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基于綠色理念的機械制造技術

 隨著我國科學技術、工業水平的不斷發展,機械制造業已成為國民經濟發展中的重要一部分。但是在機械制造過程中,產生大量的資源消耗與環境污染,顯然不符合當前低碳經濟發展需要。因此,在機械制造中應用綠色理念和綠色技術,對實現可持續發展具有重要戰略意義。

  一、綠色理念下的機械制造技術類型

  基于綠色理念的機械制造技術,奠定在傳統機械制造基礎上,與當前較為先進的材料科學、控制技術、表面技術等相結合,是較為先進的工藝技術,可主要分為以下三種類型:

  1.資源節約型

  資源節約型機械制造技術,主要指在生產制造過程中,盡量簡化工藝流程,降低原材料的消耗,優化工藝技術??煞謩e從設計與工藝兩方面為出發點,實 現節約資源的目標。一方面,在設計中減少零件的數量、降低零件的重量,以優化設計來實現原材料利用效率的提高;另一方面,優化制造工藝,包括采取無切屑加 工技術;毛坯制造技術;新型特種加工技術等。

  2.能源節約型

  在機械制造過程中,往往涉及到大量能量的消耗,但是這些能量僅有一部分順利轉化為有用功,更多的被其他形式消耗。消耗的能量,必然帶來各種有害 損失。因此,如何在機械制造過程中降低有害損失,已成為當前機械加工過程中需思考的問題。降耗、減摩、低能耗等手段,是當前采用的主要辦法。

  3.環保型

  機械制造的生產過程是一個不斷輸入與輸出的過程。向系統中輸入各種要素時,除了系統輸出產品,還可能帶來如廢渣、廢氣、廢液、噪音等有影響或者 有害物質。通過采取環保型技術,在設計過程中就考慮到這一問題,有效避免環境污染,同時采取末端處理技術,真正實現可持續發展。

  二、實行綠色機械制造的具體途徑

  1.綠色設計

  綠色設計,融合了機械產品的環境、質量、功能、壽命等于一體。在正式設計機械產品之前,應綜合考慮機械產品的生命周期以及不同環節的環境條件 等,包括可拆卸性、可維護性、可操作性、可回收性等,并以此作為核心指導原則。設計的最終目標是實現機械產品的應用便捷性、可配性、可循環性,等等;確保 產品質量,提升服務水平、降低制造成本,同時為環境保護貢獻力量。

  2.綠色材料

  對于機械制造來說,綠色材料的選擇既要保證其運行性能,也要符合制造工藝,同時與環境實現和諧發展。因此,綠色材料的選擇是支持綠色制造技術的 前提,應主要遵循以下幾方面原則:①盡量選擇可再生材料,提高材料的應用效率,并做到可回收,促進可持續應用與發展;②盡量選擇價格低、原料豐富、污染少 的材料,取代污染大、成本高的材料;③盡量確保所選擇材料的環境兼容性,嚴禁使用具有高輻射、有害、有毒的材料。只有這樣,才能提高機械產品的回收率,減 少產品遺棄,節約能源與資源,促進生態環境建設。

  3.綠色技術

  在機械制造過程中,切削液是最主要的污染來源,同時切削液的成本非常高,約占機械制造總成本的15%。通過采取綠色加工技術,可在一定程度上優 化切削液產生的高污染、高成本問題。綠色切削技術的實施,充分考慮了環境問題、資源問題、成本問題。也就是說,在整個機械零件加工過程中,嚴格遵循“綠 色”原則,將環境污染降到最低,保證資源利用率。當前,我國機械制造中較為常見的綠色切削技術主要為低溫切削、干式切削、綠色濕式切削三種方式,其中綠色 濕式切削應用最多。今后有關綠色加工技術的研究,應主要集中在新型環保切削液的研發、科學應用切削液的方法以及廢液處理技術。

  4.綠色包裝

  機械制造的綠色包裝,主要指在整個制造產品的生命周期中,不對環境造成污染,并可以回收利用、再生利用等,在大自然中實現自行降解的一種包裝形 式。因此,對于產品的綠色包裝,除了考慮外觀、質量以外,還應充分考慮包裝的材料、成本以及重復利用等因素,確保包裝材料可回收、易分解,不會給環境帶來 壓力。

  我國采用較多的包裝材料主要為塑料、木板、瓦楞紙板等。塑料產品廢棄之后不能降解,對環境的污染程度較高;木板的強度較大,因此在大型機械制造 產品中應用較多,但是由于木材屬于不可再生材料,如果過多使用,將對森林資源造成嚴重破壞,引發生態失衡問題;紙板可回收、可降解,使用過程中的污染較 小,但是制作紙板的前期卻對環境產生較大影響,再加上紙板的強度較低,難以保護包裝產品。當前,一種全新的綠色包裝材料――蜂窩紙板已成為我國推廣使用的 理想包裝材料,通過應用蜂窩紙板,可減少制造產品的破損率,提高產品包裝質量,具有較強的應用價值。

  5.綠色回收

  在綠色理念下,機械產品的設計與制造過程,應充分考慮產品報廢之后的回收再利用問題。通過實行回收循環利用,將傳統機械制造的開放生產模式轉變 為封閉生產模式,更利于企業改進并完善綠色制造過程。有關機械制造產品的回收利用,應遵循以下原則:①對于仍然具備使用價值的產品,采取綠色回收方式,通 過維修或者更換零件之后,可作為二手產品再銷售、再利用;②對于已經失去使用價值的產品,應進行拆卸或分解,將其中可以利用的零部件綠色回收;而不能使用 的零部件,按照材料分類的方式綠色回收,采用專門工藝處理其中的有害物質。

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