淺析綠色機械制造工藝技術

徐貞高，曹海健，崔 林

（東臺船用配件有限公司，江蘇 東臺224220）

綠色機械制造工藝是指以綜合考慮環(huán)境因素和資源效益為前提，以傳統(tǒng)機械制造技術為基礎，將環(huán)境科學、材料科學、能源科學、控制技術等先進科學技術結(jié)合在一起，以達到預期質(zhì)量和功能的先進機械制造方法和過程[1]。發(fā)展綠色機械制造工藝的目的就是達到資源、環(huán)境和經(jīng)濟效益的統(tǒng)一。

1 發(fā)展綠色機械制造工藝技術的重要意義

近年來，我國大力推進節(jié)能減排，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，建設資源節(jié)約型環(huán)境友好型社會，為節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了良好歷史發(fā)展機遇。機械制造行業(yè)涉及領域龐大，發(fā)展好綠色機械制造工藝技術，對國家發(fā)展、公司利益、環(huán)境保護都起著重要的作用，也對資源的合理利用具有重大意義。

機械制造業(yè)與國民經(jīng)濟發(fā)展的各個行業(yè)都密切相關，其為人們的衣食住行提供著各種不同性能的機電產(chǎn)品。傳統(tǒng)機械制造技術的發(fā)展是一個開環(huán)式的發(fā)展模式，不考慮環(huán)境和資源的代價，從自然界中獲取資源，經(jīng)過加工處理得到最終產(chǎn)品，同時還產(chǎn)生了大量的廢氣、廢液、廢渣，排放到環(huán)境中，給環(huán)境帶來嚴重的污染，甚至產(chǎn)生有毒有害的物質(zhì)，帶來巨大的安全隱患；另一方面，許多的腳料、余料以及破損的零件和設備，最終都成為了廢棄物，這不僅污染了環(huán)境，更是對現(xiàn)有資源的一種嚴重浪費。而綠色機械制造工藝引用的是一個清潔生產(chǎn)和廢棄物循環(huán)利用的閉環(huán)式發(fā)展模式，根據(jù)市場需求，設計、生產(chǎn)出質(zhì)量合格的產(chǎn)品，在此過程中，充分考慮資源利用、能源消耗和環(huán)境保護等這些因素，從而達到資源和能源的最優(yōu)化的配置，最大限度地減少環(huán)境污染。因由此可見，綠色機械制造工藝比傳統(tǒng)機械制造工藝更能適應新時期的機械工業(yè)發(fā)展要求。

2 綠色機械制造工藝技術的類型

2.1 能源節(jié)約型綠色機械制造工藝

在傳統(tǒng)的機械制造工藝中，能源的使用效率極低，大部分的能量都由于摩擦生熱被轉(zhuǎn)化成為了內(nèi)能及其他形式的能力被消耗掉，這不僅使機械磨損嚴重，影響機械的使用壽命，降低機床的精密度和機械加工的精準度，同時還造成了能源的浪費和環(huán)境的污染。能源節(jié)約型綠色機械制造工藝是針對這些問題，在機械制造過程中，通過減少機械磨損，適當利用可再生資源，引進低能耗工藝技術，使用低能耗的綠色設備等方法來降低能量損耗的工藝技術。

2.2 資源節(jié)約型綠色機械制造工藝

資源節(jié)約型綠色機械制造工藝是指在機械制造過程中，以保證機械產(chǎn)品質(zhì)量和符合機械制造標準為前提，通過簡化工藝和減少原材料消耗的方法來達到資源的有效利用的工藝技術。例如，在刀具的制造過程中，我們可以通過優(yōu)化毛坯的形狀，選擇新型的刀具材料，盡量減少切削液的使用量，從而減少機械加工的余料，降低原材料的消耗，延長刀具的使用壽命，達到節(jié)約資源和提高生產(chǎn)效率的目的。

2.3 環(huán)境保護型綠色機械制造工藝

機械制造工藝實際上就是一個物質(zhì)經(jīng)過一系列加工制造過程，變成最終需要得到的產(chǎn)品的過程，但在這個過程中會產(chǎn)生一些廢液、廢氣、廢渣、噪聲等對環(huán)境和操作者有危害的物質(zhì)。環(huán)境保護型綠色機械制造工藝是指通過工藝初始設計和末端處理技術，盡量減少或消除有害物質(zhì)的影響，從而提高機械制造系統(tǒng)效率的工藝技術[2]。

3 發(fā)展綠色機械制造工藝技術的策略

3.1 綠色設計

綠色設計是指根據(jù)產(chǎn)品的品質(zhì)要求，在綠色理念的指導下，對機械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運動方式力、能量的傳遞、各個零件的材料和形狀的尺寸進行設計，并通過計算分析轉(zhuǎn)化圖紙作為制造依據(jù)的工作過程。要做好綠色設計，需從設計之初就要充分考慮產(chǎn)品流轉(zhuǎn)的各個環(huán)節(jié)中所應注意的環(huán)保問題，并將環(huán)保作為設計的重要指導原則。綠色設計涉及十多項設計階段，包括選材、結(jié)構(gòu)設計、工藝設計、包裝運輸設計、使用維護設計、拆卸維護設計、報廢處置設計等[3]。要將各階段的設計方案系統(tǒng)地協(xié)調(diào)和整合起來，因此，綠色設計也成了一個具有綠色性、集成性、并行性的系統(tǒng)。

3.2 綠色選材

綠色選材是指綠色機械制造過程中，在滿足產(chǎn)品的適用性能和制造工藝特性的條件下，綜合考慮綠色環(huán)保的要求所選擇的能源和材料，具體包括材料的選擇和能源的選擇。綠色選材應遵循以下原則：

一是，優(yōu)先選用可再生能源與材料。

二是，盡量選用原料豐富，成本低，污染少的能源與材料。

三是，盡量避免選用有毒、有害、有輻射性的能源與材料。

3.3 綠色工藝

綠色工藝是指在機械制造過程中，使用一定的工具和設備，按照節(jié)約資源、控制能源、減少污染的要求，將各種原料按照一定的順序進行加工，得到最終期望的合格機械產(chǎn)品的過程。先進的綠色機械制造工藝技術包括：使用干切削技術，低溫切削技術，綠色濕試切削技術，應用高精度的冷輾擴技術，金屬粉末的注射成型工藝，采用可編程的控制器技術、數(shù)顯技術、數(shù)據(jù)技術來改造舊機床，凈化廢液等[4]。

3.4 綠色處理

綠色處理是指將在機械制造過程中排放出的廢液、廢氣、毛坯腳料以及破損的零件設備等廢渣，進行回收利用或?qū)⑵渥兂蓪Νh(huán)境無污染的物質(zhì)的過程。綠色處理的方法有：

（1）根據(jù)各排放氣體的性能，能吸收的就采用物理或化學方法吸收，能燃燒的就在燃燒爐中通入氧氣完全燃燒。

（2）廢液集中進行回收、轉(zhuǎn)化、燃燒等處理。

（3）將有毒的廢渣進行集中深埋，或是采用化學方法將其變成無毒無害物質(zhì)，將有棱角的銳利廢棄物收集在一起并作集中處理。

（4）將已報廢的產(chǎn)品回收并使用到下一個周期中，變廢為寶。

4 實施綠色機械制造工藝技術的基本程序

實施綠色制造通?？煞譃槲鍌€基本程序：預審→評審→方案優(yōu)選→方案實施→持續(xù)綠色制造，其核心內(nèi)容是綠色機械制造過程評審，關鍵環(huán)節(jié)是綠色機械制造技術方案優(yōu)選。綠色機械制造過程評審是指將現(xiàn)行的機械制造過程分為物料流和能量流兩個系統(tǒng)，再根據(jù)兩個系統(tǒng)的中各個環(huán)節(jié)的功能、狀態(tài)、特性以及投入、產(chǎn)出關系，對其進行客觀深入的現(xiàn)狀調(diào)查和分析研究，找出各自系統(tǒng)中存在的“非綠色環(huán)節(jié)”。綠色機械制造技術方案優(yōu)選是在綠色機械制造過程評審的基礎上，對“非綠色環(huán)節(jié)”進行進一步分析研究，尋找可以節(jié)約能源、降低消耗、減少污染、提高效率的方案，并篩選出可行性最強、效率最高、污染最小的方案的過程。

5 結(jié)束語

為了實現(xiàn)自然和社會的和諧發(fā)展，實現(xiàn)機械制造行業(yè)的清潔生產(chǎn)和綠色制造勢在必行，工業(yè)生產(chǎn)只有采用生態(tài)學原理，才能從源頭上解決環(huán)境污染問題。綠色機械制造工藝技術目前在我國尚未發(fā)展成熟，還有許多現(xiàn)實問題尚未解決，如技術問題、資金問題、政策問題等，還需要多方配合，創(chuàng)新和完善綠色機械制造工藝技術的理論。

[1]侯鐵豐.綠色制造環(huán)境下的機械制造工藝研究[J].商情，2010（7）：234-235.

[2]蔡茂健.基于綠色制造理念的機械制造工藝[J].信息與電腦(理論版)，2011（2）：146-148.

[3]朱佩巧.按綠色制造理念改革機械專業(yè)課程的教學內(nèi)容[J].機械職業(yè)教育，2009（9）：32-36.

[4]高 佳.關于綠色制造理念下的機械制造工藝探討[J].中國科技縱橫，2010（10）：26-29.