Les instituts partenaires de l'État de Caroline du Nord soutiennent l'industrie manufacturière américaine
Date publiée:Une industrie manufacturière forte aux États-Unis génère des emplois stables, une augmentation du produit intérieur brut, des chaînes d’approvisionnement saines et une armée sûre. Conscient de la nécessité pour les États-Unis d'être compétitifs sur le marché manufacturier mondial, le Congrès a créé en 2014 le Réseau national pour l'innovation manufacturière. Fabrication aux États-Unis, ce réseau rassemble des partenaires universitaires, industriels et gouvernementaux pour développer des technologies de fabrication dans divers domaines.
NC State University, une puissance en matière de recherche et d'innovation, est l'un des principaux partenaires de Manufacturing USA. Nous avons fait partie de sept instituts de fabrication – un seul autre établissement universitaire a travaillé avec autant de personnes.
Nous disposons d'une vaste base de connaissances, illustrée par l'étendue des secteurs dans lesquels nous sommes impliqués : distribution d'énergie, textiles, biofabrication et technologie de fabrication. Notre vaste infrastructure de recherche renforce notre expertise ; État NC Campus du Centenaire abrite des laboratoires, des centres et des installations de pointe. Grâce à ces atouts, NC State joue un rôle clé dans le renforcement des capacités manufacturières américaines.
Voici comment nous construisons l’industrie manufacturière américaine, secteur par secteur.
Distribution d'énergie
PuissanceAmérique inaugure la prochaine génération d'électrification efficace en travaillant avec ses 82 membres pour accélérer la commercialisation des puces semi-conductrices de puissance et de l'électronique qu'elles permettent. C'est le seul institut Manufacturing USA géré par un partenaire académique : NC State.
Les puces semi-conductrices sont utilisées de nombreuses manières, notamment dans les véhicules, les centres de données, l'électronique grand public, les appareils électroménagers et les systèmes de défense militaire. Les travaux de PowerAmerica se concentrent sur des puces semi-conductrices efficaces à large bande interdite, qui supportent des tensions, des fréquences et des températures plus élevées que celles des matériaux semi-conducteurs traditionnels. Pour stimuler la recherche et le développement des semi-conducteurs aux États-Unis, le Loi sur les CHIPS et la science a été signé en 2022.
PowerAmerica a déjà fait progresser la technologie des semi-conducteurs. En tant qu'institution principale, NC State permet à PowerAmerica de développer des projets de recherche, d'administrer des propositions et de défendre les intérêts de ses dizaines de membres.
« PowerAmerica est un centre national qui dessert le pays », a déclaré Victor Véliadis, directeur exécutif de PowerAmerica et professeur de génie électrique à l'État de Caroline du Nord. "Le travail que nous effectuons dans la fabrication de puces a été couronné de succès : elles ne quittent pas nos côtes et n'ont pas besoin d'être relocalisées."
Nous proposons des ressources conçues pour prendre en charge PowerAmerica. Centre de recherche en ingénierie des systèmes du futur centre de recherche et de gestion de l'énergie électrique renouvelable (FREEDM), basée sur le Campus Centennial, mène d'autres universités nationales dans l'amélioration de la sécurité et de la durabilité des réseaux électriques. Et sous la direction administrative de NC State, PowerAmerica est un institut de fabrication autonome financé par et défendant ses membres.
« Lorsque vous gérez un grand programme et que vous réussissez, cela dit au gouvernement : 'Vous venez dans l'État de Caroline du Nord, vous allez réussir' », a déclaré Veliadis.
Biofabrication
L’industrie de la biofabrication utilise des cellules d’organismes vivants pour fabriquer des produits que d’autres processus ne peuvent pas produire ou pour remplacer des processus non durables. Il s'agit d'une industrie vitale en Caroline du Nord en particulier : des dizaines d'entreprises de biofabrication ont construit des sites dans la région du Research Triangle. En tant qu'université STEM phare de Caroline du Nord, NC State joue un rôle clé dans la formation de la prochaine génération de leaders de la biofabrication.
Nous disposons de l’infrastructure nécessaire pour développer une puissante industrie de biofabrication aux niveaux national et étatique. Le Centre de formation et d'éducation en biofabrication Golden LEAF (BTEC), situé sur le Campus Centennial, offre des opportunités de formation et développe des professionnels qualifiés pour la main-d'œuvre de l'industrie. Le Programme de Biotechnologie (BIT) étudie le côté moléculaire de la biotechnologie, et le Centre Génie Génétique et Société (GES) examine les implications sociétales du génie génétique utilisé dans la biofabrication. Ensemble, ces unités offrent une approche dynamique et interdisciplinaire pour soutenir nos instituts de biofabrication.
Le Institut national pour l'innovation dans la fabrication de produits biopharmaceutiques (NIIMBL), utilise la technologie de biofabrication pour créer des médicaments et des vaccins. Son objectif est de découvrir et de mettre en œuvre de nouvelles technologies qui rendront les produits pharmaceutiques plus sûrs, plus disponibles dans le monde entier et plus efficaces à produire. En tant que partenaire, NC State a travaillé sur des projets portant sur des vaccins à ARNm, des vecteurs viraux adéno-associés, des protéines de cellules hôtes et bien plus encore. NIIMBL développe et organise également des opportunités de formation de la main-d'œuvre.
"Du point de vue du consommateur, nous espérons que ces médicaments biologiques, qui sont actuellement très chers et difficiles à entretenir, seront plus accessibles dans le monde entier", a déclaré Rubén Carbonell, stratège technologique principal du NIIMBL et professeur émérite Frank Hawkins Kenan de génie chimique et biomoléculaire. "Nous espérons que cette recherche rendra également les entreprises américaines plus rentables et plus compétitives."
L'Institut BioMADE s'efforce de développer la biofabrication industrielle en créant de nouvelles technologies, en renforçant une main-d'œuvre préparée et en créant des opportunités économiques. En tant que partenaire BioMADE, NC State développe un cours en ligne complet destiné aux étudiants et aux professionnels. Le cours couvrira les principes fondamentaux des processus de biofabrication et examinera l'état actuel et futur des bioindustries.
«J'espère que BioMADE pourra contribuer à sensibiliser davantage à la biofabrication industrielle», a déclaré Gary Gilleskie, directeur exécutif de BTEC. "C'est un domaine en pleine croissance, qui offre de nombreux avantages par rapport à la production par synthèse chimique et qui constitue une industrie très importante pour notre zone géographique."
Notre troisième partenaire est le Institut de fabrication régénérative avancée, qui utilise la biotechnologie pour créer des tissus humains et animaux. Chez NC State, des chercheurs ont examiné comment évaluer la qualité des tissus pendant le processus de fabrication. Ils ont créé une interface logicielle et un bioréacteur pour cultiver des tissus et les surveiller à mesure qu'ils mûrissent.
Le projet s’est terminé en 2021, mais nos recherches jouent un rôle important dans l’ensemble du processus de biofabrication.
"Cela montre la diversité des projets dans le secteur manufacturier", a déclaré Rohan Shirwaiker, professeur et chercheur universitaire au Département d'ingénierie industrielle et des systèmes de NC State. « On pense généralement à des produits et à des processus physiques, mais le contrôle de la qualité est au cœur de la fabrication. »
Technologie textile
Les textiles sont de plus en plus imprégnés de technologie, qu'il s'agisse de protéger les militaires ou de surveiller la fréquence cardiaque pendant l'exercice. En tant que membre de Tissus fonctionnels avancés d'Amérique (AFFOA), NC State combine la recherche avec le développement de la main-d'œuvre pour faire progresser ces progrès.
Le Wilson College of Textiles est déjà un leader dans la recherche et la fabrication de textiles aux États-Unis. En tant que premier pôle mondial d'enseignement, de recherche et d'innovation dans le secteur textile, le collège a fait sa marque dans l'industrie, à la fois en préparant les diplômés au domaine et en menant des recherches et des innovations de pointe.
« L'industrie textile nous fait confiance et sait que nous pouvons tenir nos promesses », a déclaré Xiangwu Zhang, doyen associé à la recherche du collège.
L'unité de vulgarisation du collège, Zeis Textiles Extension for Economic Development, soutient l'industrie en formant des employés du textile et en produisant des prototypes à base de textile. L'entreprise va encore plus loin en travaillant avec l'AFFOA pour renforcer la capacité de l'industrie textile américaine à intégrer des tissus avancés et des appareils intelligents dans ses produits grâce à des programmes de formation et de recherche innovants. Les professeurs du Wilson College of Textiles collaborent également avec l'AFFOA pour développer des textiles fonctionnels et des systèmes à base de textiles de nouvelle génération.
Il y a deux principaux investisseurs dans les tissus avancés, a expliqué Zhang : les militaires et les consommateurs avertis en matière d'exercice. Chez NC State, les chercheurs travaillent à améliorer de nombreuses caractéristiques des matériaux afin d'améliorer leurs performances et leurs fonctionnalités, comme la gestion de l'humidité pour les gilets pare-balles. Les équipements de protection ne laissent pas facilement s'échapper l'humidité, ce qui est inconfortable pour les militaires qui les portent. Les chercheurs étudient également comment intégrer et tester à grande échelle des fibres et des fils fonctionnels dans des tissus pour diverses applications.
"Nous comprenons les tissus à l'envers", a déclaré Zhang.
Processus de manufacture
La fabrication de pointe est étroitement liée à l'histoire de la Caroline du Nord ; l’État a dominé les industries manufacturières comme le textile, l’ameublement et l’électronique. La fabrication intelligente utilise des technologies telles que la robotique, des systèmes de capteurs avancés et le Big Data pour optimiser la production. Ce type de fabrication avancé améliore non seulement l’efficacité, mais permet également aux opérations de répondre à l’évolution des circonstances.
NC State est partenaire de deux instituts liés. Le Institut d’innovation pour la fabrication intelligente en matière d’énergie propre (CESMII) développe des technologies telles que des capteurs intelligents qui peuvent réduire les dépenses énergétiques dans la fabrication de pointe. Avancement rapide dans le déploiement de l’intensification des processus (RAPID) améliore l'efficacité des industries de transformation en développant une technologie modulaire d'intensification des processus chimiques, qui implique des approches telles que la combinaison de types d'étapes de fabrication ou l'utilisation de processus spécifiques au site uniquement dans la mesure nécessaire, au lieu d'expédier de grandes quantités de matériaux à partir d'un site distant, usine à plus grande échelle.
L'université possède l'expérience, l'infrastructure et l'expertise nécessaires pour développer des technologies de fabrication intelligentes en Caroline du Nord.
« Les atouts intellectuels de NC State constituent une part importante de notre implication », a déclaré Phil Westmoreland, professeur au Département de génie chimique et biomoléculaire. « Nous disposons d'une solide expérience dans le secteur manufacturier ici en Caroline du Nord, désormais soutenue par notre expertise universitaire dans les domaines des polymères, des produits pharmaceutiques et des biocarburants. NC State a également l'habitude de produire des diplômés prêts à entrer dans l'industrie, en particulier dans nos départements d'ingénierie.
En tant que partenaire du CESMII et de RAPID, NC State allie ses compétences en recherche académique et son savoir-faire industriel. L'Institut des non-tissés, le Centre de fabrication additive et de logistique et le programme d'études en science et ingénierie du papier intègrent déjà le monde universitaire et la fabrication dans différentes industries.
"NC State mène depuis longtemps des activités de liaison industrielle", a déclaré Westmoreland. «Les extensions agricoles et industrielles de NC State constituent un élément clé de l'ADN de l'université.»
Source originale de l’article : Nouvelles de l'État de Caroline du Nord