綠色制造環(huán)境下的機械制造工藝研究

孫鳳

摘要：近年來，機械制造行業(yè)在為人類帶來便利的同時，同樣對生存環(huán)境產(chǎn)生了嚴重的污染。為了避免并消除制造行業(yè)經(jīng)濟惡性發(fā)展后果，綠色制造行業(yè)應(yīng)運而生。文章對綠色制造的含義與主要內(nèi)容進行了分析，闡述了綠色制造環(huán)境下機械制造工藝的類型，最終提出了推廣綠色制造工藝的重要途徑。

關(guān)鍵詞：綠色制造環(huán)境；機械制造工藝；清潔制造；環(huán)境意識制造；無浪費制造 文獻標識碼：A

中圖分類號：TH16 文章編號：1009-2374（2016）20-0090-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.20.044

1 綠色制造內(nèi)涵與主要內(nèi)容

1.1 綠色制造內(nèi)涵

所謂的綠色制造，也被稱作清潔制造、環(huán)境意識制造、無浪費制造。傳統(tǒng)的制造業(yè)主要是把可用的資源在實際的制造過程有效地轉(zhuǎn)化成為人們使用與利用的工業(yè)產(chǎn)品或者是生活消費品產(chǎn)業(yè)。綠色制造是產(chǎn)品在原料冶煉、毛坯制造、選擇材料或者是設(shè)計、生產(chǎn)以及包裝和使用、維修直至報廢回收這一完整生命周期階段，需要對環(huán)境與資源等多種因素進行全面考慮，并保證資源消耗量最低，保證不會對環(huán)境造成嚴重的污染，保證企業(yè)的經(jīng)濟與社會效益的協(xié)調(diào)優(yōu)化，形成一種現(xiàn)代制造模式。

1.2 綠色制造理念內(nèi)容

綠色制造對產(chǎn)品的開發(fā)、制造與活動對于環(huán)境產(chǎn)生的影響進行充分地考慮，進而在生命周期當中合理地減少產(chǎn)品對于環(huán)境所產(chǎn)生的不利影響，有效地提升資源的利用效率。其中，綠色制造主要的內(nèi)容有七部分：機械綠色設(shè)計模型建立、選擇機械材料、機械產(chǎn)品可拆卸性能的設(shè)計、機械產(chǎn)品可回收性能的設(shè)計、成本設(shè)計、數(shù)據(jù)庫與知識庫的設(shè)計、使用安全保護設(shè)計。以上是對綠色制造理念內(nèi)容的簡單概括，是重要的基礎(chǔ)，同時也是將綠色制造作為根本原則，并且對機械產(chǎn)品整個生命周期中技術(shù)、經(jīng)濟性能以及環(huán)境等多種因素的綜合性考慮，進而使得機械產(chǎn)品對于企業(yè)、用戶與社會的功用得到提升，降低產(chǎn)品對于環(huán)境的不利影響，承擔(dān)其企業(yè)的重要責(zé)任，更好地實現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 綠色制造環(huán)境下的機械制造工藝類型

基于傳統(tǒng)機械制造工藝技術(shù)，逐漸發(fā)展并產(chǎn)生了綠色制造工藝技術(shù)，與此同時，和材料科學(xué)以及控制技術(shù)、表面技術(shù)等多種先進技術(shù)予以結(jié)合，并形成制造工藝技術(shù)，其先進性特點十分突出。而在綠色制造工藝技術(shù)中，包括以下三種工藝類型：

2.1 資源節(jié)約型

這種工藝技術(shù)就是在實際的生產(chǎn)過程中，對工藝流程予以簡化，有效地節(jié)省原材料的消耗量。這樣一來，就可以在設(shè)計與工藝兩個方面節(jié)省資源。其中，在設(shè)計的過程中，可以適當?shù)販p少零件的數(shù)量或者是減輕其自重，對產(chǎn)品設(shè)計的合理優(yōu)化能夠有效地提升原材料的利用效率。而在工藝角度，可以對毛坯制造技術(shù)予以優(yōu)化，另外，還有新型特種加工技術(shù)與干式加工技術(shù)等應(yīng)該進行改進，進而有效地節(jié)省材料的消耗。

2.2 能源節(jié)約型

在實際加工的過程中，必然要消耗一定能量，而其中的一部分能夠轉(zhuǎn)化成有用功，有大部分的能量會轉(zhuǎn)化成其他的能量形式，最終消耗掉，但是所消耗的能量同樣會存在不同的有害損失。那么怎樣才能夠合理地降低消耗能量所造成的有害損失，已經(jīng)成為當前加工中需要及時解決的問題，其中選擇使用低能耗的工藝或者是降耗等多種方法都是當前比較常見的方法。

2.3 環(huán)保型

從本質(zhì)上來講，生產(chǎn)過程同樣是輸入和輸出系統(tǒng)，在向系統(tǒng)輸入加工過程中所需的要素時，系統(tǒng)不僅會輸入最終的目標產(chǎn)品，同時，也會輸出危害環(huán)境或者是操作人員的物質(zhì)，像噪聲或者是廢氣等。而這里提到的環(huán)保型工藝技術(shù)，則是在工藝設(shè)計過程中進行綜合性地考慮，并且防止污染產(chǎn)生，與此同時，還增加了末端的治理技術(shù)。

3 基于綠色制造理念的機械制造工藝

3.1 原材料的選用原理

在機械制造過程中，原材料的選擇是較為重要的，不僅要重視原材料的質(zhì)量，還要注重原材料的綠色理念，原材料與環(huán)境是都能夠具有更好的協(xié)調(diào)性，能否滿足相應(yīng)綠色制造需求，在原材料的選擇工作中，相關(guān)采購人員應(yīng)該注意如下三點：首先，在選擇原材料的時候，要對其進行仔細的觀察與研究，查看是否與環(huán)境兼容，保證原材料中沒有毒害物質(zhì)，不會對人們造成輻射傷害，同時還要注意原材料能否對環(huán)境產(chǎn)生良好的保護作用，盡量將產(chǎn)品的廢棄成分降至最低，最大程度節(jié)約相關(guān)資源，重視產(chǎn)品回收效率，為資源可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)；其次，原材料的污染性要小，在提升原材料綠色制造效率的基礎(chǔ)上，降低材料成本，提升經(jīng)濟效益；最后，原材料可以選擇回收的材料，最好應(yīng)用可再生的資源，提升資源的利用率，使國家得到長遠發(fā)展。

3.2 選取先進技術(shù)

3.2.1 快速制造技術(shù)。快速制造技術(shù)是利用三維數(shù)據(jù)將原材料塑造成實際形狀，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，快速制造技術(shù)可以減少較多的制造程序，不需要各種道具等制造工具的輔助，這就使得在制造過程中，省去很多環(huán)節(jié)，不僅節(jié)約制造時間，而且減少各種零件的應(yīng)用，降低了制造支出和制造難度，對機械制造行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生較為有利的影響，同時還可以在一定程度上減少對環(huán)境的污染，符合綠色制造的相關(guān)要求。

3.2.2 自由成型技術(shù)。近年來，我國工藝技術(shù)發(fā)展速度較快，新興成分較多。傳統(tǒng)的切削工藝技術(shù)是對原材料進行各種加工，在切削過程中會出現(xiàn)較多的廢棄物，對綠色制造的發(fā)展造成較為不利的影響。然而，自由成型技術(shù)的應(yīng)用可以使零件加工廢棄物減少，生產(chǎn)出來的零件可以在實際生活中直接應(yīng)用，在一定程度上降低了成本支出。

3.3 綠色切削技術(shù)

目前，雖然已經(jīng)將自由成型技術(shù)應(yīng)用在加工過程中，但是還會出現(xiàn)較多不足之處，難以滿足加工需求，這就需要切削技術(shù)的輔助才能更好地完成加工項目，傳統(tǒng)的切削技術(shù)材料浪費較多，不符合綠色制造理念的要求，所以綠色切削加工技術(shù)就成為加工首選，無需使用成本較高的切削液，可以采用干、濕式切削技術(shù)，或是低溫切削技術(shù)，可以降低對環(huán)境的污染，減少資源的使用，使制造成本降至最低，為其發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。雖然綠色切削技術(shù)可利用性較強，但仍然需要對傳統(tǒng)切削技術(shù)中切削液的應(yīng)用進行研究，保證能夠在開發(fā)新興技術(shù)的基礎(chǔ)上，對傳統(tǒng)技術(shù)加以完善，使制造事業(yè)能夠得到更好的發(fā)展，傳統(tǒng)技術(shù)不會被遺棄。

4 全面推廣綠色制造工藝的具體途徑

在實際的機械制造過程當中，整個過程包括產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)維護等多個環(huán)節(jié)都會出現(xiàn)資源消耗，并且對環(huán)境造成嚴重污染。所以為了更好地實現(xiàn)綠色制造工藝，一定要站在多個角度，對機械制造過程中的綠色制造工藝予以完善，進而積極地貫徹落實機械制造中的綠色制造理念。

4.1 綠色設(shè)計思路的有效開發(fā)

綠色設(shè)計也同樣被認為是一種生態(tài)設(shè)計或者是環(huán)境設(shè)計，而且還有人將其稱為生命周期設(shè)計與環(huán)境意識設(shè)計等。其主要注重的是產(chǎn)品壽命、質(zhì)量、環(huán)境以及功能等多方面的初期設(shè)計工作。其中，需要對環(huán)保問題予以綜合性考慮，并且將環(huán)境保護當作基本原則，進而對綠色設(shè)計思路進行深入開發(fā)。而綠色設(shè)計的系統(tǒng)性特征十分明顯，而且其中所涉及到的范圍也十分廣泛，有工藝設(shè)計、使用維護設(shè)計、材料的選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計等多種設(shè)計內(nèi)容。所以一定要采取系統(tǒng)設(shè)計才能夠保證生產(chǎn)商在實際生產(chǎn)之前，對產(chǎn)品的設(shè)計及生產(chǎn)、甚至是使用、維護和回收等多個環(huán)節(jié)更加了解與熟悉，保證在實際生產(chǎn)的過程中能夠?qū)ιa(chǎn)細節(jié)予以重視和關(guān)注。同時在各環(huán)節(jié)設(shè)計有效配合的同時，還能夠保證生產(chǎn)商對問題予以及時發(fā)現(xiàn)，進而將潛在的危險提前排除，針對不足的地方予以及時地完善和改進，有效地實現(xiàn)資源的節(jié)約和能耗的減少，達到保護環(huán)境的最終目的。

4.2 選擇使用綠色原料

在機械制造的過程中，實際選擇使用的原材料對于綠色生產(chǎn)目標的實現(xiàn)具有決定性的作用。其中綠色制造應(yīng)該保證材料選擇的綠色化，不僅需要具備一定的適用性，同時也應(yīng)該保證與制造工藝的特性相吻合，同環(huán)境之間形成一種協(xié)調(diào)關(guān)系。這樣，在能夠保證綠色材料標準的情況下，可再生材料與回收材料是最佳選擇。另外，需要選擇使用低成本與低污染的材料，保證能夠同環(huán)境實現(xiàn)兼容，進而更好地開展綠色生產(chǎn)的基礎(chǔ)性工作。

4.3 積極引進綠色的工藝技術(shù)

在實際生產(chǎn)產(chǎn)品的時候，需要以技術(shù)為出發(fā)點，進而有效地降低生產(chǎn)過程當中能源的消耗，并緩解環(huán)境污染的情況，所以一定要選擇使用耗能不高且耗材較少的加工工藝技術(shù)，這樣就能夠減少環(huán)境污染，并且廢氣量不大，最終確保綠色生產(chǎn)的開展?，F(xiàn)階段，在我國機械制造行業(yè)的生產(chǎn)過程中，比較常用的綠色工藝包括干式切削、快速原型制造以及生產(chǎn)廢物再利用等。

4.4 產(chǎn)品的綠色處理

所謂的綠色處理，具體指的就是產(chǎn)品在實際使用并報廢以后，需要利用回收再生產(chǎn)的這種形式來制造新的產(chǎn)品，是一種全新的處理方法。而且綠色處理比較注重經(jīng)過處理以后的產(chǎn)品質(zhì)量，所以在設(shè)計初期，生產(chǎn)商就應(yīng)該對產(chǎn)品回收利用和再生產(chǎn)的問題予以全面考慮，并且在實際設(shè)計的過程當中添加方便回收并且再生產(chǎn)的一種結(jié)構(gòu)設(shè)計，不斷增加技術(shù)的投入力度，深入研究再生產(chǎn)技術(shù)，保證產(chǎn)品實現(xiàn)綠色處理。

5 結(jié)語

綜上所述，在生態(tài)工業(yè)發(fā)展的過程中，綠色工藝的作用十分重要，能夠為社會的可持續(xù)發(fā)展提供有力的保障，所以很多生產(chǎn)制造的管理層對其予以了一定的重視。而綠色工藝是新興的概念，其中也存在諸多不足之處，需要進行改善和調(diào)整。所以，政府與企業(yè)以及科研院校等需要實現(xiàn)合作與配合，對綠色制造的跨學(xué)科性以及多目標性予以全面、深入的研究，保證其在理論與技術(shù)方面得到長足的發(fā)展。文章對機械制造過程中的綠色制造工藝進行了闡述與分析，希望能夠為機械制造行業(yè)的綠色發(fā)展提供有價值的理論依據(jù)。

參考文獻

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