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【摘 要】 绿色制造技术将成为未来机械制造行业的主要生产模式,对绿色技术的控制也将成为机械制造企业获得市场的重要途径。可以预见,在将来的市场发展过程中,谁能掌握绿色技术的核心,谁就能够引导市场的发展,实现经济效益与环境效益的不断提高。
【关键词】 机械制造;绿色加工技术;方法
一、基于绿色理念的机械设计制造的重要性
近年来,我国机械制造业对于绿色机械设计的研究内容比较多,研究的深度和广度也不断拓宽,很多人将绿色机械设计也称为“生态设计”、“自然环境设计”、“环境意识设计”等。和传统的机械设计制造理念相比,在产品的设计与开发过程中,传统的机械设计制造首先立足于市场需求分析,根据市场需求设计产品的使用功能、使用寿命等基本属性,并且需求反复的修改,往往会导致设计过程以及产品制造周期延长,生产后不易拆卸,产品以及回收难度较大,部分产品在报废之后,可能无法回收,造成资源大量浪费以及环境污染。更加符合可持续发展要求主题,实现更大的经济价值以及社会价值。
二、绿色理念设计的基本概念以及内容
机械设计是机械生产的第一步,机械设计水平直接决定机械性能,其主要是结合机械产品的使用要求,对产品的结构、零件材料、零件形状、零件大小、运作原理、运行方式、能量传递等各方面内容进行分析和精密的计算,进而设计出符合使用要求的机械产品。绿色设计理念贯穿于产品生命周期的全过程,在考虑产品的质量、性能、成本以及开发周期等问题的同时,充分考虑设计产品对资源以及环境的影响,以产品的可循环使用为导向优化产品设计的各方面因素,最大限度的降低产品及其制造过程中消耗资源总量以及对环境的危害程度。绿色设计的核心内容是减少环境污染,降低能源消耗,实现产品以及零部件的回收以及循环利用,降低机械的更换频率,大体可概括为“Reduce(减少)”、“Recycle(循环)”以及“Reuse(重新利用)”--3R理念。
三、典型的绿色制造技术
1、提高资源利用率。绿色制造作为一种以保护环境和优化资源为主要目的现代制造模式,其不但是提高社会效益的行为,同时还是一种提高经济效益的有效手段。例如,通过发展绿色制造技术不但能够最大程度的提高资源的利用率、减少资源的浪费,达到保护环境的目的,而且还可以直接降低成本,提高企业生产的经济效益。另外,发展绿色制造技术还是推动机械制造行业新一轮技术创新的重要途径,在新的制造体系中,必须通过利用高新技术以及现代化的管理手段提高整个行业的生产效率,促进资源利用率的提高。
2、干式加工技术。在机械加工中,切削液在零件润滑、工件防锈、清洗等方面都具有不可替代的作用。通过使用切削液,还可以使得各个机械零部件之间的摩擦减少、运行更加协调转动更加灵活。因此,在机械加工过程中采用干式加工技术,不但能够减少切削液的使用,节约资源,而且还可以保护环境和人体健康。
3、资源绿色回收与处理技术。产品在其生命周期完结之后,若不能对之加以回收处理,将造成资源浪费、环境污染等问题。面向产品整个生命周期的产回收处理技术,从产品的设计开发阶段就予以着手,以提高资源的利用率、减少环境污染为目的,对产品的回收处理方案进行设计。在设计产品的回收处理方案时,需要对如下三个方面予以重视:其一,社会效益与经济效益的最大化;其二,重复利用的零部件尽可能多;其三,废弃部分尽量少。只有这样才能以最小的成本获得最高的资源回收综合价值。
四、绿色制造工艺在机械加工中的应用
1、绿色设计方案。目前比较常用的绿色理念设计方案包括生命周期设计、可拆卸性设计以及模块化设计三种,生命周期设计主要是基于环境保护、机械产品的成本需求以及产品性能等方面考虑,包括产品的回收、再利用成本、产品代替以及污染物的处理等问题;最后应建立健全绿色机械设计数据库,设计人员可将机械设计制造过程中用到的数据以及需要的数据进行系统化储存,以便日后查询以及绿色设计的理论基础。
2、绿色机械设计制造中的材料选择。材料是绿色设计的主要内容,在机械设计制造过程中应首选环保、健康的制造材料,综合考虑材料与材料之间的相容性、材料的经济性和安全性,分析材料对环境的影响。在材料投入实际生产后应实现材料的动态管理,及时回收和有效利用设计中产生的副产品以及废弃物。
3、减少零部件磨损技术。在机械产品的加工过程中,零部件的磨损现象是客观存在的,这可能造成机械加工过程中零部件使用寿命不长的问题。为了达到减少机械加工过程中产生的粘附磨损、微动磨损以及疲劳磨损等问题,可以在加工过程中使用相应的金属减磨剂。同时,若将金属抗磨剂掺入润滑油中,还可以在金属加工过程中在金属表面形成一层耐高温的油膜层,从而很好的将摩擦降到最低。这样,不但可以减少摩擦带来的设备磨损,还可以减少设备运转过程中产生的噪音,形成良好的工作环境。
4、水喷射加工技术。水喷射加工技术就是通过使用超高压力的水射流,一般在中还混合有磨料对各种材料进行切割、穿孔等。该项加工技术不但不会对周围环境造成污染,而且喷射加工之后的水流还能够重复使用,具有很好的资源集约化利用效率。
五、绿色机械设计实现的基本要求
在机械设计制造中,若想要真正实现绿色理念设计,需要国家政策的支持、产品设计人才以及先进的设计技术,人才是实现绿色设计的核心力量,首先应加强对机械设计人才的培养,重点培养的对象应该是高中职院校中机械设计专业的学生,加强绿色理念设计的概念,让他们重视绿色设计。其次,国家应制定相关的绿色机械产品支持政策,加强社会以及广大群众对机械产品设计的监督力度。同时應不断学习、引进一些先进发达国家先进的技术,积极实现产品的创新,尽量优化设计方案。
六、绿色制造工艺未来发展方向
随着绿色加工技术的不断成熟,绿色制造技术必将走上标准化、规范化以及政策化的发展道路。同时,将来还需要对绿色制造工艺技术进行系统分析,通过建立起对应的方法模型,形成系统性的工艺生产技术。总之,绿色制造技术将成为未来机械制造行业的主要生产模式,对绿色技术的控制也将成为机械制造企业获得市场的重要途径。可以预见,在将来的市场发展过程中,谁能掌握绿色技术的核心,谁就能够引导市场的发展,实现经济效益与环境效益的不断提高。
随着我国经济的快速发展以及工业化进程的不断推进,环境污染问题日益严峻,“绿色环保”已经成为当今社会发展的主题。机械制造业是我国工业发展的重要支柱产业,对于推动我国民经济的发展具有极其重要的现实意义,为了实现机械制造业的健康、稳定、可持续发展促进自然与社会经济的协调发展,加强机械制造工艺的绿色理念显得尤为重要。
参考文献:
[1]刘毅.浅析农业机械设备制造的特点及发展[J].农家科技(下旬刊).2012(5)
[2]梅志敏,钟欢,雷亚兰,张融.基于机械产品制造绿色加工工艺的分析与研究[J].机械工程与自动化.2012(4)
[3]章志荣,苏纯.面向绿色制造的典型机械产品并行设计系统关键技术研究[J].软件导刊,2012(12):95-98.
【关键词】 机械制造;绿色加工技术;方法
一、基于绿色理念的机械设计制造的重要性
近年来,我国机械制造业对于绿色机械设计的研究内容比较多,研究的深度和广度也不断拓宽,很多人将绿色机械设计也称为“生态设计”、“自然环境设计”、“环境意识设计”等。和传统的机械设计制造理念相比,在产品的设计与开发过程中,传统的机械设计制造首先立足于市场需求分析,根据市场需求设计产品的使用功能、使用寿命等基本属性,并且需求反复的修改,往往会导致设计过程以及产品制造周期延长,生产后不易拆卸,产品以及回收难度较大,部分产品在报废之后,可能无法回收,造成资源大量浪费以及环境污染。更加符合可持续发展要求主题,实现更大的经济价值以及社会价值。
二、绿色理念设计的基本概念以及内容
机械设计是机械生产的第一步,机械设计水平直接决定机械性能,其主要是结合机械产品的使用要求,对产品的结构、零件材料、零件形状、零件大小、运作原理、运行方式、能量传递等各方面内容进行分析和精密的计算,进而设计出符合使用要求的机械产品。绿色设计理念贯穿于产品生命周期的全过程,在考虑产品的质量、性能、成本以及开发周期等问题的同时,充分考虑设计产品对资源以及环境的影响,以产品的可循环使用为导向优化产品设计的各方面因素,最大限度的降低产品及其制造过程中消耗资源总量以及对环境的危害程度。绿色设计的核心内容是减少环境污染,降低能源消耗,实现产品以及零部件的回收以及循环利用,降低机械的更换频率,大体可概括为“Reduce(减少)”、“Recycle(循环)”以及“Reuse(重新利用)”--3R理念。
三、典型的绿色制造技术
1、提高资源利用率。绿色制造作为一种以保护环境和优化资源为主要目的现代制造模式,其不但是提高社会效益的行为,同时还是一种提高经济效益的有效手段。例如,通过发展绿色制造技术不但能够最大程度的提高资源的利用率、减少资源的浪费,达到保护环境的目的,而且还可以直接降低成本,提高企业生产的经济效益。另外,发展绿色制造技术还是推动机械制造行业新一轮技术创新的重要途径,在新的制造体系中,必须通过利用高新技术以及现代化的管理手段提高整个行业的生产效率,促进资源利用率的提高。
2、干式加工技术。在机械加工中,切削液在零件润滑、工件防锈、清洗等方面都具有不可替代的作用。通过使用切削液,还可以使得各个机械零部件之间的摩擦减少、运行更加协调转动更加灵活。因此,在机械加工过程中采用干式加工技术,不但能够减少切削液的使用,节约资源,而且还可以保护环境和人体健康。
3、资源绿色回收与处理技术。产品在其生命周期完结之后,若不能对之加以回收处理,将造成资源浪费、环境污染等问题。面向产品整个生命周期的产回收处理技术,从产品的设计开发阶段就予以着手,以提高资源的利用率、减少环境污染为目的,对产品的回收处理方案进行设计。在设计产品的回收处理方案时,需要对如下三个方面予以重视:其一,社会效益与经济效益的最大化;其二,重复利用的零部件尽可能多;其三,废弃部分尽量少。只有这样才能以最小的成本获得最高的资源回收综合价值。
四、绿色制造工艺在机械加工中的应用
1、绿色设计方案。目前比较常用的绿色理念设计方案包括生命周期设计、可拆卸性设计以及模块化设计三种,生命周期设计主要是基于环境保护、机械产品的成本需求以及产品性能等方面考虑,包括产品的回收、再利用成本、产品代替以及污染物的处理等问题;最后应建立健全绿色机械设计数据库,设计人员可将机械设计制造过程中用到的数据以及需要的数据进行系统化储存,以便日后查询以及绿色设计的理论基础。
2、绿色机械设计制造中的材料选择。材料是绿色设计的主要内容,在机械设计制造过程中应首选环保、健康的制造材料,综合考虑材料与材料之间的相容性、材料的经济性和安全性,分析材料对环境的影响。在材料投入实际生产后应实现材料的动态管理,及时回收和有效利用设计中产生的副产品以及废弃物。
3、减少零部件磨损技术。在机械产品的加工过程中,零部件的磨损现象是客观存在的,这可能造成机械加工过程中零部件使用寿命不长的问题。为了达到减少机械加工过程中产生的粘附磨损、微动磨损以及疲劳磨损等问题,可以在加工过程中使用相应的金属减磨剂。同时,若将金属抗磨剂掺入润滑油中,还可以在金属加工过程中在金属表面形成一层耐高温的油膜层,从而很好的将摩擦降到最低。这样,不但可以减少摩擦带来的设备磨损,还可以减少设备运转过程中产生的噪音,形成良好的工作环境。
4、水喷射加工技术。水喷射加工技术就是通过使用超高压力的水射流,一般在中还混合有磨料对各种材料进行切割、穿孔等。该项加工技术不但不会对周围环境造成污染,而且喷射加工之后的水流还能够重复使用,具有很好的资源集约化利用效率。
五、绿色机械设计实现的基本要求
在机械设计制造中,若想要真正实现绿色理念设计,需要国家政策的支持、产品设计人才以及先进的设计技术,人才是实现绿色设计的核心力量,首先应加强对机械设计人才的培养,重点培养的对象应该是高中职院校中机械设计专业的学生,加强绿色理念设计的概念,让他们重视绿色设计。其次,国家应制定相关的绿色机械产品支持政策,加强社会以及广大群众对机械产品设计的监督力度。同时應不断学习、引进一些先进发达国家先进的技术,积极实现产品的创新,尽量优化设计方案。
六、绿色制造工艺未来发展方向
随着绿色加工技术的不断成熟,绿色制造技术必将走上标准化、规范化以及政策化的发展道路。同时,将来还需要对绿色制造工艺技术进行系统分析,通过建立起对应的方法模型,形成系统性的工艺生产技术。总之,绿色制造技术将成为未来机械制造行业的主要生产模式,对绿色技术的控制也将成为机械制造企业获得市场的重要途径。可以预见,在将来的市场发展过程中,谁能掌握绿色技术的核心,谁就能够引导市场的发展,实现经济效益与环境效益的不断提高。
随着我国经济的快速发展以及工业化进程的不断推进,环境污染问题日益严峻,“绿色环保”已经成为当今社会发展的主题。机械制造业是我国工业发展的重要支柱产业,对于推动我国民经济的发展具有极其重要的现实意义,为了实现机械制造业的健康、稳定、可持续发展促进自然与社会经济的协调发展,加强机械制造工艺的绿色理念显得尤为重要。
参考文献:
[1]刘毅.浅析农业机械设备制造的特点及发展[J].农家科技(下旬刊).2012(5)
[2]梅志敏,钟欢,雷亚兰,张融.基于机械产品制造绿色加工工艺的分析与研究[J].机械工程与自动化.2012(4)
[3]章志荣,苏纯.面向绿色制造的典型机械产品并行设计系统关键技术研究[J].软件导刊,2012(12):95-98.