Open Access Journal

International Science and Technology Journal

ISSN: 2519-9854 (Online)

ISSN: 2519-9846 (Print)

DOI: www.doi.org/10.62341/ISTJ

A peer-reviewed and open access journal concerned with publishing researches and studies in the field of applied sciences and engineering

Published by

Supervised by

Material Selection for Home Appliance Eco-Design: Case Study of Electric Ironing Device

Researcher(s):
  • Mohammed Benhusien
  • Nuri Bhieh
  • Salah Gariani
Institution:Libyan Authority for Scientific Research: Higher Technical Centre for Training and Production
Field:التقنيات الميكانيكية و المواد الهندسية
Published in:35th volume - October 2024
الملخص
تعتبر التصاميم الهندسية من أجل الحفاظ على البيئة أحد الاعتبارات الهامة التي يجب أخدها في الحسبان خصوصاً عند تطوير المنتجات والأجهزة المنزلية للحد من الانبعاثات الكربونية والتقليل من الإستهلاك المفرط للطاقة. تقدم هذه الورقة منهجية علمية منظمة تساعد في تصميم وتطوير منتجات غير مضرة بالبيئة من خلال اختيار مواد صديقة للبيئة تساهم في الحد من التأثيرات البيئية خلال كامل دورة حياة المنتج وذلك باستخدام أدوات التصميم بمساعدة الكمبيوتر((CAD. تعتمد هذه المنهجية على دمج برامج التصميم بمساعدة الكمبيوتر CAD) ( مع أدوات تقييم دورة الحياة المنتج (LCA) اثناء مرحلة التصميم، حيث تم تطبيق المنهجية المشار إليها في هذه الدراسة على منتج تجاري للإستخدام المنزلي (جهاز مكواة كهربائي). تهدف هذه الدراسة بشكل أساسي للتقليل من الآثار البيئية للمنتج من خلال تقييم المواد المستخدمة في صناعة أجزاء المنتج وتحديد اكثر المكونات تأثيراً على البيئة ومن ثم اختيار بدائل أقل ضرراً. المنهجية المقترحة في هذا البحث ستساعد المصممين على إتخاذ الخيارالصحيح خلال جميع مراحل التصميم، كما تعمل على تعزيز إستدامة المنتج وتحسين كفاءته أثناء آداءه للوظيفة المصصم من أجلها. تم التركيز في هذه الدراسة على أهم مسببات التلوث البيئي وهي انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون باعتباره المسبب الرئيسي لظاهرة الاحتباس الحراري، وكذلك التقليل من الإستهلاك المفرط للطاقة باعتبارها المصدر الرئيسي لغاز ثاني أكسيد الكربون. وفقاً لنتائج الدراسة، فإن مادة أكسيد الألومنيوم (Alumina) تعد الخيار الافضل مقارنة بباقي المواد المقترحة من خلال أدوات تقييم دورة حياة المنتج (LCA) كبديل للمادة الأصلية (Stainless steel) المستخدمة في صناعة مكون قاعدة لوحة التسخين باعتباره أكثر مكونات المنتج ضرراً على البيئة, حيث يمكن لهذه المادة البديلة (Alumina) أن تقلل بشكل كبيرمن التأثيرات البيئية مقارنة بالمادة الاصلية، حيث خلصت الدراسة بأن هناك إنخفاض ملحوظ في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة 80.02% وكذلك إنخفاض واضح في معدل استهلاك الطاقة بنسبة 80.42%. أكدت النتائج أيضاً على أهمية إختيار المواد لتحقيق منتجات صديقة للبيئة وكذلك على قدرة المنهجية المتبناه في هذه الدراسة على تعزيزإنشاء منتجات مستدامة صديقة للبيئة تحد من ظاهرة الإحتباس الحراري.............. الكلمات الدلالية:..... أدوات تقييم دورة حياة المنتج (LCA)، التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، منتجات أجهزة منزلية، التصميم الصديق للبيئة، تخفيض الإنبعاثات الكربونية، التقليل من الإستهلاك المفرط للطاقة.
Abstract
Eco-design is an important consideration in the development of home appliance products. It encourages the use of more environmentally friendly materials in the manufacturing of appliances to reduce carbon dioxide emissions, limit energy consumption and improve product performance. This paper offers a thorough method for eco-design using CAD tools, emphasizing material selection to reduce environmental impacts throughout a product’s lifecycle. CAD systems are combined with Life Cycle Assessment (LCA), as demonstrated in a case study involving an electric iron device. The research presents a systematic approach to minimizing adverse effects by evaluating environmental impacts, particularly CO2 emissions and energy consumption, and comparing alternative materials. According to the findings, the substitution of aluminium oxide for stainless steel in the iron plate component can significantly reduce the environmental impact, resulting in reductions in carbon dioxide emissions and energy consumption by 82.02 % and 80.42% respectively. This method will help designers to make well-informed choices early in the design process to improve product sustainability and efficiency. The results highlight the importance of material selection to eco-design as well as how the use of CAD-integrated LCA tools may promote the creation of sustainable products........... Keywords: ......Life Cycle Assessment (LCA), Computer-aided design (CAD), Eco-design, Home appliance product, Environmental impact reduction, CO2 emissions, Energy consumption.