基于綠色制造的新型機(jī)械制造工藝及裝備技術(shù)研究

高英杰

（晉中學(xué)院機(jī)械學(xué)院，山西晉中030619）

基于綠色制造的新型機(jī)械制造工藝及裝備技術(shù)研究

高英杰

（晉中學(xué)院機(jī)械學(xué)院，山西晉中030619）

隨著國(guó)家工業(yè)進(jìn)程的加快，機(jī)械制造業(yè)已經(jīng)成為了促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)，在可持續(xù)發(fā)展的背景之下，機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展整體趨勢(shì)應(yīng)當(dāng)有所改變，尤其是近年來(lái)生態(tài)環(huán)境惡化日益加劇，為了優(yōu)化人類(lèi)的生存環(huán)境，機(jī)械制造業(yè)應(yīng)當(dāng)積極轉(zhuǎn)型，以綠色制造為主要的發(fā)展方向，本文從節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境以及降低能源消耗方面積極推進(jìn)新型機(jī)械制造，為新型機(jī)械制造工藝以及裝備技術(shù)優(yōu)化和長(zhǎng)久發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

新型機(jī)械制造業(yè)；綠色制造；可持續(xù)發(fā)展

1 綠色制造技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)的區(qū)別

1.1 綠色制造技術(shù)的含義

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，社會(huì)人口爆發(fā)式的增長(zhǎng)，人口密度大大的增加，社會(huì)的發(fā)展面臨著嚴(yán)重的資源枯竭問(wèn)題以及環(huán)境惡劣的問(wèn)題，且人口生存以及經(jīng)濟(jì)法發(fā)展需要的資源量大大的增加，傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)在以往的發(fā)展模式之中推動(dòng)了社會(huì)結(jié)構(gòu)的完善和進(jìn)步，但是在新時(shí)代背景之下，傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)產(chǎn)生的資源消耗量過(guò)大，管理模式過(guò)于的粗放，甚至形成了“先破壞后治理”的惡性循環(huán)，對(duì)于人類(lèi)的長(zhǎng)久發(fā)展十分的不利。

在20世紀(jì)80年代第一次提出了綠色制造的概念，綠色制造技術(shù)致力于傳遞綠色發(fā)展的理念，融合綠色設(shè)計(jì)、綠色工藝、綠色包裝以及綠色處理等綜合性的綠色生產(chǎn)技術(shù)。在發(fā)展推進(jìn)綠色制造技術(shù)的時(shí)候，對(duì)環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)以及能源科學(xué)進(jìn)行了深入的研究，目的在于從開(kāi)始的設(shè)計(jì)階段就降低不必要的資源消耗，從當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境實(shí)際狀況出發(fā)降低資源消耗的負(fù)面影響，提高資源的利用效率，使得工業(yè)制造的效益與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的社會(huì)效益都得到大大的提高。

發(fā)展綠色制造技術(shù)能夠保障機(jī)械制造產(chǎn)品的功能、質(zhì)量以及生產(chǎn)成本，綜合考慮環(huán)境的影響和資源的消耗，讓有限的資源得到更好地利用，人類(lèi)賴(lài)以生存的環(huán)境得到更好的保護(hù)和發(fā)展，使得我國(guó)盡快建成生態(tài)文明的社會(huì)生存環(huán)境，未來(lái)實(shí)現(xiàn)建成制造業(yè)強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)。

1.2 綠色制造技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)之間的區(qū)別

建國(guó)之后，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)百?gòu)U待興，機(jī)械制造行業(yè)扛起了國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的責(zé)任，大力生產(chǎn)提高產(chǎn)值。但是隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型優(yōu)化，過(guò)往的機(jī)械制造業(yè)已經(jīng)成為了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，技術(shù)應(yīng)用水平以及生產(chǎn)應(yīng)用質(zhì)量大大的降低，同時(shí)還消耗了大量的自然資源。

傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)雖然能夠完成機(jī)械制造的目標(biāo)，但是在生產(chǎn)制造的過(guò)程中產(chǎn)生了大量危害人類(lèi)身體健康以及生存環(huán)境的廢氣、廢水以及廢渣等等污染物，以往的生產(chǎn)制造缺少環(huán)境治理意識(shí)，將生產(chǎn)產(chǎn)生的污染物肆意排放，嚴(yán)重影響了人類(lèi)的正常生活，同時(shí)技術(shù)制造水平的低下無(wú)法高效率地利用自然資源，造成了大量自然資源的流失以及浪費(fèi)，其中多數(shù)都是石油、煤炭、貴金屬等不可再生的資源，在很大程度上造成了人類(lèi)健康與自然環(huán)境壓力的增大。

而綠色制造技術(shù)的研究致力于在整個(gè)產(chǎn)品生命周期解決傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的資源問(wèn)題以及環(huán)境問(wèn)題，綠色制造技術(shù)將整個(gè)制造過(guò)程當(dāng)做一個(gè)閉環(huán)的生產(chǎn)系統(tǒng)，即便產(chǎn)生了危害生態(tài)環(huán)境的污染物也會(huì)在閉合的生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)處理解決。綠色制造技術(shù)在在全過(guò)程應(yīng)用清潔生產(chǎn)等技術(shù)，并優(yōu)化生產(chǎn)制造產(chǎn)生的廢棄物，使其能夠循環(huán)利用或者最大程度地降解，優(yōu)化自然資源的使用效率，同時(shí)也降低了自然資源的浪費(fèi)現(xiàn)象，有效地保護(hù)人類(lèi)的生存環(huán)境，提高機(jī)械制造的生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)質(zhì)量。

由上可以看出，傳統(tǒng)制造技術(shù)與綠色制造技術(shù)最大的差異在于資源的利用效率和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，相比較而言，綠色制造技術(shù)從機(jī)械制造產(chǎn)品的全生產(chǎn)周期出發(fā)，考慮最優(yōu)的生產(chǎn)方式，在不影響機(jī)械制造質(zhì)量與效率的前提下節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境和降低能源消耗，促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

2 綠色制造的新型工藝技術(shù)的應(yīng)用

2.1 低能耗的綠色制造工藝技術(shù)

綠色制造工藝技術(shù)有很多種，其中最普遍應(yīng)用的便是低能耗綠色制造技術(shù)，低能耗技術(shù)從幾個(gè)方面著手：資源節(jié)能、管理節(jié)能以及發(fā)展和利用新能源。其中資源節(jié)能主要是從技術(shù)角度進(jìn)行革新和改造，從資源的角度應(yīng)用最新科學(xué)成果對(duì)節(jié)能技術(shù)進(jìn)行研究，多研究節(jié)能型的設(shè)備，換下老舊設(shè)備從而提高資源利用效率。管理節(jié)能即是在設(shè)計(jì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的時(shí)候強(qiáng)化管理，對(duì)科學(xué)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，結(jié)合實(shí)際情況對(duì)機(jī)械制造的能源使用進(jìn)行管理。最后，新能源是未來(lái)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的希望，尤其是在當(dāng)前及今后資源枯竭現(xiàn)象嚴(yán)重，不可再生資源存量大大減少的情況下，研究新能源使之能夠替代傳統(tǒng)不可再生資源且優(yōu)化人類(lèi)的生存環(huán)境，強(qiáng)化對(duì)于風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮艿鹊瓤稍偕茉吹难芯亢屠?，將保障機(jī)械制造業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展。

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展可持續(xù)的階段，綠色制造技術(shù)對(duì)社會(huì)資源進(jìn)行全方位的設(shè)計(jì)和利用，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的階段進(jìn)行優(yōu)化，全面且綜合的考量機(jī)械制造產(chǎn)品的運(yùn)輸、產(chǎn)品使用和后續(xù)的產(chǎn)品報(bào)廢處理，降低能源的消耗和不合理利用，盡可能地減少采用切削液的減材加工技術(shù)，更多應(yīng)用干式切削加工技術(shù)，提升機(jī)械制造的廢棄物循環(huán)處理和使用。

2.2 節(jié)約型的綠色制造工藝技術(shù)

綠色制造技術(shù)的核心技術(shù)就是綠色工藝制造技術(shù)，節(jié)約型綠色制造技術(shù)旨在簡(jiǎn)化生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工藝材料的節(jié)約以及自然資源的高效率利用。在機(jī)械制造的過(guò)程中不可避免的會(huì)消耗大量的原材料，且產(chǎn)生大量的生產(chǎn)廢物，綠色制造工藝技術(shù)不僅能夠減少?gòu)U棄物的產(chǎn)生，還能夠降低廢棄物的危害，綠色制造工藝技術(shù)能夠?qū)⒁恍U棄物帶入生產(chǎn)循環(huán)系統(tǒng)，在閉合的生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)降解廢棄物，盡可能地減少?gòu)U棄物流失到外部環(huán)境之中影響生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性。

在機(jī)械制造的過(guò)程中需要大量的使用鋼鐵、有色金屬、煤炭等資源，這些資源都是地球上稀缺的不可再生資源，實(shí)施節(jié)能減排方案對(duì)生產(chǎn)資源進(jìn)行循環(huán)使用，提高資源的使用效率，應(yīng)用節(jié)能設(shè)備促進(jìn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的順利遞進(jìn)，既節(jié)約了機(jī)械制造的生產(chǎn)效率，也大大的緩解了機(jī)械制造的壓力。

2.3 環(huán)保型的綠色制造工藝技術(shù)

傳統(tǒng)的機(jī)械制造工藝較少考慮對(duì)于當(dāng)?shù)丨h(huán)境和人類(lèi)身體健康的影響，引發(fā)了嚴(yán)重的大氣污染、水污染以及土地污染等環(huán)境問(wèn)題，其中工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的含氮化合物對(duì)于人類(lèi)的身體健康造成了巨大的危害，環(huán)保型綠色制造工藝技術(shù)采用了不同的能源燃燒方式以及集中供給的科學(xué)方法，使得煤炭等供熱資源在機(jī)械制造過(guò)程中盡可能地減少使用。為了保護(hù)土地資源，工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的固體廢棄物不能擅自排入其中，為應(yīng)當(dāng)在機(jī)械制造產(chǎn)生固體廢棄物的環(huán)節(jié)進(jìn)行污染治理，特別是源頭處理，綠色制造技術(shù)的目標(biāo)就是在生產(chǎn)環(huán)節(jié)減少固體廢棄物的產(chǎn)生和不良影響，優(yōu)化工業(yè)固體廢棄物的處理環(huán)節(jié)，使得工業(yè)固體廢棄物得到專(zhuān)業(yè)人員的重視以及積極治理。

在機(jī)械制造加熱環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的工藝消耗了大量的不可再生能源，也產(chǎn)生了很多空氣污染，對(duì)當(dāng)?shù)氐拇髿馍鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。為了優(yōu)化機(jī)械加工中的加熱環(huán)節(jié)，改變節(jié)能結(jié)構(gòu)和燃燒方式，積極使用新能源作為燃料，使用集中加熱方式的供給機(jī)械加工，從而緩解大氣污染的危害。治理水資源污染的時(shí)候，機(jī)械制造過(guò)程要嚴(yán)格地設(shè)置污水排放制度并對(duì)其生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行全面的監(jiān)督和管理，一旦發(fā)現(xiàn)違規(guī)廢水處理，究其責(zé)任，及時(shí)解決廢水問(wèn)題，確保工業(yè)制造過(guò)程中廢水問(wèn)題能夠妥善的解決，從源頭上治理水資源污染問(wèn)題。

3 綠色制造技術(shù)中新型工藝系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 綠色制造技術(shù)中新型機(jī)械設(shè)備的切削液系統(tǒng)

切削液系統(tǒng)主要針對(duì)機(jī)械加工設(shè)備的過(guò)程進(jìn)行冷卻及潤(rùn)滑，是機(jī)械制造加工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。綠色的切削液系統(tǒng)能夠提高能源的利用效率，利用科學(xué)的配比原則確定切削液的用量，使得機(jī)械工件的冷卻、潤(rùn)滑以及防銹效果得到極大改善，精準(zhǔn)的材料用量杜絕了浪費(fèi)的現(xiàn)象。

3.2 綠色制造技術(shù)中新型機(jī)械設(shè)備的機(jī)床和刀具系統(tǒng)

機(jī)械生產(chǎn)制造離不開(kāi)機(jī)床設(shè)備，在綠色生產(chǎn)制造原則指導(dǎo)下研究新型的機(jī)床設(shè)備以及刀具系統(tǒng)，結(jié)合先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)改善傳統(tǒng)的機(jī)床設(shè)備，使之朝著安全、環(huán)保以及節(jié)能的方向轉(zhuǎn)變，采用綠色制造技術(shù)的新型機(jī)床設(shè)備擁有高速干切削的功能，并使用MQL技術(shù)對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)進(jìn)行功能完善和改造，大大的緩解了機(jī)床生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)境污染，也降低了切削液的使用，利用綠色環(huán)保的機(jī)床設(shè)備制造全新的機(jī)械裝備，使得機(jī)械制造的刀具系統(tǒng)在運(yùn)行的時(shí)候更加高效率，有效地降低了機(jī)械制造過(guò)程中刀具的磨損，從根本上規(guī)避了不可再生資源的使用和浪費(fèi)，同時(shí)還能夠降低機(jī)械設(shè)備制造中刀具的生產(chǎn)升本，促進(jìn)刀具的循環(huán)和再利用，最大限度地提升不可再生資源的利用率。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的加快，人們不僅追求高質(zhì)量的生活水平，還要求生態(tài)環(huán)境的健康以及自然資源的可持續(xù)利用，尤其是當(dāng)今的生態(tài)環(huán)境污染、自然資源匱乏的問(wèn)題已經(jīng)威脅到了人類(lèi)的可持續(xù)發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)造成的社會(huì)環(huán)境問(wèn)題頗為嚴(yán)重，為了促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的革新改造，將綠色制造技術(shù)以及新型的機(jī)械設(shè)備引入到生產(chǎn)制造之中，能夠有效地整合自然資源、實(shí)現(xiàn)自然資源利用效率的最大化，為工業(yè)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提高以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化奠定良好的基礎(chǔ)，有助于維持社會(huì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，保護(hù)人類(lèi)生活的環(huán)境，建成資源節(jié)約型社會(huì)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

[1]趙宏平.基于綠色制造的新型機(jī)械制造工藝[J].現(xiàn)代制造，2011（12）：118-119.

[2]阿布別克·烏拉孜.展望綠色制造工藝在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用[J].新疆有色金屬，2011，34（z2）：131-132.

[3]劉旭.論綠色制造與新型機(jī)械制造工藝[J].才智，2011（12）：58.

[4]王成亭.對(duì)綠色化機(jī)械制造工藝的研究[J].大觀周刊，2013（1）：59-59.

[5]王健.綠色機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展問(wèn)題探討[J].科技致富向?qū)В?012（17）：353-353.

[6]袁俊瑞.機(jī)械制造企業(yè)綠色化發(fā)展趨勢(shì)[C]//中國(guó)科協(xié)年會(huì).2013.

Research on New Manufacturing Technology and Equipment Technology Based on Green Manufacturing

GAO Ying-jie
（School of Mechanical Engineering，Jinzhong University，Jinzhong Shanxi 030619，China）

With the development of national industry to speed up the process，mechanicalmanufacturing industry has become the important pillar industry to promote the development of national economic construction，under the background of sustainable development，the development trend of mechanical manufacturing industry as a whole should be changed，especially in recent years，the ecological environment deterioration is increasing，in order to optimize the living environment of human and machine manufacturing industry we should actively transition to green manufacturing as themain direction of development，this article from the conservation of resources，protect the environment and reduce the energy consumption and actively promote the new machinerymanufacturing，lay a good foundation for the new machinerymanufacturing technology and equipment technology optimization and longterm development.

new machinerymanufacturing industry；greenmanufacturing；sustainable development

TD406

A

1672-545X（2017）04-0251-03

2017-01-15

山西省高等學(xué)?？萍紕?chuàng)新項(xiàng)目（2014148）

高英杰（1966－），男，山西晉中人，研究生，講師，主要研究方向?yàn)橄冗M(jìn)制造技術(shù)、綠色制造技術(shù)。