綠色制造及其關鍵技術

1、綠色制造及其關鍵技術當前，世界上掀起一股。綠色浪潮。，環(huán)境問題已經成為世界各國關注的熱 點，并列入世界議事日程，制造業(yè)將改變傳統(tǒng)制造模式，推行綠色制造技術，發(fā) 展相關的綠色材料、綠色能源和綠色設計數據庫、知識庫等基礎技術，生產出保 護環(huán)境、提高資源效率的綠色產品，如綠色汽車、綠色冰箱等，并用法律、法規(guī) 規(guī)范企業(yè)行為，隨著人們環(huán)保意識的增強，那些不推行綠色制造技術和不生產綠 色產品的企業(yè)，將會在市場競爭中被淘汰，使發(fā)展綠色制造技術勢在必行。一、何為綠色制造綠色制造，又稱環(huán)境意識制造(Environmentally Conscious Manufacturing)、 面向環(huán)境的制造(Manufac

2、turing For Environment)等。它是一個綜合考慮環(huán)境影 響和資源效益的現代化制造模式，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(huán)境的負作用最小，資源利用率最高， 并使企業(yè)經濟效益和社會效益協(xié)調優(yōu)化。綠色制造這種現代化制造模式，是人類 可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在現代制造業(yè)中的體現。綠色制造模式是一個閉環(huán)系統(tǒng)，也是一種低熵的生產制造模式，即原料一工 業(yè)生產一產品使用一報廢一二次原料資源，從設計、制造、使用一直到產品報廢 回收整個壽命周期對環(huán)境影響最小，資源效率最高，也就是說要在產品整個生命 周期內，以系統(tǒng)集成的觀點考慮產品環(huán)境屬性，改變了原來末端處理

3、的環(huán)境保護 辦法，對環(huán)境保護從源頭抓起，并考慮產品的基本屬性，使產品在滿足環(huán)境目標 要求的同時，保證產品應有的基本性能、使用壽命、質量等。二、基本綠色制造技術從制造的概念來講,制造的全過程一般包括:產品設計、工藝規(guī)劃、材料選擇、 生產制造、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綠 色的因素，就會產生相應的綠色制造技術。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(huán)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 生命周期中不產生環(huán)境污染或環(huán)境污染最小化，符合環(huán)境保護要求，對生態(tài)環(huán)境 無害或危害極少，節(jié)約資源和能源，使資源利用率最高

4、，能源消耗最低。綠色設計綠色設計(Green Design)也稱生態(tài)設計(Ecological Design)，環(huán)境設計(Design for Environment)，環(huán)境意識設計(Environment Conscious Design)。在產品整個生 命周期內，著重考慮產品環(huán)境屬性(可拆卸性，可回收性、可維護性、可重復利 用性等)并將其作為設計目標，在滿足環(huán)境目標要求的同時，保證產品應有的功 能、使用壽命、質量等要求。綠色設計的原則被公認為。3R。的原則，即Reduce, Reuse, Recycle，減少環(huán)境污染、減小能源消耗，產品和零部件的回收再生循環(huán)或 者重新利用。綠色設計主要可以

5、通過生命周期設計、并行設計、模塊化設計等幾 種方法來實現。綠色材料選擇綠色材料特點是綠色制造中最基本的要求。綠色材料主要是指在綠色制造的 過程中，盡可能的選擇一些污染比較小或者無污染的材料進行使用，而且這些材 料應該要有回收利用的價值，這樣才能達到綠色制造的基本要求。所以，我國目 前的機械制造業(yè)主要的內容就是，應該對這種能夠多次使用或者回收使用的污染 小的材料進行合理的研發(fā)，使得這些材料能夠滿足我國制造業(yè)的需求。但是在另 一方面，要對綠色材料開發(fā)的成本進行控制，不能夠盲目的對綠色進行研發(fā)而忽 略了原始的成本，進一步實現產品效益的最大化和污染的最小化，這樣就能夠達 到綠色制造技術的核心要求。綠色

6、工藝綠色工藝是指在對產品生產的過程中，有效的減少環(huán)境污染和節(jié)約能源。對 綠色工藝的合理使用要對節(jié)能環(huán)保的技術方面進行考慮，進一步對怎么樣降低產 品的污染展開詳細的研究，還需要對怎么樣降低材料的使用、怎么樣減少廢棄材 料的產生、怎樣減少對環(huán)境的影響等等進行充分的考慮。不僅如此，還要對如何 使用綠色環(huán)保的材料，提升資源的使用效率進一步的分析討論。就目前而言，綠 色技術主要包含十式切割技術和廢物再次生產的技術。綠色處理方法綠色處理主要是指把一個在生產中廢棄的材料，通過合理有效的加工，讓其 能夠在下一個產品生產中進行合理有效的運用，這種技術和資源再次利用的形式 類似。所以在對產品進行設計的時候，就應該

7、對產品的原材料和產品使用的結構 進行合理的分析，對再次使用技術進行合理有效的使用，從而實現產品功能升級 的目標。三、機械制造中應用的綠色制造技術機械制造中的綠色加工技術包含以下若干方面:一是減少物料資源(如實體原 材料，輔助原材料)消耗的技術;二是如何使用清潔或可再生能源的技術;三是如何 降低能耗的技術;四是廢棄物的再生與利用技術;五是減少有害廢棄物和排放物的 技術。將上述綠色技術具體運用于零件制造工藝技術中,就形成零件的綠色加工 技術體系。少無切削工藝利用精密鑄造、冷擠壓、直接沉積等成型技術，從接近零件形狀向精密成形、 仿形發(fā)展，用自由成形制造代替切削加工，這樣節(jié)約了傳統(tǒng)毛坯制造時的能耗、

8、物耗.也節(jié)約了大量的原材料，同時也縮短了生產周期。十式切削工藝干式切削就是在加工過程中不使用冷卻潤滑油的加工方法。這樣可以消除加 工時切削液帶來的大量的污染問題，獲得潔凈無污染的切屑，節(jié)省了大量的切削 液，同時也省去了處理切削液造成污染的大量費用。先進的制造技術采用先進的現代制造技術，是實現綠色制造的有效途徑。如精益生產(LP)、 敏捷制造(AM)、虛擬制造(VM)和數字制造(DM)等。超精密加工技術近年來在傳統(tǒng)加工方法中金剛石刀具超精密切削、金剛石微粉砂輪超精密 磨削、精密高速切削、精密砂帶磨削等已占有重要地位在非傳統(tǒng)加工中出現了電 子束、離子束、激光束等高能加工、微波加工、超聲加工、蝕刻、

9、電火花和電化 學加工等多種方法特別是復合加工如磁性研磨、磁流體拋光、電解研磨、超聲珩 磨等在加工機理上均有所創(chuàng)新。超高速切削和超高速磨削技術模具型腔加工過去一直為電加工所壟斷，但其加工效率低。而超高速加工切 削力小，可淬硬HRC60的模具鋼，加工表面粗糙度值又很小，淺腔大曲率半徑 的模具完全可用高速銑削來代替電加工；對深腔小曲率的，可用高速銑削加工作 為粗加工和半精加工，電加工只作為精加工。這樣可使生產效率大大提高，周期 縮短。噪聲的消減和控制機械制造車間特別是鍛壓車間，生產過程中產生強烈的噪聲是環(huán)境污染的一 個大問題，因此必須對噪聲加以控制和消減。技術措施有：做好飛輪等剛轉體的 動平衡；在軸

10、承和軸承座之間加彈性襯套，采用熱模鍛壓力機，淘汰蒸汽錘鍛壓 力機；在壓力機產生噪聲的主要部位加蓋隔聲罩t采用具有油減震器的無沖擊模 架等等。四、展望及總結綠色制造是一種以減少資源消耗、降低環(huán)境影響為主要目標，具有顯著社會 效益和經濟效益的現代企業(yè)制造和可持續(xù)發(fā)展模式,其目標是使產品從構思、概 念設計、材料選擇、制造加工、裝配、包裝、運輸、銷售、使用、售后服務及全 產品生命終期管理、回收、拆卸、再制造等的整個過程中對環(huán)境的響最小，資源 效率最高，經濟效益和社會效益協(xié)調優(yōu)化。面向機械加工工藝規(guī)劃的綠色制造系統(tǒng)的建立和有效實施取決于制定合理 的資源、環(huán)境績效目標以及科學的評估或評價。然而，這一目標體系的建立是一 項非常復雜的工作。在國內外,對資源、環(huán)境績效目標的研究，無論是內容還是評 價方法，無論是理論還是實踐,仍然還處于初級階段。這項工作是推行綠色制造的 基礎,還有待于不斷地、深入地、系統(tǒng)地研究?？偠灾?，在機械制造的行業(yè)中，使用綠色制造技術是非常必要的，綠色資 源主要就是把制造中對資源的使用、能源的消耗、環(huán)境消耗以及制造企業(yè)的經濟 效益進行綜合性的考慮，然后對一些不好的制造技術去除，選擇比較好的方法進 行合理的制造，這也是我國實現可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略一定要