Aktif Demontaj - Active Disassembly

Aktif Demontaj (AD) terimle ilişkili gelişen bir teknolojidir Akıllı Malzemeler (ADSM) kullanarak Aktif Demontaj

Anahat

Gibi akıllı malzemeler şekil hafızalı alaşımlar (SMA) artık karmaşık öğelerin kolayca ve potansiyel olarak uygun maliyetli bir şekilde sökülmesine izin verme olasılığını sunuyor. AD tarafından kullanılan diğer akıllı malzemeler arasında şekil hafızalı polimerler (SMP), akıllı katmanlar, spreyler, mühendislik polimerleri vb. Bulunmaktadır. Bu teknolojinin gelişimi, geri dönüşüm Tüketici ürünlerinin daha yaygın olması ve dolayısıyla çevresel olarak arkadaş canlısı.[1]

Eko-tasarım ve yasal arka plan

Çeşitli tüketim mallarını tasarlayan ve üreten şirketler, ürünlerinin "Kullanım Ömrünün Sonu" (EoL) etkilerini dikkate almalarını gerektiren yasal ve diğer baskılara giderek daha fazla maruz kalmaktadır. Örneğin, Avrupa'daki ÖTA (Ömrünü Tamamlamış Araç) Direktifi, mevcut yeniden kullanım ve geri dönüşüm seviyesinin (ağırlıkça)% 75'e (ağırlıkça) 2015 yılına kadar% 85'e yükseltilmesi gerektiğini belirtmektedir.[2] WEEE (Atık Elektrikli ve Elektronik Ekipman) Direktifi, LED'lerde arsenik gibi tehlikeli maddelerin bertaraf edilmesi için çöp sahasının ortadan kaldırılmasını amaçlamaktadır. Üreticilerin ayrıca ürünlerinin tasarımına ayırmak için stratejiler oluşturmaları gerekmektedir. Geçmişte, arabalar gibi ürünler tasarlamak nadiren hurdaya çıkarıldıklarında ne olacağına dair düşünmeyi içeriyordu. BMW bu konuda proaktif davrandılar.[3]

Araştırma

Dr. Chiodo AD ve ADSM teknolojisinin mucididir. Araştırmasını termal olarak tetiklenen demontaj üzerine odakladı. şekil hafızası malzemeler. Çalışmaları ilk olarak 1980'lerin sonlarından itibaren geri dönüşümle ilgili tasarım çözümlerinde başladı. 1991'de, yüksek lisans tezi, o zamanki şeye yeni bir otomatik yaklaşım için teşvik sağlayan Demontaj için Tasarım'ı araştırdı, bu külfetli bir çaba. Sıcaklık, elektriksel direnç, titreşim, hacim, patlayıcı, kimyasal, indüksiyon ve biyo tetiklemeli sökme teknikleri gibi yüksek düzeyde ayarlanmış yaklaşımlara ham kuvvet yöntemlerini içeren deneyler yaptı.

O zamandan beri, bu çalışma, genişletilmiş tetikleme mekanizmaları, çeşitli hiyerarşik kontrol parametreleri, yukarıda belirtilenler dahil diğer hususların yanı sıra artan sıcaklık ödenekleri dahil olmak üzere çeşitli kaydileştirme teknolojisine genişledi. Dr. Chiodo, 1996'daki ilk icatlarından bu yana yüzlerce AD, ADSM ve diğer otomatikleştirilmiş teknoloji mekanizmalarını icat etti. Son çalışmaları, LCD'ler dahil olmak üzere yeniden kullanım için belirli bileşenlerin özel bileşen izolasyonunu ve temiz bir şekilde ayrılmasını içeriyor. 1996 yılında PEEK, ABS, PC, Naylon ve diğerleri gibi tipik mühendislik polimerlerini kullanarak sökme ve şekil belleği deneyleri yaptı; potansiyel olarak daha uygun maliyetli aktif sökme alternatifleri için şekil belleği özelliklerini manipüle etmek. Bu çalışma, Dr. Chiodo, Motorola, Nokia, Sony, Gaiker, Indumetal, IKP vb. Arasındaki ortak çalışmanın sonuçlarıyla birlikte 2009'da yayınlanan bir makalede H. Hussein, Dr. Mark Allen ve Dr. David Harrison tarafından yeniden ele alınmıştır. ancak şimdiye kadar sadece rekabet öncesi sonuçlar üretmiştir.

1996'dan bu yana, bu alan, daha kapsamlı araştırmalara yol açan endüstri tarafından artan bir popülerlik kazanmıştır. Dr. Nick Jones, elektrikle tetiklenen SMA mekanizmalarını kullanarak AD'ye yönelik çeşitli diğer yeni yaklaşımlar arasında ÖTA'lar üzerinde çalışma yürütmüştür. Dr. Jones ve Dr. Chiodo, yakın zamanda LCD paneller için bir SMA NiTi serbest bırakma mekanizması geliştirdiler. Bunlar, masaüstü ve dizüstü bilgisayar ekranlarının makro düzeneklerinin temiz ve zarar vermeden sökülmesi içindir. EoL'de tetiklenene kadar hareketsiz duran, otomatik olarak tetiklenen bir ince telden oluşur.

Dr. Jones, ELV pazarı için bir grup uygulama geliştirdi. Bunlar arasında hava yastıkları için SMA cihazları, camı çıkarmak için SMP cihazları ve yeni bir velcro bırakma mekanizması bulunur.

Dr. Neubert demontajı başlatmak için diğer tetikleme yöntemlerine bakarak aktif sökme alanını daha da araştırdı. Bir ürünün belirli parçalarının bağlantısını kesmek için donmuş suyun hacim artışını kullanmak veya çözünür bağlantı elemanları kullanmak için kavramsal fikirleri, 2000 yılında yayınlanan tezinde açıklanmıştır.

Barbara Willems Neubert tarafından tanımlanan "basınç hücreleri" üzerinde odaklanarak bu araştırmayı detaylandırdı. Basınçla etkinleştirilen bir bağlantı elemanının optimum şeklini ve boyutlarını belirlemek için matematiksel bir model geliştirdi. Bir üründe uygulanan bunlar geçmeli benzeri bağlantı elemanları, ortam basıncındaki değişiklikler yoluyla sökülmeyi sağlar. Elektrikli bir ürünün normal ömrü boyunca basınç değişikliklerinin meydana gelmesi pek olası olmadığından, bu tetik mekanizması, sıcaklığa dayalı tetiklemeye kıyasla daha güvenli bir sökme yöntemi sunar.

2013 Dergisinde ödüllü araştırma, Assembly Automation:,[4] 2012 yılında aktif demontajda kullanılan akıllı malzemelerle ilgili bir dünya anketi yapılmıştır.[5] Bu çalışma Dr. Chiodo ve Dr. Jones tarafından yapılmıştır. Bu şu anda 'Aktif Demontaj Blogu'nda belirtilmiştir.[6]

Dr. Chiodo'nun çalışmaları, 'akıllı' malzemeler kullanan AD'yi araştırmaya devam ediyor. Bazı uygulamalar, ara katmanları, modüler mekanizmaları, sökme işlevlerini ve diğer DfX eko-tasarım stratejilerini içerir. Bu çalışmanın bir kısmı, döngüsel ekonomi alanında Döngüsel Ekonomi'ye bakın [7] ve Ellen MacAacha Foundation web sitesinde orijinal ilan.[8]

Japonya, A.B.D. ve AB'de, üniversitelerdeki çeşitli araştırma bölümleri, teknolojinin çeşitli yönlerini araştırdı. Sanayide teknolojinin seri olarak üretilen ve uygulanan uygulamaları kalırken, çalışmalar bu yönde devam etmektedir.

AD ile Yeniden İmalat Araştırması

Dr. Ijomah, AD teknolojisinin elektronik ürünlerin yeniden üretimine uygulanmasını araştırmaktadır. Bugüne kadar çeşitli dergilerde konuyla ilgili bazı makaleler ile çalışmalar Dr. Chiodo ile birlikte yürütülmüştür.

AD'nin avantajları

Tüketici ürünlerinin çoğu, çok sayıda parçadan ve çok çeşitli malzemelerden oluşur. Bir ürünün kullanım ömrü sonunda demontaj, tüm bileşen parçalarının daha sonra yeniden kullanım veya geri dönüşüm için etkili bir şekilde ayrılmasını sağlamak için kaçınılmaz olarak karmaşık ve zaman alıcı bir işlemdir. AD teknikleri, bu sürecin otomasyonuna veya yarı otomasyonuna izin verir ve böylece daha uygulanabilir hale getirir. AD'nin dahil edilmesi ve ürünlerinin ömür sonu geri dönüşümünün sorumluluğunu üstlenen şirketlerin sonuçları, tüketici için uzun vadeli maliyet etkilerine sahip olacaktır.

AD Engelleri

Şu anda bu teknolojinin kitlesel pazarda başarılı olmasının önünde önemli engeller var. (maliyet, yeniden eğitim, fin-cap / law-cap, arbitraj, yasama uygulaması .... devam edecek.

Akıllı malzemelerin kullanımı

AD'de kullanılmak üzere çok çeşitli yöntemler geliştirilmektedir. Bu yöntemler genellikle akıllı malzemeler şekli veya boyutu değiştirmek için bir uyarıcıya yanıt veren ve böylece parçaların serbest bırakılmasını kolaylaştıran. İlgili malzemeler şunları içerir: şekil hafızalı polimerler (SMP) ve Şekil Hafızalı Alaşımlar (SMA). Bu malzemeler, çeşitli geçiş sıcaklıklarında önemli şekil değişiklikleri sunar; kızılötesi, mikrodalga, aşırı soğutma, kimyasallar ve doğrudan ısı. Çeşitli akıllı malzemeler için "tetikleme sıcaklıkları" aralığı, ürünleri dış elemanların ayrıldığı ısıtılmış bir ortama yerleştirmenin ve daha sonra iç parçaların ve alt montajların söküldüğü daha yüksek bir sıcaklık bölgesine geçmenin mümkün olduğu anlamına gelir.

Son zamanlarda, Dr. Chiodo tarafından AD için kullanılan diğer malzemeler, 1996'da başladıkları ilk çalışmalardan itibaren daha da araştırıldı. "Akıllı malzemeler" repertuvarı ve diğer yaklaşımlar genişlemeye devam ediyor.

AD bağlantı parçası örnekleri

AD'yi kolaylaştırmak için özel olarak tasarlanmış vidalar, perçinler, kurdeleler, çubuklar ve klipsler, akıllı malzemeler gibi SMA'lar ve SMP'ler. Bunlar, özel uygulamaya bağlı olarak önceden belirlenmiş bir sıcaklıkta tetiklenecektir.

Notlar ve referanslar

  1. ^ Aktif Demontaj (bkz. [1] ) ADSM Neden Faydalıdır Erişim tarihi: 10 Nisan 2006.
  2. ^ Çevre Ajansı (bkz. "Arşivlenmiş kopya". Arşivlenen orijinal 2006-04-12 tarihinde. Alındı 2006-04-10.CS1 Maint: başlık olarak arşivlenmiş kopya (bağlantı)) Ömrünü Tamamlamış Araçlar Yönergesi Erişim tarihi: 10 Nisan 2006.
  3. ^ BMW (bkz. "Arşivlenmiş kopya". Arşivlenen orijinal 2006-04-25 tarihinde. Alındı 2006-04-10.CS1 Maint: başlık olarak arşivlenmiş kopya (bağlantı)) BMW: Geri Dönüşüm için Tasarım Erişim tarihi: 10 Nisan 2006.
  4. ^ 2013 Literati Ödülleri (bkz. [2] ) Assembly Automation Journal: 2013 Literati Awards for Excellence, Erişim tarihi: 11 Kasım 2013
  5. ^ 2012 dünya anketi (bkz. [3] ) Aktif demontajda akıllı malzeme kullanımı, Erişim tarihi: 11 Kasım 2013
  6. ^ Aktif Demontaj Blogu (bkz. [4] ) Edebiyat Ödülü: 2013, Erişim tarihi: 11 Kasım 2013
  7. ^ Aktif Demontaj Blogu (bkz. [5] ) Döngüsel Ekonomi, Erişim tarihi: 11 Kasım 2013
  8. ^ Ellen MacAurthur Vakfı (bkz. [6] ) Demontaj için tasarım sanatı Erişim tarihi: 11 Kasım 2013

Dış bağlantılar