Los institutos asociados del estado de Carolina del Norte refuerzan la industria manufacturera de EE. UU.
Fecha de publicación:Una industria manufacturera fuerte en Estados Unidos genera empleos estables, un mayor producto interno bruto, cadenas de suministro saludables y un ejército seguro. Al reconocer la necesidad de Estados Unidos de competir en un mercado manufacturero global, el Congreso estableció la Red Nacional para la Innovación en Manufactura en 2014. Conocida como Fabricación EE.UU., esta red reúne a socios académicos, industriales y gubernamentales para desarrollar tecnología de fabricación en diversas áreas.
NC State University, una potencia en investigación e innovación, es uno de los principales socios de Manufacturing USA. Hemos formado parte de siete institutos de fabricación; sólo otra institución académica ha trabajado con tantos.
Contamos con una amplia base de conocimientos, como lo demuestra la variedad de sectores en los que estamos involucrados: distribución de energía, textiles, biofabricación y tecnología de fabricación. Nuestra amplia infraestructura de investigación refuerza nuestra experiencia; Estado de Carolina del Norte Campus Centenario alberga laboratorios, centros e instalaciones centrales de vanguardia. Con estos activos, NC State desempeña un papel clave en el fortalecimiento de las capacidades de fabricación de Estados Unidos.
Así es como estamos fortaleciendo la manufactura estadounidense, sector por sector.
Distribución de poder
PowerAmerica está marcando el comienzo de la próxima generación de electrificación eficiente al trabajar con sus 82 miembros para acelerar la comercialización de chips semiconductores de potencia y la electrónica que permiten. Es el único instituto de Manufacturing USA administrado por un socio académico: NC State.
Los chips semiconductores se utilizan de numerosas maneras, incluidos vehículos, centros de datos, electrónica de consumo, electrodomésticos y sistemas de defensa militar. El trabajo de PowerAmerica se centra en chips semiconductores eficientes de banda ancha, que soportan voltajes, frecuencias y temperaturas más altas que los de los materiales semiconductores tradicionales. Para impulsar la investigación y el desarrollo de semiconductores en Estados Unidos, el Ley CHIPS y Ciencia Se firmó en 2022.
PowerAmerica ya ha logrado avances en la tecnología de semiconductores. Como institución líder, NC State permite a PowerAmerica desarrollar proyectos de investigación, administrar propuestas y defender a sus docenas de miembros.
“PowerAmerica es un centro nacional que sirve al país”, dijo Víctor Veliadis, director ejecutivo de PowerAmerica y profesor de ingeniería eléctrica de NC State. "El trabajo que hacemos en la fabricación de chips ha sido exitoso: no abandonan nuestras costas y no es necesario repatriarlos".
Ofrecemos recursos preparados para apoyar a PowerAmerica. El futuro Centro de Investigación de Ingeniería de Sistemas de Gestión y Entrega de Energía Eléctrica Renovable (FREEDM), con sede en Centennial Campus, lidera a otras universidades nacionales en la mejora de la seguridad y sostenibilidad de las redes eléctricas. Y bajo el liderazgo administrativo de NC State, PowerAmerica es un instituto de fabricación autosostenible financiado por sus miembros y que los defiende.
“Cuando ejecutas un programa grande y te va bien, le dice al gobierno: 'Si vienes a NC State, tendrás éxito'”, dijo Veliadis.
Biofabricación
La industria de la biofabricación utiliza células de organismos vivos para fabricar productos que otros procesos no pueden o para reemplazar procesos insostenibles. Es una industria vital especialmente en Carolina del Norte: docenas de empresas de biofabricación han construido ubicaciones en el área del Triángulo de Investigación. Como universidad STEM insignia de Carolina del Norte, NC State desempeña un papel clave en la formación de la próxima generación de líderes en biofabricación.
Contamos con la infraestructura para hacer crecer una poderosa industria de biofabricación a nivel estatal y nacional. El Centro de formación y educación en biofabricación Golden LEAF (BTEC), ubicado en Centennial Campus, ofrece oportunidades de capacitación y desarrolla profesionales capacitados para la fuerza laboral de la industria. El Programa de Biotecnología (BIT) estudia el lado molecular de la biotecnología, y el Centro de Ingeniería Genética y Sociedad (GES) examina las implicaciones sociales de la ingeniería genética utilizada en la biofabricación. Juntas, estas unidades ofrecen un enfoque dinámico e interdisciplinario para apoyar a nuestros institutos de biofabricación.
El Instituto Nacional de Innovación en la Fabricación de Productos Biofarmacéuticos (NIIMBL), utiliza tecnología de biofabricación para crear medicamentos y vacunas. Su objetivo es descubrir e implementar nuevas tecnologías que harán que los productos farmacéuticos sean más seguros, más disponibles en todo el mundo y más eficientes de producir. Como socio, NC State ha trabajado en proyectos con vacunas de ARNm, vectores de virus adenoasociados, proteínas de células huésped y más. NIIMBL también desarrolla y lleva a cabo oportunidades de capacitación laboral.
"Desde el punto de vista del consumidor, esperamos que estos medicamentos biológicos, que actualmente son muy caros y difíciles de mantener, sean más accesibles en todo el mundo", afirmó. Rubén Carbonell, estratega tecnológico senior del NIIMBL y profesor distinguido Frank Hawkins Kenan de ingeniería química y biomolecular. "Se espera que esta investigación también haga que las empresas estadounidenses sean más rentables y competitivas".
El Instituto BioMADE trabaja para hacer crecer la biofabricación industrial mediante la creación de nuevas tecnologías, el refuerzo de una fuerza laboral preparada y la creación de oportunidades económicas. Como socio de BioMADE, NC State está desarrollando un curso integral en línea para estudiantes y profesionales por igual. El curso cubrirá los fundamentos de los procesos de biofabricación y examinará el estado actual y futuro de las bioindustrias.
"Espero que BioMADE pueda ayudar a crear una mayor conciencia sobre la biofabricación industrial", dijo Gary Gilleskie, director ejecutivo de BTEC. “Es un campo en crecimiento, ofrece muchas ventajas sobre la producción por síntesis química y es una industria muy importante para nuestra área geográfica”.
Nuestro tercer socio es el Instituto de fabricación regenerativa avanzada, que utiliza la biotecnología para crear tejidos humanos y animales. En NC State, los investigadores examinaron cómo evaluar la calidad de los tejidos durante el proceso de fabricación. Crearon una interfaz de software y un biorreactor para cultivar tejidos y monitorearlos a medida que maduraban.
El proyecto finalizó en 2021, pero nuestra investigación juega un papel importante en todo el proceso de biofabricación.
"Esto muestra la diversidad de proyectos en la fabricación", dijo Rohan Shirwaiker, profesor y académico universitario del Departamento de Ingeniería Industrial y de Sistemas de Carolina del Norte. "Normalmente se piensa en productos y procesos físicos, pero el control de la calidad es el núcleo de la fabricación".
Tecnología Textil
Los textiles están cada vez más impregnados de tecnología, ya sea para proteger a los miembros del servicio militar o controlar la frecuencia cardíaca durante el ejercicio. Como miembro de Tejidos funcionales avanzados de América (AFFOA), NC State combina la investigación con el desarrollo de la fuerza laboral para avanzar en este progreso.
El Wilson College of Textiles ya es líder en investigación y fabricación de textiles en Estados Unidos. Como principal centro mundial de educación, investigación e innovación en textiles, la universidad ha dejado su huella en la industria, tanto preparando a los graduados para el campo como realizando investigaciones e innovación de vanguardia.
"La industria textil confía en nosotros y sabe que podemos cumplir", dijo Xiangwu Zhang, decano asociado de investigación de la universidad.
La unidad de extensión de la universidad, Zeis Textiles Extension for Economic Development, refuerza la industria capacitando a empleados textiles y produciendo prototipos textiles. Va un paso más allá al trabajar con AFFOA para mejorar la capacidad de la industria textil de EE. UU. de incorporar telas avanzadas y dispositivos inteligentes en productos a través de investigaciones y programas de capacitación innovadores. El cuerpo docente del Wilson College of Textiles también colabora con AFFOA para desarrollar textiles funcionales y sistemas basados en textiles de próxima generación.
Hay dos inversores principales en tejidos avanzados, dijo Zhang: los militares y los consumidores expertos en ejercicio. En NC State, los investigadores trabajan para mejorar muchas características de los materiales para mejorar su rendimiento y funcionalidad, como el control de la humedad para los chalecos antibalas. El equipo de protección no deja salir la humedad fácilmente, lo que resulta incómodo para los miembros del servicio militar que lo usan. Los investigadores también están estudiando cómo integrar y probar fibras e hilos funcionales en tejidos a gran escala para diversas aplicaciones.
"Entendemos las telas al revés", dijo Zhang.
Procesos de manufactura
La fabricación avanzada está entrelazada en la historia de Carolina del Norte; el estado ha liderado industrias manufactureras como textiles, muebles y electrónica. Smart Manufacturing utiliza tecnologías como robótica, sistemas de sensores avanzados y big data para optimizar la producción. Este tipo avanzado de fabricación no sólo mejora la eficiencia sino que también permite que las operaciones respondan a circunstancias cambiantes.
NC State es socio de dos institutos relacionados. El Instituto de Innovación en Fabricación Inteligente de Energía Limpia (CESMII) desarrolla tecnología como sensores inteligentes que pueden reducir los gastos de energía en la fabricación avanzada. Avance rápido en la implementación de la intensificación de procesos (RAPID) mejora la eficiencia en las industrias de procesos mediante el desarrollo de tecnología modular de intensificación de procesos químicos, que implica enfoques como combinar tipos de pasos de fabricación o utilizar solo la cantidad necesaria y procesos específicos del sitio en lugar de enviar grandes cantidades de materiales desde un lugar remoto, planta de mayor escala.
La universidad tiene la experiencia, la infraestructura y los conocimientos para desarrollar tecnologías de fabricación inteligentes en Carolina del Norte.
"Las fortalezas intelectuales de NC State son una parte importante de nuestra participación", dijo Phil Westmoreland, profesor del Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular. “Tenemos una sólida experiencia en fabricación aquí en Carolina del Norte, ahora respaldada por nuestra experiencia universitaria en polímeros, productos farmacéuticos y biocombustibles. NC State también tiene una herencia de producir graduados preparados para la industria, especialmente de nuestros departamentos de ingeniería”.
Como socio de CESMII y RAPID, NC State combina sus habilidades en investigación académica y conocimientos de fabricación. El Instituto de No Tejidos, el Centro de Logística y Fabricación Aditiva y el programa de grado en Ingeniería y Ciencias del Papel ya integran la academia y la fabricación en diferentes industrias.
“NC State ha tenido durante mucho tiempo actividad de enlace industrial”, dijo Westmoreland. "Las extensiones agrícolas e industriales de NC State han sido una parte clave del ADN de la universidad".
Fuente del artículo original: Noticias del estado de Carolina del Norte