5 xu hướng mới nổi của ngành cơ khí

15/08/2023 09:56 AM 561 Lượt xem

Không chỉ các nhà khoa học đang phát triển công nghệ của ngày mai. Các kỹ sư, đặc biệt là kỹ sư cơ khí, được giao nhiệm vụ lấy những ý tưởng thông minh ra khỏi phòng thí nghiệm nghiên cứu và biến chúng thành hiện thực. Đó là lý do tại sao các nhóm như Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ (ASME) đang theo sát các xu hướng công nghệ mới nổi như bất kỳ ai.

Mọi kỹ sư cơ khí đều biết về những đóng góp cho công nghệ của ASME. Nguồn gốc của xã hội bắt nguồn từ kỷ nguyên hơi nước, khi những nồi hơi được xây dựng kém chất lượng dẫn đến hàng loạt tai nạn chết người.

Nhưng đội ngũ thành viên và tình nguyện viên của ASME không ngừng xác định các công nghệ mới và tìm kiếm những cách thức mà nó có thể hoạt động để cải thiện chúng về mặt an toàn, hiệu quả, bền vững và mang lại lợi ích cho nhân loại. Trong nhiều thập kỷ qua, xã hội đã định hình sự phát triển của các công nghệ mới đa dạng như thang máy tốc độ cao, động cơ phản lực và năng lượng hạt nhân.

Cam kết làm việc trên đỉnh cao của công nghệ có nghĩa là liên tục theo dõi bối cảnh công nghệ - không chỉ tìm kiếm những đổi mới trong những lĩnh vực mà nó đã có sự hiện diện mạnh mẽ, mà còn phát hiện ra những công nghệ đang đi lên trên đường cong phát triển và cần được hướng dẫn để giúp chúng đạt được mục tiêu, vị trí trong ngành công nghiệp chủ đạo.

Là một phần của quá trình giám sát đó, Văn phòng Chiến lược của ASME đã kiểm tra một loạt các công nghệ mới nổi để xem công nghệ nào có thể có tác động lớn nhất đối với nghề kỹ thuật và công nghệ nào có thể hưởng lợi nhiều nhất từ sự tập trung của Hiệp hội. Sau đây là năm công nghệ mới nổi mà ASME đã xác định là đáng theo dõi.

1. Lò phản ứng mô-đun nhỏ

Năng lượng hạt nhân là một công nghệ đã có từ lâu, nhưng ngành công nghiệp này đang quan tâm rộng rãi đến việc phát triển một thế hệ lò phản ứng quy mô nhỏ mới có thể được xây dựng trong các nhà máy và vận chuyển đến bất cứ nơi nào cần thiết. Đây là một công nghệ năng lượng sạch với nhiều hứa hẹn, vì các mô-đun lò phản ứng - được dự kiến sản xuất từ 70 đến 200 MW điện mỗi mô-đun - có thể được bổ sung nhanh hơn và linh hoạt hơn so với các nhà máy điện hạt nhân thông thường thường có kích cỡ lớn.

Mặc dù SMR là một công nghệ năng lượng mới nổi, nhưng chúng có đủ điểm tương đồng với các lò phản ứng hạt nhân thông thường mà nhiều tiêu chuẩn hàng đầu trong ngành và kinh nghiệm chuyên môn hàng thập kỷ của ASME nên được áp dụng.

John Grimes, quản lý cấp cao về các công nghệ mới nổi tại Văn phòng Chiến lược của ASME cho biết: “Các thiết kế SMR làm mát bằng nước chia sẻ đủ công nghệ với các lò phản ứng nước nhẹ thông thường để chúng có thể tận dụng các công nghệ đã được chứng minh để đẩy nhanh các bước chuyển từ trình diễn thông qua phê duyệt theo quy định sang thương mại hóa”.

Grimes cho biết các thiết kế SMR khác, có thể không được làm mát bằng nước, sẽ cần chia sẻ sớm và thường xuyên thông tin thiết kế và thử nghiệm với các cơ quan quản lý.

ASME cũng đã tạo ra các địa điểm, chẳng hạn như Hội nghị triển khai lò phản ứng tiên tiến năm nay, nơi các kỹ sư và giám đốc điều hành làm việc trên SMR có thể kết nối với các nhà lãnh đạo tiện ích, quy định và tài chính để khám phá các cơ hội phát triển lò phản ứng và chuỗi cung ứng hạt nhân.

2. Hydro

Hydrogen là nguyên tử đơn giản nhất, nhưng nó hứa hẹn là một phương tiện lưu trữ và vận chuyển năng lượng rất phức tạp. Nó có tiềm năng được sử dụng làm nhiên liệu với rất ít ô nhiễm được tạo ra tại điểm ứng dụng, nhưng phương tiện truyền thống (và rẻ nhất) để sản xuất hydro liên quan đến quá trình tái tạo hơi nước của than và khí tự nhiên, với carbon dioxide là sản phẩm phụ.

Tuy nhiên, trong thập kỷ qua, ngày càng có nhiều nỗ lực nhằm tìm ra các cách hiệu quả về chi phí để sản xuất hydro mà không phát thải carbon, bằng cách đi theo các con đường hoàn toàn không liên quan đến carbon - chẳng hạn như điện phân sử dụng năng lượng gió, mặt trời hoặc hạt nhân - hoặc bằng cách thu giữ sản phẩm phụ carbon dioxide và khóa nó trong kho lưu trữ địa chất hoặc sử dụng nó làm nguyên liệu thô cho các quy trình công nghiệp.

Grimes cho biết: “ASME đã xác định hydro sạch là một công nghệ mới nổi để theo đuổi. “Chúng tôi đã hoạt động trong tất cả các lĩnh vực, cho dù đó là sản xuất, lưu trữ, vận chuyển hay sử dụng cuối cùng của hydro sạch.”

ASME đã và đang làm việc với các nhà lãnh đạo ngành công nghệ hydro như máy điện phân, đường ống và tua-bin khí, đồng thời tổ chức này cung cấp nhiều sản phẩm và khóa học khác nhau. Nó cũng tập trung chú ý vào những thách thức như tính giòn, xảy ra khi các nguyên tử hydro tự nhúng vào cấu trúc của thiết bị thép như đường ống, làm giảm độ dẻo của nó và tăng khả năng bị gãy.

3. Đặc tính của mô

Mặc dù chúng ta coi cơ thể con người là lĩnh vực của y học, nhưng các nhà sản xuất kỹ thuật, thiết bị và cấy ghép không cần mô hình hóa cách sản phẩm của họ sẽ hoạt động trong một lớp vỏ bọc bằng xương bằng thịt. Hiểu được các đặc tính cơ học của các mô này là rất quan trọng, điều này làm cho công nghệ mới nổi của cơ sở dữ liệu đặc tính mô toàn diện trở thành một trong đó ASME có mối quan tâm lâu dài.

Israr Kabir, quản lý cấp cao về các công nghệ mới nổi trong Văn phòng Chiến lược của ASME cho biết: “Việc xác thực ảo và thử nghiệm ảo các thiết bị y tế sẽ tiết kiệm chi phí và cung cấp giải pháp nhanh hơn cho bệnh nhân. “ASME đang làm việc để phát triển các tiêu chuẩn cho các mô hình thử nghiệm ảo, về cơ bản lấy toàn bộ các mô khác nhau trong cơ thể người và xây dựng các đặc điểm của các mô này để bạn biết các giới hạn có thể chấp nhận được của hiệu suất cơ học.”

Grimes cho biết nghe có vẻ kỳ lạ khi ASME tham gia vào loại công việc này, nhưng công việc tương tự có nguồn gốc sâu xa trong tổ chức.

Ông nói: “Chúng tôi có một lịch sử lâu dài với các đặc tính của thép, đồng thời chỉ vào Phần II của Bộ luật nồi hơi và bình chịu áp lực mang tính bước ngoặt của ASME. Tương tự như vậy, việc mô tả các đặc tính khác nhau của mô sẽ tạo ra một tiêu chuẩn có thể giúp các nhà sản xuất thiết bị y sinh và cấy ghép cải thiện sản phẩm của họ.

4. Trí tuệ nhân tạo sáng tạo

Một hoặc hai năm qua đã chứng kiến sự xuất hiện phổ biến của AI tổng quát trên các phương tiện truyền thông, với ChatGPT và Midjourney cho thấy cách các mô hình máy học có thể được sử dụng để tạo văn bản và hình ảnh hữu ích. Mặc dù điều đó thật thú vị, nhưng tác động thực sự của AI tổng quát vẫn chưa được cảm nhận trong kỹ thuật.

Đây là một công nghệ mới nổi cần theo dõi, nhưng các kỹ sư phải lưu ý đến những hạn chế hiện tại của AI.

Kabir cho biết, một kết quả có thể xảy ra không phải là một AI chung chung mà là một thứ gì đó được xây dựng riêng cho một lĩnh vực công nghiệp cụ thể. Một hệ thống như vậy sẽ không nhằm mục đích thay thế các kỹ sư mà thay vào đó sẽ mở rộng và mở rộng khả năng của họ để tạo ra các thiết kế mới nhanh hơn trước.

Kabir nói: “Đó là về việc hỗ trợ các kỹ sư thực hiện công việc của họ nhanh hơn nhiều, nhưng với hiệu quả tốt hơn và ít lãng phí hơn - một phần cốt lõi của kỹ thuật trong ngành,” Kabir nói.

Anh ấy đưa ra khái niệm về một phi công phụ sẽ hỗ trợ các kỹ sư. Một AI như vậy có thể được cung cấp một bản tóm tắt thiết kế và nhanh chóng đưa ra nhiều tùy chọn để lựa chọn.

Kabir cho biết: “Mọi ngành đều đang xem xét các mô hình dành riêng cho miền nằm trong các tập dữ liệu cụ thể để bạn có thể có những hiểu biết độc đáo, thực sự tập trung mà những mô hình chung này không có được.

Ngay cả với những hiểu biết sâu sắc do AI tạo ra, thành phần kỹ thuật của con người sẽ vẫn là yếu tố quan trọng đối với sự an toàn và chất lượng.

5. Sản xuất phụ gia

Sản xuất phụ gia, hay AM, không phải là mới và thậm chí không tiên tiến trong nhiều trường hợp - máy in 3D dành cho người yêu thích có sẵn với chi phí dưới 200 đô la. Nhưng công nghệ này vẫn đang phát triển và tìm cách sử dụng trong các trường hợp sử dụng mới, thường quan trọng. Các công ty hàng không vũ trụ đang xem sản xuất phụ gia như một phương tiện để sản xuất các bộ phận khối lượng thấp trên cơ sở đúng lúc và các ngành công nghiệp khác đang bắt đầu khám phá công nghệ này.

Một đấu trường nằm trong tầm ngắm của ASME là sử dụng công nghệ sản xuất phụ gia để chế tạo các bình chịu áp lực. Grimes cho biết: “Ngày càng có nhiều công việc được thực hiện để sử dụng sản xuất phụ gia trong việc thay thế, sửa chữa hoặc sản xuất các bộ phận cho thiết bị chịu áp lực.

Một minh chứng gần đây cho khái niệm này là việc phóng tên lửa Terran 1 bởi Relativity Space. Tên lửa gần như hoàn toàn được tạo thành từ các bộ phận in 3D, bao gồm cả động cơ.

Grimes nói: “Có lẽ đó là tương lai của việc sản xuất bình chịu áp lực cho không gian.

“Nhưng nó quay trở lại những hạn chế kỹ thuật cơ bản, lặp đi lặp lại,” anh ấy tiếp tục, “chẳng hạn như chi phí, bạn có thể hoàn thành công việc nhanh như thế nào, đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất. Cũng giống như bất kỳ công nghệ mới nổi nào, nó chỉ trở thành một giải pháp thành công nếu nó có thể đáp ứng những hạn chế đó.”

5 xu hướng mới nổi của ngành cơ khí

Danh mục sản phẩm

1. Lò phản ứng mô-đun nhỏ

2. Hydro

3. Đặc tính của mô

4. Trí tuệ nhân tạo sáng tạo

5. Sản xuất phụ gia

Bài viết mới

Tag sản phẩm

CÔNG TY TNHH DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP CHÍNH XÁC SÀI GÒN