การถอดประกอบแบบแอคทีฟ (Active Disassembly หรือ AD)เป็นเทคโนโลยีที่กำลังพัฒนา ซึ่งเกี่ยวข้องกับคำว่า การถอดประกอบแบบแอคทีฟโดยใช้วัสดุอัจฉริยะ (Active Disassembly Using Smart Materials หรือ ADSM)

วัสดุอัจฉริยะ เช่นโลหะผสมหน่วยความจำรูปร่าง (SMA) กำลังเปิดโอกาสให้สามารถถอดประกอบสิ่งของที่ซับซ้อนได้ง่ายและประหยัดต้นทุน วัสดุอัจฉริยะอื่นๆ ที่ใช้ใน AD ได้แก่ โพลิเมอร์หน่วยความจำรูปร่าง (SMP) ชั้นอัจฉริยะ สเปรย์ โพลิเมอร์วิศวกรรม เป็นต้น การพัฒนาเทคโนโลยีนี้อาจทำให้การรีไซเคิลผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภคเป็นเรื่องปกติมากขึ้นและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม^{[ 1 ]}

บริษัทต่างๆ ที่ออกแบบและผลิตสินค้าอุปโภคบริโภคหลากหลายประเภทกำลังเผชิญกับแรงกดดันทางกฎหมายและแรงกดดันอื่นๆ มากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งกำหนดให้พวกเขาต้องพิจารณาถึงผลกระทบ "เมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งาน" (EoL) ของผลิตภัณฑ์ของตน ตัวอย่างเช่น คำสั่ง ELV (End of Life Vehicle) ในยุโรป ระบุว่าระดับการนำกลับมาใช้ใหม่และการรีไซเคิลในปัจจุบันที่ 75% (ตามน้ำหนัก) จะต้องเพิ่มขึ้นเป็น 85% ภายในปี 2015 ^{[ 2 ]}คำสั่ง WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment) มีเป้าหมายเพื่อกำจัดหลุมฝังกลบซึ่งเป็นวิธีการกำจัดวัสดุอันตราย เช่น สารหนูใน LED ผู้ผลิตยังต้องสร้างกลยุทธ์สำหรับการถอดประกอบไว้ในการออกแบบผลิตภัณฑ์ของตนด้วย ในอดีต การออกแบบผลิตภัณฑ์ เช่น รถยนต์ แทบจะไม่เกี่ยวข้องกับการพิจารณาว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อถูกนำไปทำลายทิ้ง แม้ว่าบางบริษัท เช่นBMWจะมีความกระตือรือร้นในเรื่องนี้ก็ตาม^{[ 3 ]}

ดร. ชิโอโดเป็นผู้คิดค้นเทคโนโลยี AD และ ADSM โดยมุ่งเน้นการวิจัยเกี่ยวกับการถอดประกอบโดยใช้ความร้อนและวัสดุที่มีคุณสมบัติการจำรูปทรง งานของเขาเริ่มต้นจากการออกแบบเพื่อการรีไซเคิลตั้งแต่ปลายทศวรรษ 1980 ในปี 1991 วิทยานิพนธ์ปริญญาโทของเขาได้ศึกษาเรื่องการออกแบบเพื่อการถอดประกอบ ซึ่งเป็นแรงบันดาลใจให้เกิดแนวทางอัตโนมัติแบบใหม่สำหรับกระบวนการที่ยุ่งยากในขณะนั้น เขาได้ทำการทดลองโดยใช้วิธีการต่างๆ ตั้งแต่วิธีการใช้แรงแบบพื้นฐานไปจนถึงวิธีการที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น เทคนิคการถอดประกอบโดยใช้ความร้อน ความต้านทานไฟฟ้า การสั่นสะเทือน ปริมาตร วัตถุระเบิด สารเคมี การเหนี่ยวนำ และชีวภาพ

นับตั้งแต่นั้นมา งานวิจัยนี้ได้ขยายไปสู่เทคโนโลยีการแยกชิ้นส่วนที่หลากหลาย รวมถึงกลไกการกระตุ้นที่ขยายมากขึ้น พารามิเตอร์การควบคุมแบบลำดับชั้นที่หลากหลาย การเพิ่มช่วงอุณหภูมิที่อนุญาต และข้อพิจารณาอื่นๆ รวมถึงที่กล่าวมาข้างต้น ดร. ชิโอโด ได้คิดค้นกลไกเทคโนโลยีอัตโนมัติ AD, ADSM และอื่นๆ อีกหลายร้อยกลไกนับตั้งแต่การประดิษฐ์ครั้งแรกของเขาในปี 1996 งานวิจัยล่าสุดของเขารวมถึงการแยกส่วนประกอบเฉพาะและการแยกส่วนประกอบเฉพาะอย่างสะอาดเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ รวมถึงจอ LCD ในปี 1996 เขาได้ทำการทดลองการแยกชิ้นส่วนและการจดจำรูปร่างโดยใช้พอลิเมอร์ทางวิศวกรรมทั่วไป เช่น PEEK, ABS, PC, ไนลอน และอื่นๆ โดยการปรับเปลี่ยนคุณสมบัติการจดจำรูปร่างเพื่อหาทางเลือกในการแยกชิ้นส่วนแบบแอคทีฟที่มีประสิทธิภาพด้านต้นทุนมากกว่า งานวิจัยนี้ได้รับการกล่าวถึงอีกครั้งโดย H. Hussein, ดร. Mark Allen และดร. David Harrison ในบทความที่ตีพิมพ์ในปี 2009 โดยมีผลลัพธ์จากงานร่วมกันระหว่างดร. ชิโอโด, Motorola, Nokia, Sony, Gaiker, Indumetal, IKP เป็นต้น แต่จนถึงขณะนี้ได้ผลลัพธ์ที่ยังไม่สามารถแข่งขันได้เท่านั้น

นับตั้งแต่ปี 1996 สาขานี้ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นจากภาคอุตสาหกรรม ซึ่งนำไปสู่การวิจัยที่กว้างขวางมากขึ้น ดร. นิค โจนส์ ได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับ ELVs (Electron Values) และวิธีการใหม่ๆ อื่นๆ ในการทำลายเซลล์โดยใช้กลไก SMA ที่ทำงานด้วยไฟฟ้า ดร. โจนส์ และ ดร. ชิโอโด ได้พัฒนากลไกปลดล็อก SMA NiTi สำหรับแผง LCD เมื่อเร็วๆ นี้ กลไกนี้ใช้สำหรับการถอดประกอบชิ้นส่วนประกอบขนาดใหญ่ของจอแสดงผลเดสก์ท็อปและแล็ปท็อปอย่างสะอาดและไม่ทำลาย ประกอบด้วยลวดเส้นเล็กที่ทำงานด้วยไฟฟ้าอัตโนมัติ ซึ่งจะอยู่ในสถานะหยุดนิ่งจนกว่าจะถูกกระตุ้นเมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งาน

ดร. โจนส์ได้พัฒนาแอปพลิเคชันหลายรายการสำหรับตลาดรถยนต์ที่หมดอายุการใช้งาน (ELV) ซึ่งรวมถึงอุปกรณ์ SMA สำหรับถุงลมนิรภัย อุปกรณ์ SMP สำหรับการถอดกระจก และกลไกการปลดล็อกแบบตีนตุ๊กแกแบบใหม่

ดร. นอยเบิร์ตได้ศึกษาค้นคว้าเพิ่มเติมในสาขาการถอดประกอบแบบแอคทีฟ โดยพิจารณาวิธีการกระตุ้นอื่นๆ เพื่อเริ่มต้นการถอดประกอบ แนวคิดของเขาในการใช้การเพิ่มปริมาตรของน้ำที่แข็งตัวเพื่อแยกชิ้นส่วนบางส่วนของผลิตภัณฑ์ หรือการใช้ตัวยึดที่ละลายได้นั้น ได้รับการอธิบายไว้ในวิทยานิพนธ์ของเขาที่ตีพิมพ์ในปี 2000

บาร์บารา วิลเลมส์ได้ต่อยอดงานวิจัยนี้โดยมุ่งเน้นไปที่ "เซลล์แรงดัน" ที่นอยเบิร์ตได้อธิบายไว้ เธอได้พัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อกำหนดรูปร่างและขนาดที่เหมาะสมที่สุดของตัวยึดที่ทำงานด้วยแรงดัน ตัวยึดแบบสแน ปฟิตเหล่านี้ เมื่อนำไปใช้ในผลิตภัณฑ์ จะช่วยให้สามารถถอดประกอบได้โดยอาศัยการเปลี่ยนแปลงของแรงดันแวดล้อม เนื่องจากโอกาสที่จะเกิดการเปลี่ยนแปลงของแรงดันนั้นมีน้อยมากในช่วงอายุการใช้งานปกติของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้า กลไกการทำงานแบบนี้จึงให้วิธีการถอดประกอบที่ปลอดภัยกว่าเมื่อเทียบกับการทำงานโดยอาศัยอุณหภูมิ

งานวิจัยที่ได้รับรางวัลในวารสาร Assembly Automation ประจำปี 2013 ^{[ 4 ]}การสำรวจวัสดุอัจฉริยะทั่วโลกที่ใช้ในการถอดประกอบแบบแอคทีฟได้ดำเนินการในปี 2012 ^{[ 5 ]}งานนี้ทำโดย ดร. Chiodo และ ดร. Jones ปัจจุบันมีการกล่าวถึงใน 'Active Disassembly Blog' ^{[ 6 ]}

งานของดร.ชิโอโดะยังคงตรวจสอบ AD โดยใช้วัสดุที่ 'ทำให้ฉลาด' การใช้งานบางอย่างรวมถึงชั้นแทรกกลาง กลไกแบบโมดูลาร์ ฟังก์ชันการแยกชิ้นส่วน และกลยุทธ์การออกแบบเชิงนิเวศน์ DfX อื่นๆ งานบางส่วนนี้อธิบายไว้ใน สาขา เศรษฐกิจหมุนเวียนดูเศรษฐกิจหมุนเวียน^{[ 7 ]}และโพสต์ต้นฉบับที่เว็บไซต์ของมูลนิธิเอลเลน แมคออเธอร์^{[ 8 ]}

ในญี่ปุ่น สหรัฐอเมริกา และสหภาพยุโรป หน่วยงานวิจัยต่างๆ ในมหาวิทยาลัยได้ทำการศึกษาเทคโนโลยีในด้านต่างๆ มากมาย แม้ว่าจะยังไม่มีการนำเทคโนโลยีนี้ไปประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมในเชิงพาณิษฐ์อย่างเป็นรูปธรรม แต่การวิจัยเพื่อบรรลุเป้าหมายนี้ก็ยังคงดำเนินต่อไป

ดร.อิโจมาห์ได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี AD ในการผลิตซ้ำผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยจนถึงปัจจุบัน งานวิจัยนี้ได้ดำเนินการร่วมกับ ดร.ชิโอโด และมีการตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับหัวข้อนี้ในวารสารต่างๆ แล้ว

ผลิตภัณฑ์อุปโภคบริโภคส่วนใหญ่ประกอบด้วยชิ้นส่วนจำนวนมากและวัสดุหลากหลายประเภท การแยกชิ้นส่วนเมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์นั้นเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและใช้เวลานานอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เพื่อให้มั่นใจได้ว่าชิ้นส่วนทั้งหมดถูกแยกออกจากกันอย่างมีประสิทธิภาพสำหรับการนำกลับมาใช้ใหม่หรือการรีไซเคิลในภายหลัง เทคนิคการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน (AD) ช่วยให้กระบวนการนี้เป็นไปโดยอัตโนมัติหรือกึ่งอัตโนมัติ ทำให้มีความเป็นไปได้มากขึ้น การนำเทคนิค AD มาใช้และความรับผิดชอบของบริษัทในการรีไซเคิลผลิตภัณฑ์เมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งาน จะส่งผลต่อต้นทุนในระยะยาวสำหรับผู้บริโภค

ปัจจุบันมีอุปสรรคสำคัญหลายประการที่ขัดขวางไม่ให้เทคโนโลยีนี้ประสบความสำเร็จในตลาดวงกว้าง (ต้นทุน การฝึกอบรมใหม่ ข้อจำกัดทางการเงิน/กฎหมาย การเก็งกำไร แนวปฏิบัติด้านกฎหมาย...โปรดติดตามต่อ)

มีการพัฒนาวิธีการต่างๆ มากมายสำหรับการใช้งานในกระบวนการย่อยสลายแบบอัตโนมัติ (AD) โดยทั่วไปแล้ว วิธีการเหล่านี้จำเป็นต้องใช้วัสดุอัจฉริยะที่ตอบสนองต่อสิ่งกระตุ้นเพื่อเปลี่ยนรูปร่างหรือขนาด และช่วยให้การแยกชิ้นส่วนทำได้ง่ายขึ้น วัสดุที่เกี่ยวข้อง ได้แก่โพลิเมอร์ที่จำรูปร่างได้ (SMP) และโลหะผสมที่จำรูปร่างได้ (SMA) วัสดุเหล่านี้มีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างอย่างมีนัยสำคัญในช่วงอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านต่างๆ ซึ่งทำได้โดยวิธีการต่างๆ เช่นอินฟราเรดไมโครเวฟการทำความเย็นยิ่งยวดสารเคมีและ ความร้อนโดยตรง ช่วงของ "อุณหภูมิกระตุ้น" สำหรับวัสดุอัจฉริยะต่างๆ หมายความว่าสามารถวางผลิตภัณฑ์ไว้ในสภาพแวดล้อมที่มีความร้อน ซึ่งองค์ประกอบภายนอกจะหลุดออก จากนั้นจึงเคลื่อนไปยังบริเวณที่ มีอุณหภูมิสูงขึ้น ซึ่งชิ้นส่วนภายในและส่วนประกอบย่อยจะถูกแยกชิ้นส่วนออก

เมื่อไม่นานมานี้ วัสดุอื่นๆ ที่ดร. ชิโอโดนำมาใช้ในการรักษาโรคอัลไซเมอร์ ได้รับการศึกษาเพิ่มเติมจากงานวิจัยเริ่มต้นในปี 1996 ขอบเขตของ 'วัสดุอัจฉริยะ' และแนวทางอื่นๆ ยังคงขยายตัวอย่างต่อเนื่อง

สกรู หมุดย้ำ ริบบิ้น แท่ง และคลิป ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่ออำนวยความสะดวกในการใช้งานแบบอัตโนมัติ สามารถผลิตได้จากวัสดุอัจฉริยะเช่นSMAและSMPซึ่งจะทำงานที่อุณหภูมิที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ขึ้นอยู่กับการใช้งานเฉพาะด้าน

• (การถอดประกอบแบบแอคทีฟ)