NC State Partner Institutes styrker US Manufacturing Industry
Udgivelsesdato:En stærk fremstillingsindustri i USA fører til faste job, øget bruttonationalprodukt, sunde forsyningskæder og et sikkert militær. I erkendelse af USA's behov for at konkurrere på en global produktionsmarkedsplads etablerede Kongressen National Network for Manufacturing Innovation i 2014. Kendt som Fremstiller USA, dette netværk samler akademiske, industri- og regeringspartnere for at opbygge produktionsteknologi på forskellige områder.
NC State University, et kraftcenter inden for forskning og innovation, er en topproducent i USA. Vi har været en del af syv produktionsinstitutter - kun én anden akademisk institution har arbejdet med så mange.
Vi har en stor videnbase, hvilket fremgår af bredden af sektorer, vi er involveret i: strømdistribution, tekstiler, biofremstilling og produktionsteknologi. Vores omfattende forskningsinfrastruktur styrker vores ekspertise; NC staten Centennial Campus er hjemsted for banebrydende laboratorier, centre og kernefaciliteter. Med disse aktiver spiller NC State en nøglerolle i at styrke den amerikanske produktionskapacitet.
Her er, hvordan vi opbygger amerikansk produktion, sektor for sektor.
Strømfordeling
PowerAmerica indvarsler den næste generation af effektiv elektrificering ved at arbejde sammen med sine 82 medlemmer for at fremskynde kommercialiseringen af krafthalvlederchips og den elektronik, de muliggør. Det er det eneste Manufacturing USA-institut, der ledes af en akademisk partner: NC State.
Halvlederchips bruges på mange måder, herunder køretøjer, datacentre, forbrugerelektronik, apparater, militære forsvarssystemer. PowerAmericas arbejde fokuserer på effektive halvlederchips med bred båndgab, som understøtter højere spændinger, frekvenser og temperaturer end traditionelle halvledermaterialer. For at øge amerikansk forskning og udvikling af halvledere CHIPS og videnskabsloven blev underskrevet i 2022.
PowerAmerica har allerede skabt fremskridt inden for halvlederteknologi. Som sin ledende institution gør NC State PowerAmerica i stand til at udvikle forskningsprojekter, administrere forslag og gå ind for sine snesevis af medlemmer.
"PowerAmerica er et nationalt center, der tjener landet," sagde Victor Veliadis, PowerAmericas administrerende direktør og en NC State elektroingeniør professor. "Det arbejde, vi udfører med at fremstille chips, har været vellykket - de forlader ikke vores kyster, og de behøver ikke at blive genbrugt."
Vi tilbyder ressourcer til at understøtte PowerAmerica. The Future Renewable Electric Energy Delivery and Management (FREEDM) Systems Engineering Research Center, baseret på Centennial Campus, fører andre nationale universiteter i at forbedre sikkerheden og bæredygtigheden af elektriske net. Og under NC States administrative ledelse er PowerAmerica et selvejende produktionsinstitut finansieret af og fortaler for dets medlemmer.
"Når du kører et stort program, og du gør det godt, fortæller det regeringen: 'Du kommer til NC State, du vil få succes'," sagde Veliadis.
Biofremstilling
Biofremstillingsindustrien bruger celler fra levende organismer til at fremstille produkter, som andre processer ikke kan, eller til at erstatte uholdbare processer. Det er en vigtig industri i North Carolina, især - snesevis af biofremstillingsvirksomheder har bygget lokationer i Research Triangle-området. Som North Carolinas flagskib STEM-universitet spiller NC State en nøglerolle i opbygningen af den næste generation af biofremstillingsledere.
Vi har infrastrukturen til at udvikle en stærk biofremstillingsindustri på stats- og nationalt plan. Det Golden LEAF Biomanufacturing Training and Education Center (BTEC), beliggende på Centennial Campus, tilbyder uddannelsesmuligheder og udvikler dygtige fagfolk til industriens arbejdsstyrke. Bioteknologiprogrammet (BIT) studerer den molekylære side af bioteknologi, og den Genteknologi og samfundscenter (GES) undersøger samfundsmæssige implikationer af genteknologi anvendt i biofremstilling. Tilsammen tilbyder disse enheder en dynamisk, tværfaglig tilgang til at støtte vores bioproduktionsinstitutter.
Det National Institute for Innovation in Manufacturing Biopharmaceuticals (NIIMBL), bruger biofremstillingsteknologi til at skabe medicin og vacciner. Dens mål er at opdage og implementere nye teknologier, der vil gøre lægemidler sikrere, mere tilgængelige på verdensplan og mere effektive at producere. Som partner har NC State arbejdet på projekter med mRNA-vacciner, adeno-associerede virusvektorer, værtscelleproteiner og mere. NIIMBL udvikler og gennemfører også træningsmuligheder for arbejdsstyrken.
"Fra forbrugersiden af tingene håber vi, at disse biologiske lægemidler, som i øjeblikket er meget dyre og svære at vedligeholde, er mere tilgængelige over hele verden," sagde Ruben Carbonell, NIIMBLs senior teknologistrateg og Frank Hawkins Kenan Distinguished Professor of Chemical and Biomolecular Engineering. "Denne forskning vil forhåbentlig også gøre amerikanske virksomheder mere profitable og konkurrencedygtige."
Instituttet BioMADE arbejder for at dyrke industriel biofremstilling ved at bygge nye teknologier, styrke en forberedt arbejdsstyrke og skabe økonomiske muligheder. Som BioMADE-partner udvikler NC State et omfattende onlinekursus for både studerende og professionelle. Kurset vil dække det grundlæggende i biofremstillingsprocesser og undersøge bioindustriens nuværende og fremtidige tilstand.
"Jeg håber, at BioMADE kan være med til at skabe større bevidsthed om industriel biofremstilling," sagde Gary Gilleskie, administrerende direktør for BTEC. "Det er et felt i vækst, tilbyder mange fordele i forhold til produktion ved kemisk syntese, og det er en meget vigtig industri for vores geografiske område."
Vores tredje partner er Advanced Regenerative Manufacturing Institute, som bruger bioteknologi til at skabe menneske- og dyrevæv. På NC State undersøgte forskere, hvordan man vurderer vævs kvalitet under fremstillingsprocessen. De skabte en softwaregrænseflade og en bioreaktor til at dyrke væv og overvåge dem, efterhånden som de modnes.
Projektet sluttede i 2021, men vores forskning spiller en vigtig rolle i hele biofremstillingsprocessen.
"Dette viser mangfoldigheden af projekter inden for fremstilling," sagde Rohan Shirwaiker, professor og universitetsstipendiat ved NC State's Department of Industrial and Systems Engineering. "Man tænker normalt på fysiske produkter og processer, men kvalitetsovervågning er kernen i fremstillingen."
Tekstilteknologi
Tekstiler er i stigende grad fyldt med teknologi, uanset om det er at beskytte militærtjenestemedlemmer eller overvåge puls under træning. Som medlem af Advanced Functional Fabrics of America (AFFOA)NC State kombinerer forskning med udvikling af arbejdsstyrken for at fremme dette fremskridt.
Wilson College of Textiles er allerede førende inden for amerikansk tekstilforskning og -fremstilling. Som verdens førende knudepunkt for tekstiluddannelse, forskning og innovation har kollegiet markeret sig i branchen, både ved at forberede kandidater til feltet og ved at udføre banebrydende forskning og innovation.
"Tekstilindustrien har tillid til os og ved, at vi kan levere," sagde Xiangwu Zhang, højskolens prodekan for forskning.
Kollegiets udvidelsesenhed, Zeis Textiles Extension for Economic Development, styrker industrien ved at træne tekstilmedarbejdere og producere tekstilbaserede prototyper. Det går et skridt videre i samarbejdet med AFFOA for at fremme den amerikanske tekstilindustris evne til at inkorporere avancerede stoffer og smarte enheder i produkter gennem innovative træningsprogrammer og forskning. Fakultetet i Wilson College of Textiles samarbejder også med AFFOA om at udvikle næste generations funktionelle tekstiler og tekstilbaserede systemer.
Der er to hovedinvestorer i avancerede stoffer, sagde Zhang: militæret og motionskyndige forbrugere. Hos NC State arbejder forskere på at forbedre mange egenskaber ved materialer for at forbedre deres ydeevne og funktionalitet, som f.eks. fugtstyring til kropsrustninger. Beskyttelsesudstyr slipper ikke let fugt ud, hvilket er ubehageligt for de værnepligtige, der bærer dem. Forskere studerer også, hvordan man integrerer og tester funktionelle fibre og garn i stof i stor skala til forskellige anvendelser.
"Vi forstår stoffer ud og ind," sagde Zhang.
Fremstillingsprocesser
Avanceret fremstilling hænger sammen i North Carolinas historie; staten har ledet fremstillingsbaserede industrier som tekstiler, møbler og elektronik. Smart Manufacturing bruger teknologier som robotteknologi, avancerede sensorsystemer og big data til at optimere produktionen. Denne avancerede type fremstilling forbedrer ikke kun effektiviteten, men giver også driften mulighed for at reagere på skiftende omstændigheder.
NC State er partner i to relaterede institutter. Det Clean Energy Smart Manufacturing Innovation Institute (CESMII) udvikler teknologi som smarte sensorer, der kan reducere energiudgifterne i avanceret fremstilling. Rapid Advancement in Process Intensification Deployment (RAPID) forbedrer effektiviteten i procesindustrier ved at udvikle modulær kemisk proces-intensiveringsteknologi, som involverer tilgange som at kombinere typer af fremstillingstrin eller kun bruge så meget, som det er nødvendigt, stedspecifikke processer i stedet for at sende store mængder af materialer fra en fjernbetjening, større anlæg.
Universitetet har erfaringen, infrastrukturen og ekspertisen til at opbygge smarte produktionsteknologier i North Carolina.
"NC State's intellektuelle styrker er en vigtig del af vores engagement," sagde Phil Westmoreland, professor ved Institut for Kemi- og Biomolekylær Teknik. "Vi har en stærk baggrund inden for fremstilling her i North Carolina, nu understøttet af vores universitetsekspertise inden for polymerer, lægemidler og biobrændstoffer. NC State har også en arv af at producere industriklare kandidater, især fra vores ingeniørafdelinger."
Som CESMII- og RAPID-partner forener NC State sine færdigheder inden for akademisk forskning og produktions-knowhow. Nonwovens Institute, Center for Additive Manufacturing and Logistics og Paper Science and Engineering-uddannelsen integrerer allerede den akademiske verden og fremstillingen i forskellige industrier.
"NC State har længe haft industriel forbindelsesaktivitet," sagde Westmoreland. "NC State's landbrugs- og industriudvidelser har været en vigtig del af universitetets DNA."
Original artikelkilde: NC State News