Regular Article

Development of multi-value circulation based on remanufacturing

Conception de la circulation à valeurs multiples basée sur le reconditionnement

¹ Center for Material Cycles and Waste Management Research, National Institute for Environmental Studies, 16-2 Onogawa, Tsukuba, Ibaraki, 305-8506, Japan
² Advanced Manufacturing Research Institute, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 1-2 Namiki, Tsukuba, Ibaraki, 305-8564, Japan
³ Research Center for Structural Materials, National Institute for Materials Science, 1-2-1 Sengen, Tsukuba, Ibaraki, 305-0047, Japan
⁴ Department of Nanoscience and Nanoengineering, Graduate School of Advanced Science and Engineering, Waseda University, 3-4-1, Okubo, Shinjuku-ku, 169-8555, Japan
⁵ Department of Urban Environment Systems, Chiba University, 1-33, Yayoicho, Inage Ward, Chiba-shi, Chiba, 263-8522, Japan

^* e-mail: nakajima.kenichi@nies.go.jp

Received: 21 June 2018
Accepted: 26 October 2018

Abstract

Remanufacturing is an industrial process that turns used products into new ones with the same quality, functionality, and warranty as new products; it is a critical element for realizing a resource-efficient manufacturing industry and a circular economy. Remanufacturing may involve adding new and better functionality to used products, such as adding more wear-resistant materials to the surface or new sensor systems. Remanufacturing has been undertaken for products such as: automobile parts, machinery, photocopiers, single-use cameras, furniture, and turbine components, etc. It is generally superior to material recycling in terms of energy and material savings. Our project aims to develop technologies necessary for the promotion of remanufacturing and to establish a cooperative network related to remanufacturing. As technical development items, our aim is to develop methods to assess the reliability of parts/components, develop technologies to restore deteriorated metal surfaces of used products, introduce production management methods for remanufacturing, and design a circulation system to retain the added values of products. In this paper, we introduce an outline of the project and present some preliminary results. This paper shows the possibility to quantitatively evaluate the carbide distribution (size and density) of the carburized surface of a gear, and also shows the potential to repair materials exposed to a high-temperature oxidative atmosphere by Pr-Ir coating technology.

Résumé

Le reconditionnement est un processus industriel qui transforme les produits usagés en nouveaux produits avec la même qualité, la même fonctionnalité et la même garantie que les nouveaux produits. C’est un élément essentiel pour la mise en place d’une industrie manufacturière utilisant efficacement les ressources et d’une économie circulaire. Le reconditionnement peut impliquer l’ajout de fonctionnalités nouvelles et améliorées aux produits utilisés, tels que l’ajout de matériaux plus résistants à l’usure à la surface ou de nouveaux systèmes de capteurs. Le reconditionnement a été entrepris pour des produits tels que : des pièces automobiles, des machines, des photocopieurs, des caméras à usage unique, des meubles, des composants de turbines, etc. Il est généralement supérieur au recyclage de matériaux en matière d’économies d’énergie. Notre projet vise à développer les technologies nécessaires à la promotion de la refabrication et à établir un réseau de coopération lié à la refabrication. En tant qu’éléments de développement technique, notre objectif est de développer des méthodes pour évaluer la fiabilité des pièces/composants, développer des technologies pour restaurer les surfaces métalliques détériorées des produits usagés, introduire des méthodes de gestion de la production pour le réusinage et concevoir un système de circulation pour conserver les valeurs ajoutées des produits. Dans cet article, nous présentons les grandes lignes du projet et quelques résultats préliminaires. Cet article montre la possibilité d’évaluer quantitativement la distribution de carbure (taille et densité) de la surface cémentée d’un engrenage, ainsi que le potentiel de réparation des matériaux exposés à une atmosphère oxydante à haute température grâce à la technologie de revêtement Pr-Ir.