机械制造中绿色制造技术的探索

【摘要】绿色制造是一种将环境影响与资源效益综合考虑在内的现代化制造模式，也是机械制造业今后乃至未来发展的必然趋势。本文在阐述绿色制造含义的基础上，对绿色制造工艺技术的基本类型进行了分析，最后就绿色制造理念下的机械制造工艺进行了探究。

【关键词】绿色制造;机械制造;工艺技术;绿色设计

中图分类号： TQ171.5 文献标识码： A

一. 绿色制造技术概述 制造业的发展在为人类创造了新的物质文明的同时，也带来了一系列问题，其中之一就是对资源的消耗和工业废弃物造成的污染，破坏了人类的生存环境、制约了经济的可持续发展。因此，绿色产品生产是制造业实施可持续发展战略的必然选择。绿色制造作为21世纪现代制造模式已成为工业化国家发展的必由之路，尤其对于人均自然资源较少、浪费严重的中国，具有更大的意义。 1.1 绿色制造的目的 绿色制造的基本思想就是综合考虑资源和环境的关系，从产品设计阶段就开始致力于防止污染，依靠先进的工艺、设备和严格的科学管理等手段，以有效的物流循环为核心，使废弃物最少，并尽可能使废弃物无害化，达到在产品的整个寿命周期内对环境的危害最小，资源利用率最高，从而实现人类生产的可持续发展。综合起来就是两个目的:资源综合利用和环境保护。 1.2 绿色制造的内容 使用绿色能源主要指无污染的自然能m，如风能、潮汐能、太阳能等；实现绿色生产包括绿色设计、绿色工艺、绿色设备、绿色包装、绿色标志等；制造绿色产品采用再生性好、易于回收或处理的绿色材料，制造能持续利用的产品。 1.3 实现绿色制造的途径 法律途径加强立法，强化宜传和教育.提高全社会的环保意识和观念；管理途径从产品的设计、生产和使用等方面加强环保管理；技术途径不断吸取机械、电子、信息、材料、能源等各领域的最新技术成果，从产品的设计、生产的规划、包装和营销等方面优化资源利用，防止环境污染。

二..绿色制造工艺技术的基本类型

2.1降低能耗型工艺技术

降低能耗型工艺技术是指一项在生产过程中能够降低能量损耗的工艺技术。目前，主要通过减磨、降耗或采用低能耗工艺等方法来降低能量损耗。众所周知，在机械制造过程中要消耗大量的能量，这些能量有一部分会转化成有用，另一部分在直接转化成能量的形式后会被消耗掉，而所消耗的这些能量总是伴随着一定的有害损失。如摩擦损失掉的能量会因磨损而影响加工精度；损失掉的能量还会引起振动和噪声，破坏工艺系统的安全性和可靠性，污染周围环境，甚至威胁到操作者的生命安全。

2.2节约资源型工艺技术

节约资源型工艺技术是指一项在生产过程中能够简化生产工艺系统组成要素，节约原材料消耗的工艺技术。节约资源型工艺技术可从设计和工艺两方面加以实现，在设计上，可通过优化设计技术、降低零件重量、减少零件数量等途径提高原材料的利用率。在工艺上，可通过采用新型刀具材料，降低刀具组成的消耗，增强刀具的使用寿命；采用干式加工技术，减小或取消切削液的使用，降低加工废弃物对环境的污染，节约资源；通过先进的优化毛坯制造技术对毛坯形状加以优化，减小加工余量，降低原材料消耗。

2.3环境保护型工艺技术

环境保护型工艺技术是指一项在生产过程中，通过一定的工艺技术将产生的对环境和操作者有影响的物质尽量减少或消除的技术。生产过程实际上是一个输入输出系统，当将各种加工过程所需要的要素输入系统中时，系统会将最终目标产品以外的物质直接输出，这些物质可能会对环境和操作者产生影响，甚至危害，如废气、废渣、废液、噪声等。加强机械制造工艺设计阶段的全面管理，增强末端治理技术，积极预防污染的产生是目前机械制造业消除环境污染，保护生态环境最为有效的方法。

三..绿色制造理念下的机械制造工艺分析

3.1遵循绿色设计理念

绿色设计几乎决定了产品生命周期的全部消耗，是机械制造过程中的重要环节。绿色设计，也称为环境设计、生态设计以及环境意识设计，它是集产品质量、功能、寿命和环境于一身的系统设计理念。绿色设计理念具有绿色性、并行性以及集成性等特点，要求设计产品在之前应将产品整个生命周期全过程的所有因素考虑在内，如产品质量，产品结构设计、工艺设计、包装运输设计、拆卸回收设计、报废处置设计等各个环节的产品环境属性，同时确保各个设计阶段相互协调，做出各阶段和整体设计方案的信息交流和反馈工作，以便能在设计研发过程中及时对产品进改进，从而促使产品设计达到最优化。绿色设计理念作为一种先进的设计理念，所考虑的因素不仅包括原材料的选择，而且还涉及到废弃物的处理，涉及到一系列的关键技术，而这些关键技术仍有待于今后的深入探讨。

3.2选择绿色原材料

选择绿色原材料是实现绿色制造的前提条件。绿色制造理念下的原材料不仅要具备较强的适用性能，而且还需符合机械制造工艺基本特性的要求，并与环境保持良好地协调性。因此，在选择机械制造原材料时，应把握好以下几个事项：

（1）尽量选择可再生的原材料，以便于及时回收，从而提高资源利率，实现绿色化生产和可持续发展;

（2）尽量选择环境兼容性强的原材料，有毒、有害、辐射性强的材料尽可能不使用，以降低环境的污染性，减少产品毁弃物，提高材料回收率，确保生态系统的平衡。

（3）尽量选择原料丰富，成本低、污染小的原材料，少选用价格昂贵，污染大的材料，以节约资源，降低成本，保护环境。

3.3采用绿色工艺技术

3.3.1干切削技术

材料切削是机械制造中的一种基本工艺，通常通过在有切削液的情况下进行湿切削。然而这种湿切削技术既污染环境，又需要高额的投资费用，这与绿色制造理念完全不相符合，绿色制造理念下的干切削技术不仅具有降低生产成本、简化生产工艺，而且更无废液排放和回收等一系列问题。因此，在机械制造的加工过程中，常采用干切削技术来代替湿切削技术。

3.3.2少无切削加工技术

该技术目前被广泛运用于机械工业中。随着各种新技术、新工艺的迅猛发展，精密铸造、冷挤压、直接沉积等成型技术在机械制造中的应用逐渐成熟起来，并逐步从接近零件形状向精密成形、仿形方向深入发展。采用这种技术代替传统的切削加工技术，对于不需要机械加工的成形件可直接使用，这样既能够减少传统毛坯制造时的能耗、物耗，提高资源利用率，同时又能够缩短产品的制造周期，降低产品生产费用。

3.3.3快速原型制造技术

主要利用三维CAD的数据，通过快速成型机，进而将一层层的村料堆积成实体原型。与传统机械加工技术相比，快速原型制造技术可在无任何模具、刀具、夹具的情况下进行，并将任何复杂形状的三维实体和零件快速、准确、直接地制造出来。该技术不仅可以有效地降低制造成本，节约资源，还可以提高产品样件的制造速度，减少加工废弃物对环境的污染。

总之,绿色制造技术正是采取从源头控制污染，有效地利用自然资源，减少环境保护的费用。可以预测，在不久的将来，绿色产品必将成为商品市场的主导产品，而绿色产品的制造技术则将成为工业生产行业的规范。

【参考文献】

[1]张安峰.绿色再制造工程基础及其应用[M].北京：中国环境科学出版社.2005.

［2］汪哲能.现代制造业的发展方向—绿色制造[J].装备制造技术,2010(03).

［3］王清超,郑明杨,钱庆镇.机械制造工艺在绿色制造理念下的研究[J].科技咨询,2010（28）.

［4］黄湖生.机械制造工艺在绿色制造意义上的对策[J].广东科技,2011(10).