Sustainability and Industrial Design: A Study on AC EV Chargers’ Material Selection

Abstract

This study investigates sustainable material selection in industrial design and sustainable design, focusing on electric vehicle (EV) charging stations to address emissions. Through an extensive literature review and market analysis, the research highlights the critical importance of sustainable practices amid evolving environmental concerns. The study identifies polycarbonate (PC) as the primary material used in AC charging stations and explores alternatives to reduce emissions. Acrylonitrile butadiene styrene (ABS) emerges as a promising alternative, given its compatibility with PC and established industrial usage. Utilizing the rule of mixture approach, various ABS-PC combinations undergo thorough analysis to assess their impact on emissions, density, mass, mechanical properties, and safety factors. Optimal mixtures are identified based on safety factor values, which determine the part's lifespan under environmental conditions. Implementation of these identified mixtures has the potential to significantly reduce emissions per product, thereby advancing sustainability goals within the EV charging station domain. This study offers a comprehensive framework for designers and engineers to navigate sustainable material selection, advocating for the integration of sustainability considerations into design processes to promote environmental stewardship and sustainable development in the manufacturing sector.

Bu çalışma, elektrikli araç (EV) şarj istasyonları kaynaklı emisyonlara odaklanarak endüstriyel tasarım ve sürdürülebilir tasarım üzerinden sürdürülebilir malzeme seçimini araştırmaktadır. Kapsamlı literatür taraması ve pazar analizi yoluyla, gelişen çevresel kaygılar karşısında sürdürülebilir uygulamaların kritik öneminin altı çizilmektedir. AC şarj istasyonlarında kullanılan başlıca malzeme olarak polikarbonat (PC) ele alınmış ve emisyonları azaltmak için alternatifleri araştırılmıştır. Akrilonitril bütadien stiren (ABS), polikarbonat ile uyumluluğu ve endüstriyel kullanımıyla dikkat çeken bir alternatif olarak ortaya çıkmıştır. Karışım kuralı yaklaşımı kullanılarak, çeşitli ABS-PC kombinasyonları oluşturulmuş, emisyon, yoğunluk, kütle, mekanik özellikler ve güvenlik faktörleri üzerine detaylı analizlere tabi tutulmuştur. Güvenlik faktörü değerlerine dayanarak, parçanın çevresel koşullar altında ömrünü belirleyen optimal karışımlar tespit edilmiştir. Belirlenen karışımların uygulanması, ürün başına emisyonları önemli ölçüde azaltma potansiyeline sahip olduğu ve bu sayede EV şarj istasyonları alanında sürdürülebilirlik hedeflerine yaklaşılabileceğini göstermiştir. Çalışma, tasarımcılar ve mühendisler için sürdürülebilir malzeme seçiminde rehberlik sağlayan kapsamlı bir çerçeve sunmuş olup, endüstrinin çevresel yönetim ve imalat tarafında sürdürülebilir kalkınmayı teşvik etmek amacıyla tasarım süreçlerine sürdürülebilirlik düşüncelerinin entegrasyonunu savunmaktadır.