Forskning
Den unge forsker David Bue Pedersen, som står i spidsen for DTU’s forskning i 3D-print, har modtaget støtte til et femårigt forskningsprojekt som skal bringe processerne bag teknologierne til 3D print til sit ypperste, når det handler om geometrisk præcision og mekaniske anvendelsesmuligheder. Det gælder både 3D-print i metal og plast, eller additive manufacturing, som disciplinen også benævnes.
"Det vil uden tvivl blive til gavn for dansk industri fremover at få adgang til ekspertise og viden om, hvordan 3D-print i større udstrækning kan inddrages i produktionen."
Kim Nøhr Skibsted, fondsdirektør
Målet med projektet er at beskrive både det fysiske og digitale system bag de to mest anvendte metoder til industriel 3D-print i henholdsvis metal og plast. Det vil ske via en modularisering af begge processer. Herefter bliver en åben arkitektur for henholdsvis metal print og fotopolymer print udarbejdet. Dokumentationen bag arkitekturen, det vil sige hardware, elektronik og kildekode bliver gjort offentlig tilgængelig, så den kan anvendes af andre forskere og af virksomheder til at drive videre udvikling inden for feltet.
DTU’s fotopolymer 3D-printer. Foto: DTU Mekanik
Forskningen i 3D-print er stærkt stigende i disse år, men den koncentrerer sig hovedsageligt om design, karakteristik af materialer og kvalitetssikring. Derimod er det få forskergrupper, der som på DTU beskæftiger sig med at forbedre de processer, der ligger bag 3D print-teknologien.
"Det kræver kompetencer inden for mange forskellige områder, eksempelvis konstruktion, fysik, kemi- og procesteknologi at kunne udvikle nye processer, der skal være både bedre, hurtigere og mere kosteffektive end de eksisterende."
David Bue Pedersen, DTU Mekanik
De kompetencer er alle til stede i DTU’s forskningsgruppe og vil i de kommende år blive anvendt til at presse den nuværende state-of-the art inden for 3D-print, ligesom der vil blive udarbejdet open access beskrivelser af alle processer bag additive manufacturing.
Permanente magneter er overalt omkring os: I mobiltelefoner, computere, hovedtelefoner, pumper, elbiler og vindmøller. Ofte ønsker man at anvende så kraftige magneter som muligt, for så kan man gøre apparaterne mindre og spare på materialerne. De sidste 30 års anvendelse af kraftige, neodym-baserede magneter har været en væsentlig drivkraft bag miniaturiseringen og effektiviseringen af harddiske, elmotorer osv., men visse ydre påvirkninger, især varme og modsatrettede magnetfelter, kan imidlertid ødelægge magnetiseringen. Det er eksempelvis det der sker, hvis et elektronisk nøglekort bliver afmagnetiseret ved at ligge op ad en mobiltelefon.
Ønskes: bedre modstandskraft mod afmagnetisering
Der forskes verden over i hvordan man kan øge permanente magneters modstandskraft mod at blive afmagnetiseret, deres såkaldte koercivitet. En hyppigt anvendt metode er at tilsætte det kostbare metal dysprosium til de meget udbredte neodym-magneter for at øge deres koercivitet.
Der er dog et fundamentalt videnskabeligt problem som står i vejen for en systematisk optimering af magneternes egenskaber: Vi kender stadig ikke de specifikke fysiske og kemiske faktorer, der bestemmer koerciviteten af en magnet. Virkelige magneters koercivitet er således kun halvt så stor som den teoretisk burde være.
3D-modeller skal afsløre fysiske mekanismer
Nu vil lektor Rasmus Bjørk fra DTU Energi forsøge at angribe problemet fra en ny vinkel. Rasmus Bjørk har tidligere arbejdet med magneter og optimering af deres egenskaber, men har også erfaring med 3D-computermodeller af materialers mikrostruktur. Og det er netop ved at udvikle en model der kombinerer magnetisme og 3D-mikrostruktur, at Rasmus vil gøre fremskridt.
"Hidtil har man kun kunnet regne på idealiserede strukturer, som ikke afspejler virkelige materialers mikrostruktur. Den model vi vil udvikle i projektet, kommer til at kunne modellere mikrostrukturen af en permanent magnet langt mere realistisk. På den måde vil vi kunne identificere de vigtigste fysiske mekanismer som begrænser koerciviteten af virkelige magneter."
Rasmus Bjørk, lektor, DTU Energi.
Og han har allerede blik for det følgende skridt: At udvikle strategier for at forbedre koerciviteten ved at designe mikrostrukturen af magneterne.
Store perspektiver for anvendelse
Både dysprosium og neodym produceres næsten udelukkende i Kina, hvilket i sig selv gør brugerne sårbare over for udsving i pris og tilgængelighed. Neodym er dog væsentligt mere tilgængeligt end dysprosium, så hvis man kan minimere brugen af dysprosium, vil det være en fordel for alle virksomheder der anvender permanente magneter.
For Poul Due Jensens Fond (fonden bag Grundfos-koncernen) er Rasmus’ projekt et godt eksempel på hvordan fremragende forskning kan gå hånd i hånd med både anvendelse og samfundsrelevans.
"Vi er fra Poul Due Jensens Fond meget glade for at støtte et projekt der dels er drevet af den elementære nysgerrighed over for et uløst, grundvidenskabeligt problem, dels har meget konkrete perspektiver mht. at minimere anvendelsen af sjældne metaller som dysprosium i elektriske motorer."
Kim Nøhr Skibsted, fondsdirektør
Poul Due Jensens Fond har finansieret forskningsprojektet med en bevilling på 3,56 millioner. Projektet ventes at løbe frem til sommeren 2021
To nye internationale professorer hver med fire postdoc-årsværk til disposition. Det udvider Institut for Datalogi med takket være en stor bevilling fra Poul Due Jensens Fond. De to professorater kommer til at høre under hver sin forskningsenhed på instituttet.
Rettidig omhu
Erhvervslivet står på spring for at kapre de kandidater, universiteterne uddanner, og det ser ud til at fortsætte længe endnu. Gennem de seneste ti år har Institut for Datalogi haft en markant vækst i antallet af studerende, og med de nye professorater ønsker universitetet dels en generel styrkelse dels en fremtidssikring af området på Det Tekniske Fakultet for IT og Design. Oprustningen kommer på et godt tidspunkt, da universitetet ønsker at fremtidssikre og at styrke de to forskningsenheder, så de konsoliderer og videreudvikler deres status som verdensklassemiljøer inden for hver deres respektive forskningsområder. AAU forventer at have nytte af de nuværende ledere af forskningsgrupperne mange år endnu – så man kan godt tale om rettidig omhu.
Det er topforskere, der i dag står i spidsen for de to forskningsgrupper, som de to nye professorater kommer til at høre ind under. Topforskerne er professor Kim Guldstrand Larsen (distribuerede, indlejrede og intelligente systemer) og professor Christian Søndergaard Jensen (databaser, programmering og web), som begge har et langt cv og mange betydelige resultater bag sig og desuden er de to mest citerede dataloger i Danmark. Kim Guldstrand modtog i 2016 den prestigefyldte Grundfospris af Poul Due Jensens Fond.
Den digitale fremtid
Aalborg Universitet (AAU) har markeret sig med banebrydende løsninger til effektiv håndtering og analyse af temporale, spatiale, og multidimensionelle data i relation til fx transport og grøn energi samt med effektiv og automatiseret validering og optimering af software indlejret i produkter, som eksempelvis sikkerhedskritisk software i biler og intelligente trafikstyringsanlæg.
– Datalogi er et meget vigtigt område for AAU, hvor vi altid har været helt i front, og digitalisering bliver uden tvivl den største teknologiske forandringskraft i samfundet i det kommende tiår. Med styrkelsen af området sikrer vi, at AAU fortsat kan levere brugbar viden og kandidater til samfundet. Det er meget glædeligt, siger rektor Per Michael Johansen.
Fakta
Poul Due Jensens Fond har bevilliget i alt 17 millioner kroner, som dækker de to stillinger frem til år 2023. Derefter overtager AAU den fulde finansiering af ansættelserne, så de to professorater dermed er fremtidssikret.
Naturvidenskabernes Hus er et non-profik videnscenter, der skaber gejstring i naturfagsundervisningen i skoler og på gymnasier.
Naturvidenskabernes Hus udvikler læringsforløb og samarbejder inden for tre søljer:
- Tektanken der faciliterer samarbejder mellem virksomheder og elever
- Naturfagsmaraton hvor 5.-6. klasser dyster inden for naturvidenskab
- Besøg i huset hvor elever fra 0. klasse til studentereksamen og deres lærere kan få inspiration gennem diverse læringsforløb
I 2005 støttede Poul Due Jensens Fond opførelsen af Naturvidenskabernes Hus i Bjerringbro med 15 millioner kroner.
WATEC åbnede i oktober 2017 som en interdisciplinær forskningsstrategisk satsning, der samler og styrker forskningen inden for vandteknologier i bred forstand – fra kortlægning af vandressourcer og naturens vandkredsløb til spildevandshåndtering og udvikling af sensorer, der kan anvendes til at kontrollere vandrensning og afsløre skadelige stoffer i vandet.
Centret skal skabe ny indsigt via grundforskning, og bruge den til at skabe nye og bedre løsninger via anvendt forskning inden for vandteknologier.
”Forskningen vil på én gang løse vigtige samfundsopgaver og skabe et betydeligt potentiale for dansk industri – både for eksisterende og nye virksomheder inden for den danske vandsektor,” siger dekan for Science and Technology på Aarhus Universitet, Niels Chr. Nielsen.
De fire donationer fra Poul Due Jensens Fond spiller direkte ind i det strategiske forskningscenters strategier.
Pengene skal gå til:
- Et nyt professorat og to postdocs inden for forskning i vandbehandling
- Et professorat og to postdocs til forskning og udvikling af vandkvalitetssensorer
- Opbygning af et avanceret sensorlaboratorium
- Ansættelse af to-tre postdocs, der skal styrke WATEC bredt, med nye og originale ideer på tværs af centrets emner og felter.
WATEC ledes af professor Niels Peter Revsbech, som i 2013 modtog Grundfos-prisen for sin udvikling af avancerede sensorer og forskning i sammenhængen mellem mikroorganismer og de naturforhold, de lever under. Fundamentet under WATEC er da også i høj grad hans meritter som både grundforsker og opfinder.
WATEC Aarhus University Centre for Water Technology
Overalt i verden bliver der spildt litervis af vand. Omkring femogfyrre milliarder liter hver eneste dag, bare i forsyningsnettet. Klimaforandringer, befolkningstilvækst og den stadige urbanisering lægger et massivt pres på de urbane infrastrukturer, der benyttes til transport af vand, spildevand og energi.
Gennem bedre kontrol af vandnetværkene kan vi blandt andet minimere lækage og kontrollere risikoen for spildevandsforurening. Forøget forskning i systemer, der både fungerer optimalt og er tilstrækkeligt robuste er omfattende, men mangler laboratorie faciliteter, der kan simulere disse systemer.
Smart Water Infrastructure Lab from Grundfos Foundation | PDJF on Vimeo.
En platform til at undersøge sammenkoblingen mellem netværk
Projektsamarbejdet mellem Aalborg Universitet og Poul Due Jensens Fond blev sat i gang i 2017. Laboratoriet er første fase i en række aktiviteter, der skal understøtte forskningsmiljøets videre udvikling. Med de nye laboratoriefaciliteter bliver det muligt at simulere forskellige vandinfrastrukturer så som vandforsyning, spildevandshåndtering, fjernvarme og fjernkøling, men det er også hensigten at koble laboratoriet til modeller af energiforsyningsinfrastrukturen, så energieffekter kan afdækkes. Laboratoriet bliver et fleksibelt testområde med 14 avancerede moduler, som kan bruges til at modellere forskellige vandnetværk. Det inkluderer fjernvarme, drikkevandsforsyning og spildevand.
Projektet har også til formål at undersøge sammenkoblingen mellem de forskellige netværk. I projektets sidste fase vil gruppen arbejde sammen med andre vandforsyningsværker om at samle netværksdata. Disse data vil så kunne bruges til at udføre mere realistiske eksperimenter.
AAU Smart Water Labs 14 moduler modul har hver en specifik funktionalitet og vil give forskningsgruppen mulighed for at simulere og teste avancerede vandsystemer. Foto: Poul Due Jensens Fond
Aarhus Universitet investerer massivt i opbygningen af ingeniørvidenskab fra 2015-2025; dette omfatter et stærkt fokus på digitalisering og kunstig intelligens / big data. Institut for Ingeniørvidenskab opbygger opbygger verdensklasse forsknings- og undervisningsmiljø inden for “Integrated Circuits & Electronics (ICE)” til at understøtte den voksende digitale kultur: Internet of Things (IoT). Dette kræver fremragende nøgleforskere udstyret med state-of-the-lab faciliteter. De øvrige store områder er materialevidenskab og industriel bioteknologi.
Fonden har støttet i flere omgange
- I 2016 blev samarbejdet sparket i gang og Fonden og AU Engineering blev enige om at co-finansiere forskningsgruppe og laboratorium. Professor Domenico Zito flyttede i den forbindelse til Aarhus fra Irland for at lede arbejdet.
- I 2018 finansierede Fonden rekrutteringen af funded en PhD i Wireless Transceivers. Italiensfødte Michele Spasaro ankom i maj og vil spille en vigtig rolle i Professor Zito’s forskningsprogram Towards “zero” power wireless transceivers.
Milepæle siden 2016
Man bygger ikke bare et verdensklasse forskningsmiljø fra den ene dag til den anden i et ungt akademisk miljø. Ikke desto mindre har Domenico Zito nået flere milepæle på kort tid:
- Nye undervisningsmoduler udvider eksisterende MSc programmer i Electrical Engineering;
- Vigtigt bidrag til udvikling af et nyt BSc program som rulles ud med start sommer 2019;
- 15+ publikationer i vigtige internationale tidsskrifter og på internationale konferencer
- Den første kandidat blev færdig i september 2018. Hans speciale publiceres og præsenteres på flagskibskonferencen IEEE Circuits and Systems Society i december 2018.
- Første skridtThe first step of the research programme toward low-power wireless transceivers has started and the first PhD student, Michele Spasaro, begun in May 2018.
