制造業(yè)的綠色設(shè)計與綠色制造要點

1、機(jī)械工程學(xué)BEO主要內(nèi)容產(chǎn)生背景二綠色設(shè)計綠色設(shè)計 與制造O O三綠色制造四綠色制造技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用五結(jié)論和展望在此之前呢，先讓我們看一下最近的新聞門Key Words：在京舉辦的APEC會議，除了 “經(jīng)濟(jì)” ,竟然是“霧霾、限行、排污治理、APEC藍(lán)” 了C “環(huán)?！?“綠色”亳無疑問已經(jīng)成為我們身邊的熱詞 ToC提起濟(jì)南，除了釣突泉和大明湖，最讓人記住的該是 藍(lán)翔了 提起北京，除了長城故宮天壇，該是霧霾了環(huán)境問題，已經(jīng)刻不容緩了。除了生活中我們需要注意的環(huán)保問題，在機(jī) 械制造方面，做好污染的防護(hù)與治理也顯得尤 為重要。綠色設(shè)計，綠色制造越來越凸顯出其重要性O(shè)莠霾下的北樂: 近幾年來，

2、人們深刻的體會到環(huán)境 的惡劣變化給人們生活帶來的負(fù)面 影響。這主要是人們無度的開發(fā)自 然資源和無償利用環(huán)境的經(jīng)濟(jì)增長 方式,造成了全球性的自然破壞。資 源過度消耗，環(huán)境的嚴(yán)重污染以及生 態(tài)鏈的破壞，使人與自然的關(guān)系也達(dá) 到了空前的緊張程度。對于環(huán)境污 染的問題制造業(yè)難辭其咎。制造的過程帶來了污染制進(jìn)過程：粉塵.塵.廢沙尊 ift：煙塵、噪音等MM. cliMk衛(wèi)JMW ac Mh w X、 AM WWflt： TCoScRlwW：我們知道在漫長的人類設(shè)計史中，工業(yè)沒計為人類創(chuàng)造了現(xiàn)代生IEW I分賓：歷史迂迪201405-25有計劃ftSEfc止制的走義是什么？考硏宜理！的仝計萬是克ttL網(wǎng)友

3、回警 2014-OS25丫有計劃的除止制滾渥逸曲氣不公司總裁斯隔和計師卮爾在過用A不公司的一個非常大的賁區(qū) 創(chuàng)這了汽車設(shè)計的新模式。在設(shè)計新的點車式拝抄引孫必須宦計劃的考虎以后幾年之假不浙的更 埶部分設(shè)計，縣本適成一種制度，是A車的武樣晨少也兩年有一;欠才、磁匕S3-4年有一次大的變 化，逢成有計劃的式祥老化過程，稱為肖計劃換止制度這是T砌過不斷改交設(shè)計式樣造成斜費者心里老化的過理，月目的罡促進(jìn)洶費老為了洛逐新的式 祥砂也而如I日式祥改摘新式樣的枳極幣場促甸劭計“因此綠色設(shè)計與綠色制造理念應(yīng)運 而生，這也是制造業(yè)的發(fā)展趨勢,是現(xiàn)代 企業(yè)提高競爭力的必由之路。二、綠色設(shè)計書本上的定義是這樣的：綠

4、色設(shè)計是持續(xù)H的 設(shè)計，也稱生態(tài)設(shè)計、環(huán)境設(shè)計、生 命周期設(shè)計，它著重考慮產(chǎn)品在整個 I :命周期中的環(huán)境屬性（可拆卸冋收、 可維護(hù)及重復(fù)利用、低秤能、低污染、 無公害等），并將其作為設(shè)計目標(biāo)/心 足環(huán)境目標(biāo)要求的同時，保證產(chǎn)品應(yīng) 有的基本功能、使用壽命、質(zhì)量等。心簡單的說，綠色設(shè)計出來的產(chǎn)品應(yīng) 該具有以下三點要求：-1在制造過程中節(jié)約資源心2、在使用過程中節(jié)省能源，無污染乙3、在產(chǎn)品報廢后便于回收和再利用綠色設(shè)計的特點Q綠色設(shè)計可以保護(hù)地球有限的礦 物資源，使其進(jìn)行合理持續(xù)的利用。門（2）可以把廢物的產(chǎn)生在源頭處加以 控制減少，緩解垃圾處理的矛盾。呂（3）維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的平衡，保護(hù)環(huán)境實 現(xiàn)可

5、持續(xù)的發(fā)展。心（4）采用并行設(shè)計法，即開發(fā)人員在一 開始就考慮產(chǎn)品整個生命周期中從 概念形成到產(chǎn)品報廢的所有因素，是 從搖籃到在線的過程。我覺得最核心的應(yīng)該是第四部分，也就是說“開發(fā)人員 在一開始就考慮產(chǎn)品整個生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報 廢的所有因素，是從搖籃到在線的過程。” 這個可以和傳統(tǒng)的設(shè)計做一個對比：長久以來，我們創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)增長的方式很多是以犧牲環(huán)境 浪費資源能源為代價達(dá)到的，設(shè)計只滿足基木功能和質(zhì)量 ,經(jīng)濟(jì)利益放在高的優(yōu)先級。不考慮對環(huán)境造成影響，不 考慮可持續(xù)發(fā)展。R了的代價，力綠色設(shè)計的內(nèi)容: 1 綠色產(chǎn)品設(shè)計的描述與建模。 : 2.綠色設(shè)計的材料選擇與管理。 殆3.綠色產(chǎn)品的可

6、拆卸性設(shè)計。4.綠色產(chǎn)品的可回收性設(shè)計。其實我們完全可以說的再簡單一些： 即將綠色設(shè)計的理念，融入進(jìn)某一產(chǎn)品的 整個生產(chǎn)周期的每個環(huán)節(jié)中去。產(chǎn)品綠色設(shè)計的原則心1、資源最佳利用原則 心2、能耗、污染最少原則: 3、損害最少原則心4、生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益最佳原則同樣的，我們也可以嘗試做一個簡短的概括:最優(yōu)的去配置生產(chǎn)資源，減少損耗, 達(dá)到生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益最佳的效果。這款可口可樂罐設(shè)計從綠色設(shè)計出發(fā)，取消 了可樂罐表面的有害涂漆，而是把其標(biāo)志設(shè)計 成沖壓凸起，視覺效果同樣震撼，而且更為環(huán) 保。世博波蘭館世博西班牙館在總面積達(dá)8000平方米的大 廳內(nèi)，考慮到節(jié)能,展館內(nèi) 部主要使用了竹子和半透明 紙作為材料，頂

7、部則使用太 陽能板。設(shè)計方案也考慮到 了上海臺風(fēng)、梅雨和高溫等 氣候因素，建筑非常牢固， 而且場館設(shè)計也考慮到了如 何調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度 O展館的外表層受到傳統(tǒng)民間剪紙藝 術(shù)啟發(fā)的獨特設(shè)計，選用浸漬激光 切割膠合板，安裝在一塊一塊的膠 合板建筑模塊上。然后再在模塊的 表面裝上玻璃、聚碳酸酯，以及防 水或防紫外線輻射的材料構(gòu)成墻 體。在展館內(nèi)部，還要安裝半透明 的PCV或高密度聚乙烯合成紙的材 料薄膜，再安裝展館的外部材料。 展館外鄒、入口處的地面和展館內(nèi) 部都覆蓋著一層浸漬木地板（俗稱強(qiáng) 化地板,經(jīng)熱壓、成型的地板）。(SPPhonQ喜歡數(shù)碼產(chǎn)品的一些同學(xué)可能會比較了解，Moto, 一加，魅族華碩U

8、6V竹韻筆記本是選擇天然竹材制作 筆記本外衣，它是非常優(yōu)異的綠色材料；可 降解的有機(jī)特質(zhì)，更是對于減少環(huán)境污染有 著天然的優(yōu)勢。眾所周知，手機(jī)誕生以來，大部分采用了工程塑料材質(zhì) 。工程塑料廢舊后難以回收再利用，許多塑料中還含有重金 屬等生態(tài)環(huán)境污染源，隨著社會環(huán)保意識的加強(qiáng)，越來越多 的手機(jī)廠商均提倡手機(jī)環(huán)保化，不僅要盡可能地合理回收再 利用手機(jī)，而且在用料上改誑，使手機(jī)產(chǎn)品更加環(huán)保。真正使綠色理念走向市場，是多種因素 共同作用的結(jié)果。從當(dāng)前社會積極實行可持 續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的氛圍來看，綠色制造實質(zhì)上是 人類社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在現(xiàn)代制造業(yè)中的 體現(xiàn)，那么讓我們來了解一下什么是綠色制 造。綠色制造是人

9、類社會可持續(xù)發(fā)展 戰(zhàn)略在現(xiàn)代制造業(yè)中的體現(xiàn)。下面我 將介紹綠色制造的概念及內(nèi)涵，大家 可以有一個大致的了解。也列舉一些 綠色制造的關(guān)鍵技術(shù)，并以一些簡單 的實例說明綠色制造實施的可行性。制造業(yè)一方面是創(chuàng)造人類財富的支柱 產(chǎn)業(yè)，另一方面又是環(huán)境污染的主要 源頭。實施綠色制造的原動力又有哪些呢?實施綠色制造的原動力從大制造”的概念來講, 制造的全過程 一般包扌舌：產(chǎn)品設(shè)計、工藝規(guī)劃、材料選擇、 生產(chǎn)制造、包裝運輸、使用和報廢處 理等階段。如果在每個階段都考慮到有關(guān)綠 色的因素，就會產(chǎn)生相應(yīng)的綠色制造 技術(shù)。心1產(chǎn)品設(shè)計心綠色設(shè)計主要可以通過生命周期設(shè)計、并行設(shè)計、 模塊化設(shè)計等幾種方法來實現(xiàn)。o2

10、綠色材料選擇-綠色產(chǎn)品首先要求構(gòu)成產(chǎn)品的材料具有綠色特性， 即在產(chǎn)品的整個生命周期內(nèi)，這類材料應(yīng)有利于降 低能耗，環(huán)境負(fù)荷最小。D3清潔生產(chǎn)相對于真正的清潔生產(chǎn)技術(shù)而言，這里所提到的 清潔生產(chǎn)僅僅指生產(chǎn)加工過程。在這一環(huán)節(jié)，要想 為綠色制造做出貢獻(xiàn)，需從綠色制造工藝技術(shù)、綠 色制造工藝設(shè)備與裝備等人手。門現(xiàn)代商品的營銷有五大要素，即產(chǎn) 品、價格、渠道、促銷和包裝。而 在重視環(huán)境保護(hù)的世界氛圍里，綠色包裝在銷售中的作用也越來越重要。消費者更是對商品包裝提出了 4R1D的原則，即Reduc e （減少包裝材 料消耗），Reuse （包裝容器的再充填使用），Recycle （包裝材料的循環(huán)利 用），

11、Recover （能源的苒生），芨Degradable （ 包裝材料的可降解性）。c5綠色處理技術(shù)心在傳統(tǒng)的觀念中，產(chǎn)品壽命結(jié)束后,就再也沒有使用價值了。事實上， 如果將廢棄的產(chǎn)品中有用的部分再 合理地利用起來，既能節(jié)約資源， 又可有效的保護(hù)環(huán)境，這也正是有 些文獻(xiàn)中所提到的綠色產(chǎn)品的可回 收性及可拆卸性設(shè)計問題。如此一 來，整個制造過程也會形成一個閉 環(huán)的系統(tǒng).最能有效減輕對環(huán)境的危害，這也正是與傳統(tǒng)制造過程開 環(huán)特性最不同的一點，見圖3。JR材料加工拆冋牧包裝再加工使用圖3綠色制造過程的閉環(huán)嶄裡循環(huán)利用物盡其用:綠色制造是一個復(fù)雜的過程，綠色 意識也是一個長期的目標(biāo)。要實現(xiàn) 這一目標(biāo)，在對

12、各項行為進(jìn)行監(jiān)控 時就需要更多更好地考慮到環(huán)境屬 性成本的問題。在未來的日子里， 還有以下幾方面的技術(shù)需要進(jìn)一步 研究。心(1)電子產(chǎn)品生命周期短，又難于 回收。因此，有關(guān)電子產(chǎn)品的回收 利用問題，依然需要進(jìn)一步研究。-(2)必須加強(qiáng)有關(guān)危險性材料和工藝 工程的監(jiān)控。監(jiān)控時要能自動獲得 有關(guān)過程、質(zhì)量及輻射程度的信息。心(3)必須進(jìn)一步開發(fā)以提高回收利用 性、減少剩余量為目的的材料回收 工藝及更有效的廢棄物管理系統(tǒng)。心(4)還必須增強(qiáng)有關(guān)風(fēng)險、技術(shù)和環(huán) 境的公眾意識水平；政府部門應(yīng)該 制定相關(guān)政策保護(hù)環(huán)境(例如：針對 有關(guān)工藝和產(chǎn)品的輻射問題)o:綠色設(shè)計與制造理念的提出，是人 類在探索實現(xiàn)可

13、持續(xù)發(fā)展途徑過程 中的一個重要成果，提出了在實現(xiàn) 保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源，實現(xiàn)人與自 然和諧相處的歷史進(jìn)程中，設(shè)計者 和制造者應(yīng)該自覺承擔(dān)的社會責(zé)任。綠色制造技術(shù)咨機(jī)樋加工中的應(yīng)用切削液方面的綠色1干式切削技術(shù)干式切削是為保護(hù)環(huán)境、降低成本而有意 識地不使用切削液，在無冷液條件下進(jìn)行切削 加工的切削加工的方法。2準(zhǔn)干式切削技術(shù)準(zhǔn)干式切削技術(shù)是將干.濕加工的優(yōu) 點結(jié)合，即在切削加工中，向加工部位噴 射混有少量潤滑油的氣體。3風(fēng)冷卻切削技術(shù)風(fēng)冷卻切削技術(shù)是將從空氣供給源來 的空氣經(jīng)過除濕器將水分除去后，送入空 氣冷卻器冷卻至零下，再經(jīng)絕熱管由風(fēng)嘴 將冷風(fēng)送至切削部位，同時向加工點噴少 量的無害植物油，

14、以防銹并且有一定潤滑 作用。在風(fēng)嘴的對面設(shè)有集塵裝置以收集 廢屑和風(fēng)塵，通過集塵器內(nèi)的過濾器將切 屑濾去。3風(fēng)冷卻切削技術(shù)4刀具技術(shù)干式加工對刀具材料要求很高，它要 求材料要具有很高的紅硬性和熱韌性，良 好的耐磨性、耐熱沖擊和抗粘結(jié)性。在對 刀具的幾何參數(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要滿足干 切削對斷屑和排屑的要求。5機(jī)床技術(shù)產(chǎn)生熱變形，因干式加工在切削區(qū)域會產(chǎn)生大量的切 削熱，不及時散熱，會使機(jī)床受熱不均而 此機(jī)床應(yīng)配置循環(huán)冷卻系 統(tǒng)。干切削時產(chǎn)生的切屑是干燥的，這樣可以盡可能的將干切削機(jī)床設(shè)計成立軸和 傾斜式床身。對于精密切削機(jī)床，可在機(jī) 床上裝上監(jiān)控系統(tǒng)。6水噴射加工技術(shù)水噴射（俗稱“水刀”）加工技術(shù)

15、是 利用超高壓水射流及混合于其中的磨料對 各種材料進(jìn)行切割、穿孔和表面去銹等加7減磨技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中，適當(dāng)?shù)氖褂脺p磨劑能 有效地減少摩擦，降低磨損，減少故障， 延長零件的壽命。除了使用減磨劑外，還 可以釆用將金屬抗磨劑加入到潤滑油的方 法來達(dá)到降耗的目的。8優(yōu)質(zhì)清潔表面技術(shù)對于一些耐磨性要求高的重要零件， 釆用離子束輔助鍍膜技術(shù)，可大幅度提高 航空航天軸承、精密儀器和刀具、模具的 壽命，以及采用新型節(jié)能表面涂裝技術(shù)一 自泳涂裝，它為水分散體系，完全不含 有機(jī)溶劑，無毒、無火災(zāi)危險，與傳統(tǒng)的 電泳涂裝工藝相比，節(jié)能、節(jié)材，涂膜均 勻，耐蝕性優(yōu)良，屬無污染清潔生產(chǎn)工藝綠色制造是一種綜合考慮環(huán)境影響

16、和資源 效率的先進(jìn)的現(xiàn)代制造模式，是實施制造業(yè)污 染源頭控制的關(guān)鍵途徑，是可持續(xù)發(fā)展理念在 制造業(yè)的體現(xiàn)，是制造業(yè)的發(fā)展趨勢，是現(xiàn)代 企業(yè)的必由之路?？傊G色設(shè)計與制造已成為世 界工業(yè)發(fā)展的潮流，它必將隨著人類 可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出和經(jīng)濟(jì)全球化 的趨勢，顯示出它的優(yōu)勢。因為追求 生存環(huán)境的質(zhì)量已是人類共同的價值 趨向，綠色設(shè)計與制造作為符合人類 這一價值趨向的新興學(xué)科前景廣闊，做好綠色設(shè)計與制造已成為當(dāng)務(wù)之急O(jiān)個可持續(xù)發(fā)展的社會。目前Z環(huán)境問題已由少數(shù)專家關(guān)心的技 術(shù)問題轉(zhuǎn)變?yōu)槿祟惞餐P(guān)注的經(jīng)濟(jì)社 會問題，當(dāng)今社會面臨的重大挑戰(zhàn)星如 何使經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)有機(jī)的結(jié)合起 來，從而能促進(jìn)建立一綠色設(shè)計與制造理念的提出，是人類在探索實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展途徑過程中的一個重要成果，提出了在實現(xiàn)保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源，實現(xiàn)人與自然和諧相處的歷史進(jìn)程中，設(shè)計者和制造者應(yīng)該口覺承擔(dān)的社會責(zé)任。制造業(yè)是制造人類財富的支柱產(chǎn) 業(yè) 同時又是環(huán)