NC State Partner Instituten versterken de Amerikaanse maakindustrie
Datum gepubliceerd:Een sterke maakindustrie in de Verenigde Staten leidt tot vaste banen, een hoger bruto binnenlands product, gezonde toeleveringsketens en een veilig leger. Het Congres erkende de noodzaak van de Verenigde Staten om te concurreren op een mondiale productiemarkt en richtte in 2014 het National Network for Manufacturing Innovation op. Productie VSbrengt dit netwerk academische, industriële en overheidspartners samen om productietechnologie op diverse gebieden op te bouwen.
NC State University, een krachtpatser op het gebied van onderzoek en innovatie, is een vooraanstaande partner in Manufacturing USA. We hebben deel uitgemaakt van zeven productie-instituten; slechts één andere academische instelling heeft met zovelen samengewerkt.
We beschikken over een enorme kennisbasis, wat blijkt uit de breedte van de sectoren waarbij we betrokken zijn: energiedistributie, textiel, bioproductie en productietechnologie. Onze uitgebreide onderzoeksinfrastructuur versterkt onze expertise; NC-staat Honderdjarige Campus is de thuisbasis van geavanceerde laboratoria, centra en kernfaciliteiten. Met deze activa speelt NC State een sleutelrol bij het versterken van de Amerikaanse productiecapaciteiten.
Hier ziet u hoe we de Amerikaanse productiesector, sector voor sector, opbouwen.
Machtsverdeling
PowerAmerica luidt de volgende generatie van efficiënte elektrificatie in door samen met zijn 82 leden te werken aan het versnellen van de commercialisering van vermogenshalfgeleiderchips en de elektronica die zij mogelijk maken. Het is het enige Manufacturing USA-instituut dat wordt beheerd door een academische partner: NC State.
Halfgeleiderchips worden op talloze manieren gebruikt, waaronder voertuigen, datacentra, consumentenelektronica, apparaten en militaire verdedigingssystemen. Het werk van PowerAmerica richt zich op efficiënte halfgeleiderchips met een grote bandbreedte, die hogere spanningen, frequenties en temperaturen ondersteunen dan die van traditionele halfgeleidermaterialen. Om onderzoek en ontwikkeling op het gebied van halfgeleiders in de VS een impuls te geven, heeft de CHIPS en Wetenschapswet werd in 2022 ondertekend.
PowerAmerica heeft al vooruitgang geboekt in de halfgeleidertechnologie. Als leidende instelling stelt NC State PowerAmerica in staat onderzoeksprojecten te ontwikkelen, voorstellen te beheren en te pleiten voor haar tientallen leden.
“PowerAmerica is een nationaal centrum dat het land bedient”, zei hij Victor Veliadis, uitvoerend directeur van PowerAmerica en hoogleraar elektrotechniek in de NC State. "Het werk dat we doen bij het vervaardigen van chips is succesvol geweest: ze verlaten onze kusten niet en hoeven niet opnieuw te worden aangevoerd."
Wij bieden middelen die klaar zijn om PowerAmerica te ondersteunen. Het Systems Engineering Research Center van de toekomst, de levering en het beheer van hernieuwbare elektrische energie (FREEDM)., gebaseerd op Centennial Campus, leidt andere nationale universiteiten bij het verbeteren van de veiligheid en duurzaamheid van elektriciteitsnetten. En onder het administratieve leiderschap van NC State is PowerAmerica een zelfvoorzienend productie-instituut dat wordt gefinancierd door en pleit voor zijn leden.
"Als je een groot programma uitvoert en het goed doet, zegt het tegen de regering: 'Als je naar NC State komt, zul je succesvol worden'", zei Veliadis.
Bioproductie
De bioproductie-industrie gebruikt cellen van levende organismen om producten te maken die andere processen niet kunnen of om niet-duurzame processen te vervangen. Vooral in North Carolina is het een vitale industrie: tientallen bioproductiebedrijven hebben locaties gebouwd in het Research Triangle-gebied. Als de vlaggenschip STEM-universiteit van North Carolina speelt NC State een sleutelrol bij het opbouwen van de volgende generatie leiders op het gebied van bioproductie.
We hebben de infrastructuur om een krachtige bioproductie-industrie op staats- en nationaal niveau te laten groeien. De Golden LEAF Biomanufacturing Trainings- en Educatiecentrum (BTEC), gelegen op Centennial Campus, biedt opleidingsmogelijkheden en ontwikkelt bekwame professionals voor de beroepsbevolking in de sector. Het Biotechnologieprogramma (BIT) bestudeert de moleculaire kant van de biotechnologie, en de Centrum voor genetische manipulatie en samenleving (GES) onderzoekt de maatschappelijke implicaties van genetische manipulatie die wordt gebruikt bij bioproductie. Samen bieden deze eenheden een dynamische, interdisciplinaire aanpak ter ondersteuning van onze bioproductie-instituten.
De Nationaal Instituut voor Innovatie in de Productie van Biofarmaceutica (NIIMBL), maakt gebruik van bioproductietechnologie om medicijnen en vaccins te maken. Het doel is om nieuwe technologieën te ontdekken en te implementeren die geneesmiddelen veiliger, wereldwijd beter beschikbaar en efficiënter te produceren zullen maken. Als partner heeft NC State gewerkt aan projecten met mRNA-vaccins, adeno-geassocieerde virusvectoren, gastheerceleiwitten en meer. NIIMBL ontwikkelt en verzorgt ook opleidingsmogelijkheden voor personeel.
“Vanuit de consumentenkant hopen we dat deze biologische medicijnen, die momenteel erg duur en moeilijk te onderhouden zijn, wereldwijd beter toegankelijk zullen zijn”, zegt Ruben Carbonell, NIIMBL's senior technologiestrateeg en de Frank Hawkins Kenan Distinguished Professor of Chemical and Biomolecular Engineering. “Dit onderzoek zal hopelijk ook Amerikaanse bedrijven winstgevender en competitiever maken.”
Het instituut BioMADE werkt aan de groei van de industriële bioproductie door nieuwe technologieën te bouwen, een voorbereide beroepsbevolking te versterken en economische kansen te creëren. Als BioMADE-partner ontwikkelt NC State een uitgebreide online cursus voor zowel studenten als professionals. De cursus behandelt de grondbeginselen van bioproductieprocessen en onderzoekt de huidige en toekomstige toestand van de bio-industrie.
“Ik hoop dat BioMADE kan helpen een groter bewustzijn te creëren over industriële bioproductie”, zegt hij Gary Gilleskie, uitvoerend directeur van BTEC. “Het is een groeiend veld dat veel voordelen biedt ten opzichte van de productie door middel van chemische synthese, en het is een zeer belangrijke industrie voor ons geografische gebied.”
Onze derde partner is de Geavanceerd regeneratief productie-instituut, dat biotechnologie gebruikt om menselijke en dierlijke weefsels te creëren. Bij NC State onderzochten onderzoekers hoe de kwaliteit van weefsels tijdens het productieproces kon worden beoordeeld. Ze creëerden een software-interface en een bioreactor om weefsels te kweken en te monitoren terwijl ze volwassen werden.
Het project eindigde in 2021, maar ons onderzoek speelt een belangrijke rol in het hele biofabricageproces.
“Dit toont de diversiteit aan projecten in de productie,” zei Rohan Shirwaiker, een professor en universitair wetenschapper bij het Department of Industrial and Systems Engineering van NC State. “Meestal denk je aan fysieke producten en processen, maar kwaliteitsbewaking vormt de kern van de productie.”
Textiel Technologie
Textiel wordt steeds meer doordrenkt met technologie, of het nu gaat om het beschermen van militairen of het monitoren van de hartslag tijdens het sporten. Als lid van Geavanceerde functionele stoffen van Amerika (AFFOA)combineert NC State onderzoek met de ontwikkeling van het personeelsbestand om deze vooruitgang te bevorderen.
Het Wilson College of Textiles is al een leider op het gebied van Amerikaans textielonderzoek en -productie. Als 's werelds belangrijkste knooppunt voor textielonderwijs, onderzoek en innovatie heeft het college zijn sporen verdiend in de industrie, zowel door afgestudeerden voor te bereiden op het vakgebied als door baanbrekend onderzoek en innovatie uit te voeren.
“De textielindustrie vertrouwt ons en weet dat we kunnen leveren”, zegt hij Xiangwu Zhang, de universitair hoofddecaan voor onderzoek.
De uitbreidingseenheid van de universiteit, Zeis Textiles Extension for Economic Development, versterkt de industrie door textielmedewerkers op te leiden en op textiel gebaseerde prototypes te produceren. Het gaat een stap verder door samen te werken met AFFOA om het vermogen van de Amerikaanse textielindustrie om geavanceerde stoffen en slimme apparaten in producten te integreren te bevorderen door middel van innovatieve trainingsprogramma's en onderzoek. De faculteit van het Wilson College of Textiles werkt ook samen met AFFOA om functionele textiel en op textiel gebaseerde systemen van de volgende generatie te ontwikkelen.
Er zijn twee belangrijke investeerders in geavanceerde stoffen, zei Zhang: het leger en de sportbewuste consumenten. Bij NC State werken onderzoekers aan het verbeteren van veel eigenschappen van materialen om hun prestaties en functionaliteit te verbeteren, zoals vochtbeheer voor kogelvrije vesten. Beschermende kleding laat vocht niet gemakkelijk naar buiten, wat oncomfortabel is voor de militairen die ze dragen. Onderzoekers onderzoeken ook hoe functionele vezels en garens op grote schaal in stof kunnen worden geïntegreerd en getest voor verschillende toepassingen.
“Wij begrijpen stoffen van binnenuit”, zegt Zhang.
Productieprocessen
Geavanceerde productie is verweven in de geschiedenis van North Carolina; de staat heeft leiding gegeven aan op productie gebaseerde industrieën zoals textiel, meubels en elektronica. Smart Manufacturing maakt gebruik van technologieën als robotica, geavanceerde sensorsystemen en big data om de productie te optimaliseren. Dit geavanceerde type productie verbetert niet alleen de efficiëntie, maar zorgt er ook voor dat de bedrijfsvoering kan reageren op veranderende omstandigheden.
NC State is partner in twee verwante instituten. De Clean Energy Smart Manufacturing Innovation Institute (CESMII) ontwikkelt technologie zoals slimme sensoren die de energiekosten bij geavanceerde productie kunnen verlagen. Snelle vooruitgang in de implementatie van procesintensivering (RAPID) verbetert de efficiëntie in procesindustrieën door de ontwikkeling van modulaire technologie voor chemische procesintensivering, waarbij benaderingen worden gebruikt zoals het combineren van soorten productiestappen of het gebruik van alleen zo veel als nodig, locatiespecifieke processen in plaats van het verzenden van grote hoeveelheden materialen vanaf een afgelegen, grootschaliger fabriek.
De universiteit heeft de ervaring, infrastructuur en expertise om slimme productietechnologieën op te bouwen in North Carolina.
“De intellectuele kracht van NC State vormt een belangrijk onderdeel van onze betrokkenheid”, aldus Phil Westmoreland, een professor bij de afdeling Chemische en Biomoleculaire Technologie. “We hebben een sterke achtergrond in de productie hier in North Carolina, nu ondersteund door onze universitaire expertise op het gebied van polymeren, farmaceutische producten en biobrandstoffen. NC State heeft ook een erfenis in het afleveren van afgestudeerden die klaar zijn voor de industrie, vooral van onze technische afdelingen.”
Als CESMII- en RAPID-partner combineert NC State zijn vaardigheden op het gebied van academisch onderzoek en productiekennis. Het Nonwovens Institute, het Center for Additive Manufacturing and Logistics en de opleiding Paper Science and Engineering integreren de academische wereld en de productiesector al in verschillende industrieën.
“NC State heeft lange tijd industriële verbindingsactiviteiten gehad”, zei Westmoreland. “De agrarische en industriële uitbreidingen van NC State zijn een belangrijk onderdeel van het DNA van de universiteit.”
Originele artikelbron: NC Staatsnieuws