать углерод из атмосферы, является очевидным преимуществом, если учесть его воздействие на окружающую среду.

По словам исследователя, это первый связывающий углерод материал, существующий вне биологических существ.

Источник: Рэнди Монтойя

Исследователи и ученые гнались за мечтой создать самый прочный материал из-за его очевидного применения в инженерии и исследованиях. Поскольку металлы обладают определенной прочностью, мы начали создавать нашу собственную комбинацию под названием «Сплавы», и разные смеси металлов давали разные результаты.

Теперь инженеры Sandia National Laboratories придумали новый сплав, который считается самым прочным сплавом из когда-либо существовавших.

Он состоит из комбинации золота и платины.Полученный материал имеет в 100 раз большую износостойкость, чем высокопрочная сталь. Эта сертификация помещает новое разрешение в тот же класс, что и алмаз. Сплав изготовлен из 10% % золота и 90% платины.

Материал не уступает алмазу по твердости, но когда дело доходит до стойкости к истиранию, этот новый материал справляется с этим лучше, чем другие сплавы, даже при высоких температурах, без значительной усталости.

Источник: Pixabay

Кремний рекламировался как революционный материал, способный творить чудеса в технологической индустрии.В настоящее время почти все процессоры, как высокопроизводительные, так и мобильные, сделаны из кремниевых полупроводников. Почти все полупроводники в мире используют кремний в качестве основного материала.

Однако обычный кремний не лишен некоторых недостатков. Самая большая из них заключается в том, что его нельзя использовать в батареях. Теоретически кремний может значительно улучшить аккумулятор, если его использовать в качестве катода. Однако проблема в том, что при таком использовании катод сломается во время цикла зарядки.

Новый кремний Silicon X, разработанный IFE, представляет собой модифицированную версию, которая включает смесь наночастиц кремния и других наночастиц другого вещества. Матрица гарантирует, что кремний не выйдет из строя во время зарядки.

Батареи, разработанные с помощью Silicon X, будут иметь емкость в 3-6 раз больше, чем у графеновых батарей, которые мы используем сегодня.

Источник: Билл Коттон / Государственный университет Колорадо

Пластмассы были для нас очень полезными материалами, но чрезмерное их использование сейчас угрожает существованию многих видов по всему миру.Проблема в том, что многие пластмассы либо не поддаются биологическому разложению, либо не подлежат переработке.

Таким образом, эти пластиковые предметы будут существовать в мире как отходы без какого-либо использования.

Однако химики из Университета штата Колорадо разработали новый полимер, который можно перерабатывать бесконечно долго, сохраняя при этом свойства пластика.

Команда разработчиков, возглавляемая Юджином Ченом, профессором кафедры химии, в настоящее время работает над усовершенствованием системы, чтобы она стала общепринятой.

Источник: РМИТ Университет

Современные офисные помещения можно охарактеризовать как красивые стеклянные дома. Но в этом есть проблема, поскольку стекло имеет тенденцию легче пропускать тепло от солнца, увеличивая воздействие на системы кондиционирования воздуха.

Существуют солнцезащитные очки, которые окрашивают стекло с помощью электричества, но, опять же, это влияет на общую стоимость электроэнергии. Новый тип покрытия, разработанный учеными из RMIT, Австралия, может решить все эти проблемы, поскольку он сам регулирует прозрачность стекла — диоксид ванадия.

При температурах выше 67ºC это прозрачное покрытие превратится в отражающее металлическое покрытие, отражающее солнечный свет.

2018 год стал отличным временем для изобретений и инноваций. Основная тенденция сейчас — больший упор на экологичность, и это хорошо для всех! Это также показывает, почему так важно проявлять уважение к трудолюбивым людям, стоящим за каждым из этих изобретений.

5 технологических тенденций, ускоряющих разработку передовых материалов в 2021 году

Кратко:

• Нехватка носоглоточных мазков для тестирования в стране побудила сообщество производителей аддитивов продемонстрировать свою способность «быстро разрабатывать, быстро продавать и запускать их в производство. очень быстро.
• Хардик Кабария, директор по разработке программного обеспечения, Carbon, разработал жизнеспособный прототип мазка за пару часов.
• Carbon Design Engine, генератор решетчатых конструкций, демократизируется, чтобы пользователи могли расплачиваться за обратную связь.

Сбои в производстве из-за заказов на домашнее хозяйство в прошлом году выявили слабые места в цепочке поставок, которые привели к остановке производства. В разгар беспредела производственные сообщества объединились, чтобы восполнить пробелы в стратегиях устойчивости.Некоторые обратятся к аддитивному производству за тактическими мерами по обеспечению устойчивости цепочки поставок.

Учитывайте нехватку мазков из носоглотки. Эти узкие палочки, состоящие из пластикового стержня и головки тампона, которая обычно покрыта абсорбирующим материалом, таким как хлопок, полиэстер или нейлон, были в дефиците, и их не хватало для тестирования на коронавирус. Потребуется изобретательность и опыт работы с решетчатой ​​технологией, чтобы продвинуть на рынок новый дизайн тампона и устранить его дефицит.

«В 3D-печати мы всегда думаем о различных способах, которыми наша технология может принести пользу не только обществу, но и помочь людям создавать детали в нужное время, когда это необходимо», — сказал Хардик Кабария, директор по разработке программного обеспечения для 3D. полиграфическая компания Carbon.

Хардик Кабария, директор по разработке программного обеспечения, Carbon.Carbon

Но только после того, как стало известно о нехватке тампонов, 3D-сообщество вмешалось, признал Кабария, который рассматривал ситуацию как проблему, которую 3D технология печати должна уметь решать.«Это то, для чего мы представляем нашу технологию полезной», — сказал он.

Носовые мазки не были предметом, который 3D-технология обычно печатала бы традиционным способом, отмечает Кабария, потому что они относительно дешевы и просты в изготовлении обычными методами. По его словам, вмешательство в 3D-печать было необходимо, потому что «цепочка поставок оборвалась».

Для Kabaria нехватка медицинского оборудования создала «правильную постановку проблемы» и стала стимулом для сообщества производителей аддитивов продемонстрировать, что они могут «быстро проектировать, быстро торговать и очень быстро запускать его в производство.”

На концептуальном уровне Кабария был заинтересован в применении своих знаний и технологии, разработанной Carbon. И как только директива сверху попала в его почтовый ящик, это было все, что ему нужно было пойти дальше и посмотреть, как устроены тампоны, выяснить, из чего они сделаны, и подумать, можно ли применить концепцию конструкции решетки Carbon.

Образец решетки. Углерод

Дизайн решетки

Производители добавок используют решетчатые структуры — двух- или трехмерные микроархитектуры, состоящие из узлов и стоек — для проектирования продуктов.Они используются по всему телу объекта и в области 3D-печати для достижения механической стабильности или жесткости. Решетчатая конструкция предлагает преимущество снижения веса при сохранении структурной целостности, а также возможность игнорировать ограничения традиционного производства, часто в пользу более производительных продуктов с превосходной амортизацией и защитой от ударов.

Использование решетчатой ​​конструкции не ново. Обратитесь к гражданскому строительству за историческими примерами, где опорные системы для мостов основаны на непрерывных перекрещенных диагоналях, которые образуют перекрывающиеся несущие треугольники, известные как фермы.

До сих пор, как указала Кабария, решетчатая конструкция не использовалась широко или в мезомасштабе таким образом, чтобы ее можно было условно ассоциировать со шлемами, седлами, обувью или даже тампонами. «Однако 3D-печать — это основа, которая может сделать это», — заявил он. Докторское исследование Кабарии в области механики и вычислений в Стэнфордском университете было направлено на создание надежного, эффективного и автоматического инструмента создания сеток для двух- и трехмерных геометрий.

Технология Digital Light Synthesis (DLS) от Carbon, например, используется в велосипедных седлах.Он позволяет седлу быстро отскакивать, давая гонщикам возможность получить подвеску, встроенную в седло. Решетка может обеспечивать механический отклик, который не только отличается, как объяснил Кабария, но и превосходит традиционные пенопласты.

Тест тампона

«Используя концепции решетчатой ​​конструкции, мы могли бы создать решетчатую клетку, так что всякий раз, когда тампон находится внутри носовой полости, его можно повернуть, и он сможет захватить необходимый биологический образец», — сказала Кабария.

Он не только смог проверить свою теорию с помощью программного обеспечения для вычислительного проектирования Carbon Design Engine, но и после того, как к программе были применены требования к конструкции и производительности медицинского тампона, он смог создать жизнеспособный проект в два раза. часы. В тот же день его команда напечатала прототип. «Это говорит о том, насколько быстрым может быть цикл, от разработки концепции продукта до выбора материала и его печати на принтере в тот же день», — сказал Кабария.

Медицинские тампоны для решеток

Resolution.Carbon

В течение следующих трех недель группа разработчиков Carbon, консультируясь со своим партнером по медицинским устройствам Resolution Medical — зарегистрированным FDA производителем in vitro диагностических и медицинских устройств in vitro, — доработала дизайн. Завершенный бесцветный медицинский тампон Resolution Medical Swab имел уникальный куполообразный наконечник и состоял из мягкой решетчатой ​​клетки вокруг гибкого спирального сердечника, что позволяет мазку легче прилегать к органическому пути носовой полости. Он был изготовлен из материала KeySplint Soft Clear.

Первые партии тампонов были отправлены для клинической оценки в Стэнфордский университет и в Медицинский центр Бет Исраэль и Дьяконис в Бостоне, чтобы доказать, что решетчатая конструкция работает на том же уровне, что и золотой стандарт, сказал Кабария.

Accelerating Design Cycles

Кабария никогда бы не предположил, что мазок принесет его работодателю место в топ-10 списка Fast Company «Самые инновационные компании» (март / апрель 2021 года).

Он и представить себе не мог, что создаст мазок из носа, чтобы помочь решить проблему нехватки медицинских препаратов в стране во время пандемии. Resolution Medical смогла увеличить производительность для печати более 1 миллиона мазков в неделю с помощью принтеров Carbon.

«Это показывает, что если вы можете печатать на месте и очень быстро создавать дизайн, даже большое клиническое исследование может быть проведено за очень короткое время», — размышлял Кабария. «Конечно, нехватка была вызвана давлением, но это позволило Resolution Medical и Carbon вывести этот мазок на рынок для приобретения и использования клиническими учреждениями вместе с правильными клиническими данными в течение 20 дней.”

Ранее в этом году компания Carbon объявила, что ее подписчики получат доступ к ее программному обеспечению Carbon Design Engine. Система автоматизирует процесс создания решеток, ориентированных на производительность, что позволяет инженерам-проектировщикам сэкономить время.

Этот шаг к демократизации программного обеспечения, по словам Кабарии, поможет устранить узкое место. Команда инженеров-механиков Carbon использует этот инструмент, чтобы помочь клиентам. Однако они ограничены количеством запросов, с которыми они могут помочь в любой момент времени.Предоставление программного обеспечения компаниям, владеющим угольными принтерами, позволит клиентам исследовать свои собственные идеи.

Доступ к программному приложению можно получить через облако. Он построен вокруг пяти структур, каждая из которых предлагает уникальные механические свойства, такие как возможность построения графика отношения жесткости к массе, длинное плато напряжений для пены с эффектом памяти или нелинейный механический отклик. Приложение также помогает пользователям выбирать параметры в зависимости от объема производства. Как только пользователь загружает деталь, платформа автоматически заполняет решетку, одновременно принимая на себя бремя алгоритмической работы и вычислительной геометрии.

Карбон

Шлем Super Tacks X, созданный с помощью процесса 3D-печати Carbon DLS, заменяет поролоновую набивку решеткой NEST Tech для повышения воздухопроницаемости, комфорта и защиты. Углерод

Работа с CCM, официальным лицензиатом — оборудование для хоккея с шайбой для Национальной хоккейной лиги (НХЛ), компания Carbon использовала Design Engine для производства шлемов Super Tacks X. «Каждый шлем уникален для игрока, который его носит», — сказал Кабария. «Мы использовали тот же инструмент для автоматического создания дизайна, соответствующего определенной форме головы, без какого-либо вмешательства человека.«

Точно так же открытие платформы для инженеров-проектировщиков в экосистеме Carbon позволит пользователям находить новые приложения, которые можно перенести от проектирования к производству», — сказал Кабария. Это позволяет пользователям быть новаторскими, сотрудничать и предоставлять обратную связь.

Для Кабарии в этом и заключается момент лампочки. Ценность Carbon — это понимание инженеров-проектировщиков. Идея состоит в том, чтобы постоянно увеличивать вычислительную мощность для быстрого создания сложных форм в разных отраслях.«От потребительских товаров, автомобильных компонентов до медицинских устройств, — сказал Кабария, — спектр деталей, на которые мы можем воздействовать, довольно широк».

Посмотрите интервью инсайдера Machine Design с Эллен Куллман, генеральным директором Carbon.

5 Современные технологии, влияющие на производителей

Обрабатывающая промышленность всегда испытывала аппетит к технологиям. От анализа больших данных до передовой робототехники — революционные преимущества современных технологий помогают производителям сократить вмешательство человека, повысить производительность предприятия и получить конкурентное преимущество.

Сложные технологии, такие как, среди прочего, искусственный интеллект, Интернет вещей и трехмерная печать, формируют будущее производства за счет снижения стоимости производства, повышения скорости операций и сведения к минимуму ошибок. Поскольку производительность имеет решающее значение для успеха производственного предприятия, ожидается, что каждый производитель сделает значительные инвестиции в эти технологии.

Вот пять технологий, которые положительно влияют на обрабатывающую промышленность.

1. Промышленный Интернет вещей

Возможности Интернета вещей (IoT) быстро внедряются в промышленную и производственную сферу, предоставляя владельцам заводов возможность повысить производительность и снизить сложность процессов. Ожидается, что к 2020 году количество устройств с поддержкой Интернета вещей достигнет отметки в 25 миллиардов.

Промышленный Интернет вещей (IIoT) представляет собой сочетание различных технологий, таких как машинное обучение, большие данные, данные датчиков, облачная интеграция и автоматизация машин.Эти технологии используются в таких областях, как прогнозирующее и упреждающее обслуживание, мониторинг в реальном времени, оптимизация ресурсов, прозрачность цепочки поставок, анализ операций между предприятиями и безопасность, что позволяет руководителям предприятий минимизировать время простоя и повысить эффективность процессов.

Например, регулярное техническое обслуживание и ремонт необходимы для бесперебойной работы завода. Однако не все оборудование и устройства требуют обслуживания одновременно. IIoT позволяет руководителям предприятий использовать мониторинг состояния и профилактическое обслуживание оборудования.Мониторинг производительности в реальном времени помогает им планировать график технического обслуживания, когда это действительно необходимо, снижая вероятность незапланированных отключений и связанной с этим потери производительности.

Точно так же оборудование с поддержкой IoT и встроенным датчиком может передавать данные, которые помогают команде цепочки поставок отслеживать активы (с помощью датчиков RFID и GPS), проводить инвентаризацию, прогнозировать, оценивать отношения с поставщиками и планировать программы профилактического обслуживания.

2. Аналитика больших данных

Аналитика больших данных может предложить несколько способов повышения производительности активов, оптимизации производственных процессов и облегчения настройки продукта.Согласно недавнему опросу Honeywell, 68 процентов американских производителей уже инвестируют в аналитику больших данных. Эти производители могут принимать обоснованные решения, используя данные о производительности и отходах, полученные с помощью аналитики больших данных, снижая эксплуатационные расходы и увеличивая общий доход.

3. Искусственный интеллект и машинное обучение

В течение нескольких десятилетий производители использовали робототехнику и механизацию для повышения производительности и минимизации производственных затрат на единицу продукции.Искусственный интеллект (ИИ) и машинное обучение кажутся следующей волной в производстве. Искусственный интеллект помогает производственным группам анализировать данные и использовать полученные знания для замены запасов, снижения эксплуатационных расходов и обеспечения непрерывного контроля качества всего производственного процесса.

Эпоха неразумных роботов, занятых циклическими производственными задачами, закончилась. Искусственный интеллект и машинное обучение позволяют роботам и людям взаимодействовать друг с другом, создавая гибкие производственные процессы, которые учатся, улучшают и принимают разумные производственные решения.Следовательно, производители могут использовать промышленную робототехнику и интеллектуальную автоматизацию для управления повседневными задачами и сосредоточить свое время и ресурсы на задачах, приносящих доход, таких как исследования и разработки, расширение линейки продуктов и улучшение обслуживания клиентов.

4. Трехмерная печать

Технология трехмерной печати или производства аддитивных слоев призвана оказать огромное влияние на такие высокотехнологичные отрасли, как аэрокосмическая промышленность, горнодобывающая техника, автомобили, огнестрельное оружие, торговое и сервисное оборудование и другое промышленное оборудование.Эта революционная технология позволяет производителям создавать физические продукты из сложных цифровых дизайнов, хранящихся в файлах трехмерного автоматизированного проектирования (САПР).

Для печати реальных объектов можно использовать такие материалы, как резина, нейлон, пластик, стекло и металл. Фактически, трехмерная биопечать позволила изготавливать живые ткани и функциональные органы для медицинских исследований.

В отличие от традиционного производственного процесса, трехмерные принтеры могут создавать сложные формы и конструкции без дополнительных затрат, что дает большую свободу дизайнерам и инженерам.Более того, все более широкое применение трехмерной печати в производстве приводит к развитию производства как услуги (MaaS), позволяя компаниям поддерживать современную инфраструктуру, обслуживающую множество клиентов, и устраняя необходимость в приобретении нового оборудования.

5. Виртуальная реальность

Виртуальная реальность (VR) упрощает процесс проектирования продукта, устраняя необходимость в создании сложных прототипов. Дизайнеры и инженеры используют виртуальную реальность для создания реалистичных моделей продуктов, что позволяет им просматривать свои проекты в цифровом виде и устранять потенциальные проблемы до начала производства.Клиенты также могут просматривать и взаимодействовать с этими цифровыми проектами, симуляциями и интегрированными устройствами, что значительно сокращает время, необходимое от проектирования до производства готового продукта.

Например, производители автомобилей теперь используют виртуальную реальность, чтобы гарантировать, что их автомобили проходят испытания на ранней стадии процесса разработки, сокращая время и затраты, связанные с изменением конструкции, допусков и функций безопасности.

Поскольку прогнозная аналитика имеет решающее значение для операционной эффективности производственного предприятия, ожидается, что руководители предприятий будут все больше полагаться на виртуальную реальность для анализа рабочих процессов, улучшения процессов сравнительного анализа и поддержания соответствия с помощью протоколов обучения.

Поскольку производители продолжают внедрять эти современные технологии для управления всеми аспектами производственного процесса, можно ожидать улучшения общей производительности и прибыльности. Компании, стремящиеся оставаться актуальными на постоянно конкурентном рынке, не могут позволить себе игнорировать положительное влияние каждой из этих технологий.

Ссылка: Сложные технологии, формирующие будущее производства электроники

Advanced Materials — Technology Trends

Advanced Materials можно использовать в самых разных областях: от более легких и маневренных самолетов и новых гиперзвуковых систем до средств индивидуальной защиты и агрессивных сред, где риски и ущерб можно снизить с помощью защитных решений.

Ожидается, что наиболее разрушительные эффекты будут вызваны интеграцией таких функций, как сбор энергии, маскировка, структурный мониторинг и мониторинг здоровья персонала.

Технологические тенденции

Ниже перечислены ключевые технологические тенденции, влияющие на современные материалы в аэрокосмической и оборонной тематике, по данным GlobalData.

Advanced Materials — доминирование литий-ионных (Li-ion) и введение графена

Литий-ионные батареи

(LIB) становятся критически важными для хранения энергии.Растущий рост электромобилей с приводом от LIB привел к развитию литий-ионных технологий и неуклонному снижению цен на литиевые батареи.

Хотя литий-ионные батареи стали более популярными, чем другие аккумуляторные технологии хранения энергии, при рассмотрении их широкомасштабного использования в электромобилях, беспилотных подводных аппаратах (БПА) и в электросетях внедрение графена может революционизировать способ использования энергии. используется технология хранения.

Графен — это не что иное, как материал на основе углерода, который имеет толщину всего один атом и может быть использован для изготовления легких, прочных и применимых в накопителях энергии большой емкости батарей, которые быстро заряжаются.

Недавно исследователи из Передового технологического института Samsung (SAIT) и Школы химической и биологической инженерии Сеульского национального университета совместно разработали графеновое покрытие для литий-ионных аккумуляторов, чтобы повысить скорость зарядки в пять раз и увеличить емкость аккумулятора за счет его изготовления. На 45% больше энергии.

3D печать

3D-печать

зарекомендовала себя как отличное производственное решение для изготовления компонентов и деталей, которые содержат значительно меньше материала, чем другие сопоставимые детали, производимые традиционным способом.

Это связано с тем, что для создания изделия с помощью аддитивного производства можно использовать гораздо меньше материала и можно создавать чрезвычайно сложные геометрические формы, обладающие большой прочностью, несмотря на меньшую плотность используемого материала.

В частности, в аэрокосмической отрасли, но и во всем оборонном секторе, снижение веса имеет первостепенное значение для достижения высоких характеристик в таких аспектах, как скорость и грузоподъемность, а также в других элементах, таких как полезная нагрузка, расход топлива, выбросы, скорость и безопасность.Осознание этого заставляет аэрокосмическую и оборонную промышленность искать приложения для своих новейших продуктов, от каркасов сидений до воздуховодов.

Недавний пример этой тенденции — Airbus A350 XWB. Airbus заключил партнерское соглашение со Stratasys для производства более 1000 отдельных элементов 3D-печати для A350 XWB.

Используя чрезвычайно прочный термопласт под названием ULTEM 9085, Stratasys предоставляет свои машины для изготовления компонентов, которые являются прочными, совместимыми с FST (пламя, дым и токсичность) и имеют отличное соотношение прочности к весу.

Полимер, армированный волокном (FRP)

Композиты, армированные углеродным волокном (FRP), успешно используются в таких приложениях, как военные самолеты, беспилотные летательные аппараты (БПЛА), военно-морские корабли и оружие.

Эти материалы начали использоваться для изготовления деталей самолетов, таких как фюзеляж, двери, крылья и хвостовая часть, особенно из-за их легкого веса и прочности, и привлекают внимание авиакосмической промышленности.

В последнее время были достигнуты успехи в разработке армирующих полимеров из углеродного волокна с самовосстанавливающимися свойствами, которые предотвращают повреждения композитных материалов, что особенно важно при проектировании и сборке самолетов.

Поскольку углеродное волокно прочнее, жестче и легче стали, оно может помочь повысить топливную эффективность за счет меньшего веса. Действительно, поскольку углеродное волокно в десять раз прочнее обычной стали, но при этом его вес составляет всего четверть, ожидается, что композиты из углеродного волокна, используемые в качестве автомобильных компонентов, уменьшат вес автомобиля.

Связанный отчет

Тематические отчеты

Беспокоитесь ли вы о темпах инноваций в вашей отрасли?

В отчете

GlobalData по темам TMT за 2021 год рассказывается все, что вам нужно знать о темах революционных технологий и о том, какие компании лучше всего могут помочь вам в цифровой трансформации вашего бизнеса.

Узнать больше

Потребители получают выгоду от более легких транспортных средств с лучшей экономией топлива и всеми преимуществами безопасности, присущими транспортным средствам большей массы.

Искусственный интеллект (AI)

Материаловедение также извлекает выгоду из ИИ / машин и активного обучения в исследованиях и образовании. Машинное обучение дает возможность по-новому взглянуть на материалы, обнаруживая новые закономерности и взаимосвязи в данных.

Например, чтобы создать технологию следующего поколения, исследователи из Исследовательской лаборатории ВВС США (AFRL) используют машинное обучение, искусственный интеллект и автономные системы для экспоненциального увеличения скорости открытия материалов и снижения стоимость технологии.

Платформы, такие как Autonomous Research System (ARES) AFRL, используют искусственный интеллект и машинное обучение для проведения автономных экспериментов, направленных на оптимизацию синтеза углеродных нанотрубок, которые имеют огромный потенциал для энергетических технологий следующего поколения.

Робототехнические комплексы

Ожидается, что роботы нового поколения

предоставят производственным компаниям новые возможности для повышения их эффективности и решения таких проблем, как высокие затраты и наличие квалифицированных рабочих.

Ожидается, что в ближайшие годы роботы, работающие напрямую и в сотрудничестве с людьми в производственной среде, увеличат использование мягких роботов, которые используют пневматику вместо механической энергии, уменьшат потребность в энергии и повысят безопасность в целом.

Использование роботов в среде Индустрии 4.0, которая в значительной степени ориентирована на взаимосвязь, автоматизацию, машинное обучение и данные в реальном времени, все в большей степени приведет к концепции производства «выключи свет» или «темной фабрики», в которой действия материальные потоки обрабатываются полностью автоматически.

Легкие конструкции

Все аэрокосмические системы нуждаются в уменьшении веса для повышения топливной эффективности и снижения выбросов парниковых газов. Легкие материалы помогают увеличить дальность полета и полезную нагрузку самолетов и БЛА, снижая при этом расход топлива, что является ключом к снижению эксплуатационных расходов в долгосрочной перспективе.

Военные ищут новые высокопрочные и очень легкие материалы, которые могут быть интегрированы с основными конструкциями и могут защитить боевые машины от оружия будущего.

Более того, тенденция к разработке легких баллистических материалов является одним из основных факторов, подталкивающих оборонные ведомства к закупке средств индивидуальной защиты нового поколения.

Таким образом, страны сосредотачиваются на производстве лучших решений, таких как баллистические вставки, легкие нижние костюмы, боевые каски, противоминные ботинки и огнестойкая униформа, обеспечивающие комфорт и повышенную защиту наземных войск.

Это отредактированная выдержка из отчета Advanced Materials in Aerospace and Defense — Thematic Research , подготовленного GlobalData Thematic Research.

Связанный отчет

Загрузить полный отчет из хранилища отчетов GlobalData

Получить отчет

Последний отчет от

Посетить GlobalData Store

Связанные компании

CBRNergetics

Взрывоопасные решения для военного применения и обучения

Связанные компании

CBRNergetics

Взрывоопасные решения для военного применения и обучения

28 августа 2020

Скандинавская тяга

Тяговые средства для военной техники в экстремальных условиях

28 августа 2020

Углеродные материалы для передовых технологий

Вдохновением для этой книги послужил семинар Американского углеродного общества под названием «Углеродные материалы для передовых технологий», который проводился в Национальной лаборатории Окриджа в 1994 году.Глава 1 содержит обзор углеродных материалов и подчеркивает структуру и химические связи в различных формах углерода, включая четыре аллотропных алмаза, графита, карбинов и фуллеренов. Кроме того, обсуждаются аморфные углеродные и алмазные пленки, углеродные наночастицы и модифицированные углероды. Самый последний открытый аллотроп углерода, , то есть , фуллерены, наряду с углеродными нанотрубками, более подробно обсуждаются в главе 2, где их взаимосвязь между структурой и свойствами рассматривается в контексте передовых технологий для материалов на основе углерода.Также рассматриваются синтез, структура и свойства фуллеренов и нанотрубок, а также модификация структуры и свойств посредством легирования. Рассмотрены возможные применения этого нового семейства углеродных материалов.
Производство и применение адсорбирующих углеродных волокон обсуждаются в главе 3. Производство, структура и свойства волокон с высокими эксплуатационными характеристиками рассмотрены в главе 4, а производство и свойства выращенных из паровой фазы волокон и их композитов описаны в главе 5.Свойства и применение новых композитов с низкой плотностью, разработанных в Национальной лаборатории Ок-Ридж, описаны в главе 6.
Уголь — важный источник энергии и богатый источник углерода. Производство технических углей и графита из угля с использованием способа экстракции растворителем описано в главе 7. Применение активированного угля обсуждается в главах 8-10, включая их использование в автомобильной сфере в качестве ловушек для выбросов парниковых газов (глава 8) и в автомобильных резервуарах для хранения природного газа (Глава 9).Применение активированного угля в адсорбционных тепловых насосах и холодильниках обсуждается в главе 10. В главе 11 рассказывается об использовании углеродных материалов в быстрорастущем применении литий-ионных батарей в бытовой электронике. Роль углеродных материалов в ядерных системах обсуждается в главах 12 и 13, где рассматриваются применения термоядерных устройств и реакторов деления соответственно. В главе 12 обсуждаются основные технологические вопросы использования углерода в качестве материала, обращенного к плазме, в контексте современных и будущих термоядерных токамаков.
Существенные конструктивные особенности реакторов с графитовым замедлителем (включая системы с газовым, водяным и солевым охлаждением) рассматриваются в главе 13, а также обсуждаются воздействия на окружающую среду реактора, такие как радиационное повреждение и радиолитическая коррозия. Поведение графита при разрушении качественно и количественно обсуждается в главе 14. Рассмотрены приложения линейной механики упругого разрушения и механики упруго-пластического разрушения к графиту, а также сообщается об исследовании роли мелких дефектов в ядерных графитах.

.