概述綠色設計與制造技術在機械產品中的應用

    綠色設計與制造足一種現代制造業的可持續發展模式。本文主要闡述了工程機械產品的綠色設計理念，綠色材料的應用與選擇，產品的制造等。

　　在新時期，我國在機械制造業，除了面臨著產品質量和成本等方面的競爭外，如何突破綠色壁壘是更加嚴峻的挑戰。比如在我國的機械加工過程中，綠色設計、綠色制造以及綠色材料使用問題至今還沒有得到企業的足夠重視。許多企業仍然走的是粗放型老路子，只注重產品的質量、成本、效益，而忽略了加工使用、產品報廢給環境帶來的污染。本文在分析綠色設計與制造的概念和內涵基礎上，提出了綠色設計的方法、綠色材料的選取和一些綠色制造工藝技術，通過使用這些新工藝技術，可以提高資源利用率、降低成本、減少環境污染，應對國際綠色貿易壁壘的挑戰，實旄制造業可持續發展戰略。

　　1綠色設計與制造的概念

　　綠色設計與制造是一個綜合考慮環境影響和資源效率的現代制造模式，他是可持續發展戰略在制造業中的重要體現。其定義為：它是一個綜合考慮環境影響和資源效率的現代設計制造模式。其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產品生命周期中，對環境的負面影響*小，資源效率*高，并使企業經濟效益和社會效益協調優化。其過程是通過綠色生產過程(包括綠色設計、綠色材料、綠色工藝、綠色包裝及綠色管理等)生產綠色產品，因而從產品設計到工藝、工裝都與傳統制造有著本質的區別，綠色制造實質上是人類社會可持續發展戰略在現在制造業中的體現。其內涵是產品生命周期的全過程均具有綠色性。由此可見，綠色制造的實質是人類社會可持續發展戰略在現代制造業中的體現，是一種綜合考慮環境影響和資源效率的先進的現代制造模式。是制造業的發展趨勢。是現代企業提高核心競爭力的必由之路。

　　2綠色機械產品設計的方法

　　機械產品綠色沒計的概念可歸納為：機械產品綠色設計是一種基于產品整個生命周期，并以產品的環境資源屬性為核心的現代設計理念和方法。在設計中，除考慮產品的功能、性能、壽命、成本等技術和經濟屬性外，還要重點考慮產品在生產、使用、廢棄和回收的過程中。對環境和資源的影響。其主要包括以下幾個方面。

　　2.1產品結構設計

　　除了滿足普通產品的基本要求外，主要考慮結構的易于拆卸與回收處理。拆卸是廢棄物回收的前提，回收則是廢棄物再利用的保證其研究內容包括：

　　(1)產品拆卸設計方法研究;

　　(2)拆卸評價指標體系的建立;

　　(3)拆卸結構模塊的劃分及其結構設計;

　　(4)回收工藝及方式的研究。

　　2.2產品環境性能設計

　　不同的產品有可能對環境有不同的影響，設計時應根據產品性能、盡可能滿足對環境的要求。如生產電冰箱要求不用氯氟類的制冷劑和發泡劑減少或消除酸洗、磷化過程中產生的環境污染物，降低能耗，減少噪聲等。

　　2.3產品資源性能設計

　　為了使產品的資源得到臺理利用和配置。其設計的主要內容是：

　　(1)產品生命周期的資源消耗模型建立;

　　(2)產品生產過程的資源消耗特性分析等。3綠色材料的選擇

　　材料是構成工程機械產品的基礎，當前工程機械產品綠色化的一個重要發展方向是產品綠色材料的使用比重不斷提高。綠色材料義稱環境協調性材料或生態材料，是指那些具有良好使用性能或功能，并對資源和能源消耗少，對生態與環境污染小，有利于人類健康，再生利用率高或可降解循環利用，在制備、使用、廢棄直到再生循環利用的整個過程中，與環境協調共存的一大類材料。傳統的材料選擇方法已不能適應綠色產品及綠色沒計的要求，必須從更廣泛的角度考慮材料的選擇，不僅應考慮基本性能要求，更要著重考慮材料的環境屬性。在現階段，選擇工程機械綠色材料的主要原則包括：

　　(1)材料本身性能的先進性;

　　(2)材料與環境協調相容性，包括易加工、低毒害、污染小等;

　　(3)盡量采用不加涂鍍工藝的材料以及易回收、可再生、分解或降解的材料;

　　(4)盡可能采用回收率較高的零部件和材料;

　　(5)盡量減少所用材料種類、數量。

　　4綠色機械產品制造的方法

　　綠色制造技術是指在保證產品的功能、質量、成本的前提下，綜合考慮環境影響和資源效率的現代制造模式。它使產品從設計、制造、使用到報廢整個產品生命周期中節約資源和能源，不產生環境污染或使環境污染*小化。環保型制造技術是指在制造過程中*大限度地減少環境污染，創造安全、舒適的工作環境。包括減少廢料的產生及廢料有序地排放;減少有毒有害物質的產生及有毒有害物質的適當處理;減小振動與噪聲;實行溫度調節與空氣凈化;對廢料的回收與再利用等。其下簡要介紹一些綠色制造技術。

　　4.1*成形工藝

　　*成形工藝，亦稱少無切屑加工，它主要是通過精鑄、精鍛、冷擠、粉末冶金等加工方法來獲得零件或精坯。20世紀以來，人們開始探索各種減少切削或不切削的精密成形新方法和新材料，以減少工時和材料耗費。例如，采用擠壓、冷鐓、搓絲等工藝生產螺栓、螺母和機械配件，使材料利用率大大提高，有時列‘完全不需要切削;采用金屬模壓力鑄造制造鋁合金件。與普通鑄造相比，制件質量提高，且可基本不用切削加工;采用粉末冶金方法可制造高強度、高密度的機械零件，如精密齒輪等;工程塑料的壓塑和注塑件強度高、成型容易，基本上沒有加工余量;通過提高傳統鑄造、鍛壓工藝的精度也能減少加加工余量，實現毛坯精化。總之，*成形工藝具有顯著的技術經濟效益，能實現多種冷、熱工藝綜合交叉、多種材料復合選用，把材料與工藝有機地結合起來，是機械制造技術的一項突破。對輕工機械制造業來說，不僅可以節約傳統毛坯制造時的能耗、物耗，也大大減少了產品的制造周期和生產費用。

　　4.2高速切削機床

　　我們知道，機械干式加工在切削區域會產生大量的切削熱，如果不及時散熱，會使機床受熱不均而產生熱變形，這個熱變形就成為影響工件加工精度的一個重要因素，因此機床應配置循環冷卻系統，帶建切削熱量，并在結構上有良好的隔熱措施。實驗表明，干式切削理想的條件應該是在高速切削條件下進行，這樣可以減少傳到工件、刀具和機床上的熱景。干切削時產生的切屑是干燥的，這樣可以盡可能的將干切削機床設計成立軸和傾斜式床身。工作臺上的傾斜蓋板用絕熱材料制成，在機床上配置過濾系統排出灰塵，對機床主要部位進行隔離。現在切削加工已朝著高速、超高速方向發展，高速切削機床的發展給千切削的實現創造了良好的條件，對于精密切削機床，可在機床上裝上監控系統，以檢測切削區域的溫度變化、切削力的變化以及刀具的磨損，井配以機床補償裝置。

　　4.3工程機械綠色化

　　實現工程機械生命周期的綠色化，對工程機械實行綠色使用也是必不可少的。工程機械大部分是露天作業，作業地點經常變動，所以其性能受到作業場地的溫度、污染、路況及天氣等因索的影響很大。如果在施工現場采取有效措施，采取綠色使用策略，通過綠色保養、維修是可以有效防止機械故障，保證設備的完好率。相應減少了廢棄排放物對環境的危害，提高機械壽命，也就是節省了資源，比如設備維修技術以*少的資源消耗，保持、恢復、延長和改善設備的功能，實現材料利用的高效率，減少材料和能源消耗，從而提升經濟運行質量和效益。一般說來。通過維修恢復一種產品的性能所消耗的勞動量和物質資源，僅是制造同一產品的幾分之一，甚至十幾分之一，這種消耗的減少就意味著對環境污染的減少而有利于社會的持續發展。

　　4.4工作環境綠色化

　　工作環境設計，即研究如何給勞動者提供一個安全、舒適宜人的環境。舒適宜人的工作環境包括作業空間足夠寬大;作業面布置并然有序;工作場地溫度與濕度適中;空氣流暢清新;沒有明顯的振動與噪聲;各種控制機構、操作手柄位置合適，工作環境照明良好、色彩協調等。機械制造中各種機床設備照明系統如果設計成可調。工件裝卸時照明功率大，切削加工時照明功率小，這樣既能保證工作環境照明良好，又能節省電能。

　　總之，綠色設計與制造是人類可持續發展戰略的重要組成部分，也是每個企業家重點考慮的企業行為。綠色產品的興起和發展不可逆轉的發展趨勢，是人類認識并從本質上解決環境、資源和可持續發展闖題的臣大進步，它將對人類未來的生存和發展產生深遠影響。

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