制造业能量消耗巨大,污染排放严重,对全球的资源以及环境造成了巨大的影响。就目前而言,对制造过程能耗以及相应节能减排策略的研究是实现可持续发展的必经之路。与传统的加工方式相比,电火花成形加工（EDM）是一种广泛应用于模具、汽车、航空航天等行业的非传统加工方法。本文以非晶合金（BMG）和金属合金两种具有代表性的金属材料为对象,针对EDM的加工过程能量消耗和低能耗控制以及加工效果的问题进行研究,提出了EDM能量消耗预测模型和低能耗控制策略方法。并且分别从工件材料、工艺参数框架的优化方法及电介质角度讨论能耗问题。具体研究如下:首先,建立了电火花加工过程中相应的热量分布模型。通过建立加工能量消耗的计算模型,实现了在设计电火花加工非晶合金的实验阶段预测其能量消耗。通过实验对比,MRR和EEV的平均误差分别可达到16.99%和16.46%,与实验结果吻合,证明该数值模型可应用于工程应用。所提出的热物理模型基本可与非晶合金的电火花加工吻合。实验采用对钻孔切口的过切值分析加工性能,探索电火花加工非晶合金的可行性。其次,对电火花加工金属合金的过程进行能量消耗的研究,基于“if-then”策略的模糊推理系统（ANFIS）建立预测电火花加工性能和环境可持续性的映射模型。通过映射模型可以分析工艺参数对输出的相互作用。通过映射模型和信噪比均值分析法研究了工艺参数对MRR、表面粗糙度（Ra）的加工性能和废气排放性能（EEC）的影响。为可持续制造的后续工作奠定基础。实验发现,峰值电流为10A时可达到所需的最大MRR;但在6A时可以获得所需的最小Ra。类似地,当峰值电流为10A时可以达到所需的最小EEV,而当峰值电流为6A时可以获得所需的最小EEC。经过对ANFIS模型的验证,它们的平均相对误差最大为13.04%。再次,为实现电火花加工的可持续性和绿色制造,采用环保的可再生植物油作为电火花加工的电介质,对金属合金Al 6061、SKD 11和Inconel 718的加工进行研究。比较了葵花籽油、菜籽油和花生油的加工性能及单位体积能效,旨在寻找一种既便宜又可持续的电介质。从加工机理角度解释了电火花加工介质粘度的变化对电火花加工性能的影响。经过对比,菜籽油作为电介质时的MRR分别比花生油和葵花籽油高25%和28.9%,EEV分别比花生油和菜籽油低5%和27%。此外,利用超景深光学显微镜研究介质中不同粒径残留物的比例,验证了上述机理的合理性。由于菜籽油的粘度较大,放电能量集中,工件所受冲击力更大,所以碎片直径大于35μm的占比最大。最后,讨论了可再生电介质的环境影响和长期生存能力,实现电火花的可持续性和绿色制造。最后,为了满足绿色制造和环境可持续性的要求,提出了一个基于增强布谷鸟算法的多目标优化框架。以制造业最为常见的金属合金材料加工为例,针对Al 6061和SKD11电火花加工过程中工艺参数优化框架,以最大限度地降低能耗和废气排放。采用峰值电流、脉冲周期和占空比三种工艺参数对这两种材料电火花加工的MRR、Ra、EEV和EEC进行了测试。经过优化框架的计算,建议使用高峰值电流（8.94A）、脉冲周期（500μs）和占空比（0.7）的工艺参数加工Al 6061,经过与优化之前的加工性能相比,EEV和EEC的最优解分别降低了87.13%和37.09%。同理,SKD 11的加工性能通过优化计算,与优化之前的加工性能相比,EEV和EEC的最优解分别降低了93.73%和46.85%。本课题通过针对电火花加工过程的能耗预测分析,对以节能减排为主题的智能制造发展具有实际应用意义。