NC State Partner Institutes stärken die US-amerikanische Fertigungsindustrie
Veröffentlichungsdatum:Eine starke Fertigungsindustrie in den Vereinigten Staaten führt zu stabilen Arbeitsplätzen, einem höheren Bruttoinlandsprodukt, gesunden Lieferketten und einem sicheren Militär. Der Kongress erkannte die Notwendigkeit der Vereinigten Staaten, auf einem globalen Fertigungsmarkt zu konkurrieren, und gründete 2014 das National Network for Manufacturing Innovation. Bekannt als Herstellung in den USADieses Netzwerk bringt Partner aus Wissenschaft, Industrie und Regierung zusammen, um Fertigungstechnologien in verschiedenen Bereichen aufzubauen.
Die NC State University, ein führendes Unternehmen in Forschung und Innovation, ist ein Top-Partner von Manufacturing USA. Wir waren Teil von sieben Fertigungsinstituten – nur eine andere akademische Einrichtung hat mit so vielen zusammengearbeitet.
Wir verfügen über eine umfangreiche Wissensbasis, die sich in der Breite der Sektoren widerspiegelt, in denen wir tätig sind: Energieverteilung, Textilien, Bioproduktion und Fertigungstechnologie. Unsere umfangreiche Forschungsinfrastruktur stärkt unsere Expertise; NC-Staaten Hundertjähriger Campus beherbergt hochmoderne Labore, Zentren und Kerneinrichtungen. Mit diesen Vermögenswerten spielt NC State eine Schlüsselrolle bei der Stärkung der US-amerikanischen Produktionskapazitäten.
So bauen wir die amerikanische Fertigung Sektor für Sektor auf.
Machtverteilung
PowerAmerica läutet die nächste Generation der effizienten Elektrifizierung ein, indem es mit seinen 82 Mitgliedern daran arbeitet, die Kommerzialisierung von Leistungshalbleiterchips und der damit verbundenen Elektronik zu beschleunigen. Es ist das einzige Manufacturing-Institut in den USA, das von einem akademischen Partner geleitet wird: NC State.
Halbleiterchips werden auf vielfältige Weise eingesetzt, unter anderem in Fahrzeugen, Rechenzentren, Unterhaltungselektronik, Haushaltsgeräten und militärischen Verteidigungssystemen. Die Arbeit von PowerAmerica konzentriert sich auf effiziente Halbleiterchips mit großer Bandlücke, die höhere Spannungen, Frequenzen und Temperaturen unterstützen als herkömmliche Halbleitermaterialien. Um die Halbleiterforschung und -entwicklung in den USA anzukurbeln, hat die CHIPS- und Wissenschaftsgesetz wurde im Jahr 2022 unterzeichnet.
PowerAmerica hat bereits Fortschritte in der Halbleitertechnologie gebracht. Als führende Institution ermöglicht NC State PowerAmerica, Forschungsprojekte zu entwickeln, Vorschläge zu verwalten und sich für seine Dutzende Mitglieder einzusetzen.
„PowerAmerica ist ein nationales Zentrum, das dem Land dient“, sagte Victor Veliadis, Geschäftsführer von PowerAmerica und Professor für Elektrotechnik im US-Bundesstaat North Carolina. „Die Arbeit, die wir bei der Herstellung von Chips leisten, war erfolgreich – sie verlassen unsere Küsten nicht und müssen nicht wieder an Land gebracht werden.“
Wir bieten Ressourcen zur Unterstützung von PowerAmerica. Das Forschungszentrum für Systemtechnik der Zukunft für die Bereitstellung und Verwaltung erneuerbarer elektrischer Energie (FREEDM)., basierend auf dem Centennial Campus, ist führend unter anderen nationalen Universitäten bei der Verbesserung der Sicherheit und Nachhaltigkeit von Stromnetzen. Und unter der administrativen Führung von NC State ist PowerAmerica ein sich selbst tragendes Produktionsinstitut, das von seinen Mitgliedern finanziert wird und sich für sie einsetzt.
„Wenn man ein großes Programm durchführt und gut abschneidet, sagt das der Regierung: ‚Wenn du nach NC State kommst, wirst du erfolgreich sein‘“, sagte Veliadis.
Bioproduktion
Die Bioproduktionsindustrie nutzt Zellen lebender Organismen, um Produkte herzustellen, die andere Prozesse nicht herstellen können, oder um nicht nachhaltige Prozesse zu ersetzen. Besonders in North Carolina handelt es sich um einen lebenswichtigen Wirtschaftszweig – Dutzende von Bioproduktionsunternehmen haben Standorte im Forschungsdreieck errichtet. Als Flaggschiff-MINT-Universität North Carolinas spielt NC State eine Schlüsselrolle beim Aufbau der nächsten Generation von Führungskräften in der Bioproduktion.
Wir verfügen über die Infrastruktur, um auf staatlicher und nationaler Ebene eine leistungsstarke Bioproduktionsindustrie aufzubauen. Der Golden LEAF Biomanufacturing Training and Education Center (BTEC)Das auf dem Centennial Campus gelegene Unternehmen bietet Ausbildungsmöglichkeiten und bildet qualifizierte Fachkräfte für die Arbeitskräfte der Branche aus. Das Biotechnologieprogramm (BIT) untersucht die molekulare Seite der Biotechnologie und die Zentrum für Gentechnik und Gesellschaft (GES) untersucht die gesellschaftlichen Auswirkungen der in der Bioproduktion eingesetzten Gentechnik. Gemeinsam bieten diese Einheiten einen dynamischen, interdisziplinären Ansatz zur Unterstützung unserer Bioproduktionsinstitute.
Der Nationales Institut für Innovation in der Herstellung von Biopharmazeutika (NIIMBL), nutzt Bioproduktionstechnologie zur Herstellung von Medikamenten und Impfstoffen. Ihr Ziel ist es, neue Technologien zu entdecken und umzusetzen, die Arzneimittel sicherer, weltweit verfügbarer und effizienter in der Produktion machen. Als Partner hat NC State an Projekten mit mRNA-Impfstoffen, Adeno-assoziierten Virusvektoren, Wirtszellproteinen und mehr gearbeitet. NIIMBL entwickelt und führt auch Schulungsmöglichkeiten für Arbeitskräfte durch.
„Aus Sicht der Verbraucher hoffen wir, dass diese biologischen Medikamente, die derzeit sehr teuer und schwer zu warten sind, weltweit leichter zugänglich sind“, sagte er Ruben Carbonell, leitender Technologiestratege des NIIMBL und Frank Hawkins Kenan Distinguished Professor für Chemie- und Biomolekulartechnik. „Diese Forschung wird hoffentlich auch US-Unternehmen profitabler und wettbewerbsfähiger machen.“
Das Institut BioMADE arbeitet daran, die industrielle Bioproduktion durch den Aufbau neuer Technologien, die Stärkung einer vorbereiteten Belegschaft und die Schaffung wirtschaftlicher Möglichkeiten auszubauen. Als BioMADE-Partner entwickelt NC State einen umfassenden Online-Kurs für Studenten und Berufstätige. Der Kurs behandelt die Grundlagen von Bioproduktionsprozessen und untersucht den aktuellen und zukünftigen Stand der Bioindustrie.
„Ich hoffe, dass BioMADE dazu beitragen kann, das Bewusstsein für die industrielle Bioproduktion zu stärken“, sagte er Gary Gilleskie, Geschäftsführer von BTEC. „Es ist ein wachsender Bereich, bietet viele Vorteile gegenüber der Produktion durch chemische Synthese und ist ein sehr wichtiger Industriezweig für unser geografisches Gebiet.“
Unser dritter Partner ist die Institut für fortgeschrittene regenerative Fertigung, das Biotechnologie zur Herstellung menschlicher und tierischer Gewebe nutzt. Am NC State untersuchten Forscher, wie die Qualität von Geweben während des Herstellungsprozesses beurteilt werden kann. Sie entwickelten eine Softwareschnittstelle und einen Bioreaktor, um Gewebe zu kultivieren und sie während ihrer Reifung zu überwachen.
Das Projekt endete im Jahr 2021, aber unsere Forschung spielt eine wichtige Rolle im gesamten Bioproduktionsprozess.
„Das zeigt die Vielfalt der Projekte in der Fertigung“, sagte er Rohan Shirwaiker, Professor und Universitätswissenschaftler am Department of Industrial and Systems Engineering des NC State. „Normalerweise denkt man an physische Produkte und Prozesse, aber die Qualitätsüberwachung steht im Mittelpunkt der Fertigung.“
Textiltechnologie
Textilien werden zunehmend mit Technologie durchdrungen, sei es zum Schutz von Militärangehörigen oder zur Überwachung der Herzfrequenz während des Trainings. Als Mitglied von Advanced Functional Fabrics of America (AFFOA), NC State kombiniert Forschung mit Personalentwicklung, um diesen Fortschritt voranzutreiben.
Das Wilson College of Textiles ist bereits führend in der amerikanischen Textilforschung und -herstellung. Als weltweit führendes Zentrum für Ausbildung, Forschung und Innovation im Textilbereich hat sich die Hochschule einen Namen in der Branche gemacht, sowohl durch die Vorbereitung von Absolventen auf das Fachgebiet als auch durch die Durchführung von Spitzenforschung und Innovation.
„Die Textilindustrie vertraut uns und weiß, dass wir liefern können“, sagte er Xiangwu Zhang, der stellvertretende Dekan für Forschung der Hochschule.
Die Erweiterungseinheit der Hochschule, Zeis Textiles Extension for Economic Development, stärkt die Branche durch die Ausbildung von Textilmitarbeitern und die Herstellung textilbasierter Prototypen. Die Zusammenarbeit mit AFFOA geht noch einen Schritt weiter, um die Fähigkeit der US-Textilindustrie zu verbessern, fortschrittliche Stoffe und intelligente Geräte durch innovative Schulungsprogramme und Forschung in Produkte zu integrieren. Die Fakultät des Wilson College of Textiles arbeitet außerdem mit AFFOA zusammen, um Funktionstextilien und textilbasierte Systeme der nächsten Generation zu entwickeln.
Laut Zhang gibt es zwei Hauptinvestoren in moderne Stoffe: das Militär und die übungsaffinen Verbraucher. An der NC State arbeiten Forscher daran, viele Eigenschaften von Materialien zu verbessern, um ihre Leistung und Funktionalität zu verbessern, beispielsweise das Feuchtigkeitsmanagement für Körperschutz. Schutzausrüstung lässt Feuchtigkeit nur schwer entweichen, was für die Militärangehörigen, die sie tragen, unangenehm ist. Darüber hinaus untersuchen Forscher, wie sich funktionelle Fasern und Garne für verschiedene Anwendungen im großen Maßstab in Stoffe integrieren und testen lassen.
„Wir verstehen Stoffe in- und auswendig“, sagte Zhang.
Herstellungsprozess
Fortschrittliche Fertigung ist eng mit der Geschichte North Carolinas verbunden. Der Staat hat produktionsbasierte Industrien wie Textilien, Möbel und Elektronik angeführt. Smart Manufacturing nutzt Technologien wie Robotik, fortschrittliche Sensorsysteme und Big Data, um die Produktion zu optimieren. Diese fortschrittliche Art der Fertigung verbessert nicht nur die Effizienz, sondern ermöglicht es den Betrieben auch, auf sich ändernde Umstände zu reagieren.
NC State ist Partner in zwei verwandten Instituten. Der Clean Energy Smart Manufacturing Innovation Institute (CESMII) entwickelt Technologien wie intelligente Sensoren, die die Energiekosten in der modernen Fertigung senken können. Rascher Fortschritt bei der Bereitstellung von Prozessintensivierung (RAPID) Verbessert die Effizienz in der Prozessindustrie durch die Entwicklung modularer chemischer Prozessintensivierungstechnologie, die Ansätze wie die Kombination verschiedener Herstellungsschritte oder die Verwendung nur so viel wie nötig, standortspezifischer Prozesse umfasst, anstatt große Materialmengen von einem entfernten Standort aus zu versenden. größere Anlage.
Die Universität verfügt über die Erfahrung, Infrastruktur und das Fachwissen, um in North Carolina intelligente Fertigungstechnologien aufzubauen.
„Die intellektuellen Stärken von NC State sind ein wichtiger Teil unseres Engagements“, sagte Phil Westmoreland, Professor am Fachbereich Chemie- und Biomolekulartechnik. „Wir verfügen hier in North Carolina über einen starken Hintergrund in der Fertigung, der jetzt durch unser universitäres Fachwissen in den Bereichen Polymere, Pharmazeutika und Biokraftstoffe unterstützt wird. NC State hat auch eine lange Tradition darin, industrietaugliche Absolventen hervorzubringen, insbesondere aus unseren Ingenieurabteilungen.“
Als CESMII- und RAPID-Partner vereint NC State seine Fähigkeiten in der akademischen Forschung und im Fertigungs-Know-how. Das Nonwovens Institute, das Center for Additive Manufacturing and Logistics und der Studiengang Paper Science and Engineering integrieren bereits Wissenschaft und Fertigung in verschiedenen Branchen.
„NC State unterhält seit langem industrielle Verbindungsaktivitäten“, sagte Westmoreland. „Die landwirtschaftlichen und industriellen Erweiterungen von NC State waren ein wichtiger Teil der DNA der Universität.“
Originalquelle des Artikels: NC State News