機械產(chǎn)品綠色設(shè)計探析

馬雪潔　陳建麗

摘要：指出了綠色設(shè)計是一種全新的設(shè)計理念，也是人類可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。從分析綠色設(shè)計的意義出發(fā)，論述了綠色設(shè)計的內(nèi)涵，闡述了實現(xiàn)機械產(chǎn)品綠色設(shè)計的途徑，最后指出了機械產(chǎn)品綠色設(shè)計發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：綠色制造；綠色設(shè)計；機械產(chǎn)品

中圖分類號：TH122文獻標識碼：A文章編號：16749944（2014）10024602

1引言

隨著社會的不斷發(fā)展，人們越來越關(guān)注低碳、環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展等。機械產(chǎn)品在生產(chǎn)和使用的過程中，會產(chǎn)生大量的工業(yè)廢液、廢氣和廢棄物。尤其是我國目前仍采用高投入的粗放型發(fā)展模式，資源和能源消耗大，效益低，環(huán)境污染嚴重，這種發(fā)展模式給制造業(yè)的發(fā)展帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)，也成為制約中國制造業(yè)發(fā)展的瓶頸。本文討論機械產(chǎn)品綠色設(shè)計的內(nèi)涵和實現(xiàn)途徑。

2機械產(chǎn)品綠色設(shè)計的內(nèi)涵

機械產(chǎn)品綠色設(shè)計與傳統(tǒng)的設(shè)計有著很大的不同。傳統(tǒng)設(shè)計是以滿足人的需求和解決問題為出發(fā)點，從功能上入手，在強度上保證。按照傳統(tǒng)設(shè)計理念，機械產(chǎn)品的生命周期終止于產(chǎn)品的使用壽命完結(jié)，這樣就使很多能夠直接回收利用的機械產(chǎn)品成為了廢鐵和垃圾，即使再利用，也是通過回爐冶煉成為原材料的方式，這就造成了物質(zhì)和人力資源的浪費。而綠色設(shè)計著重考慮的是產(chǎn)品循環(huán)屬性，以資源的充分利用、對環(huán)境的影響、可拆卸性、可回收性、可重復(fù)利用等性能作為設(shè)計目標來進行產(chǎn)品的設(shè)計，是在產(chǎn)品的整個生命周期內(nèi)，包括設(shè)計、制造、運輸、銷售、使用或消費、廢棄處理等環(huán)節(jié)。綠色設(shè)計不僅要考慮保證產(chǎn)品應(yīng)有的基本功能、使用壽命、經(jīng)濟性和質(zhì)量，且主要是以節(jié)約資源、保護環(huán)境為核心。

在綠色設(shè)計理念的指導下，機械產(chǎn)品的生命周期應(yīng)是一個循環(huán)過程，它打破了傳統(tǒng)的產(chǎn)品壽命終止于產(chǎn)品的生命周期完結(jié)這個思路。從原材料經(jīng)過加工生產(chǎn)成為產(chǎn)品，經(jīng)過使用后成為廢品，而廢品再通過拆卸、回收，部分零部件可以直接進入新產(chǎn)品的裝配領(lǐng)域，通過廢品材料降解進入原材料加工程序，從而形成一個循環(huán)的生命周期。

機械產(chǎn)品綠色設(shè)計是對傳統(tǒng)設(shè)計方法的發(fā)展和創(chuàng)新，它是站在整個社會系統(tǒng)的角度研究了機械產(chǎn)品的生命周期，同時提出了機械產(chǎn)品可持續(xù)的各種設(shè)計方法。

3機械產(chǎn)品綠色設(shè)計的重要途徑

根據(jù)機械產(chǎn)品生產(chǎn)制造各要素對環(huán)境的影響，分析各要素的綠色途徑，目前，機械產(chǎn)品的綠色設(shè)計實現(xiàn)的途徑主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

3.1機械產(chǎn)品可拆卸設(shè)計

機械產(chǎn)品綠色設(shè)計發(fā)展趨勢是要具有良好的拆卸性能，可拆卸性要求在產(chǎn)品設(shè)計的初期就將可拆卸性作為結(jié)構(gòu)設(shè)計的一個評價準則，充分考慮到產(chǎn)品中各種不同聯(lián)接關(guān)系的拆卸特點，使所設(shè)計的結(jié)構(gòu)易于拆卸，維護方便，在產(chǎn)品報廢后可重用部分能充分有效地回收和重用，以達到節(jié)約資源和能源的目的。拆卸性能好的產(chǎn)品，在產(chǎn)品的裝配、維修、檢查過程中不易造成意外損壞，對于報廢機械產(chǎn)品中可以直接繼續(xù)使用的零部件，盡可能采用簡單的結(jié)構(gòu)和外形，組成產(chǎn)品的零部件材料種類盡可能少，采用易于拆卸的聯(lián)接方法，拆卸部位的緊固件數(shù)量盡可能少等等。

3.2機械產(chǎn)品可回收、再制造設(shè)計

機械產(chǎn)品的回收再制造是綠色產(chǎn)品生命周期中的重要環(huán)節(jié)。在產(chǎn)品設(shè)計時，充分考慮產(chǎn)品零件回收及再利用的可能性，在其新產(chǎn)品中可以利用使用過的或廢棄產(chǎn)品中的零部件及材料，充分考慮機械產(chǎn)品的循環(huán)重用，采用可拆卸設(shè)計、模塊化設(shè)計等方法，便于機械產(chǎn)品報廢后進行再制造。

3.3綠色設(shè)計材料的選取

傳統(tǒng)設(shè)計中，材料選擇只注重材料的機械性能、加工工藝性能和經(jīng)濟性能，而忽略材料對環(huán)境的影響等因素，不去考慮材料的回收及循環(huán)利用。材料選取是綠色制造的源頭，在滿足設(shè)計要求的前提下，應(yīng)優(yōu)先選用可再生的材料，盡量選用可回收材料，以提高資源利用率，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展；盡量選用低能耗、少污染的材料；盡量選擇環(huán)境兼容性好的材料及零部件；避免選用有毒、有害、有污染、有輻射的材料。所用材料應(yīng)易于回收、再利用、再制造。

當前，機械產(chǎn)品上所使用的材料有些是可回收利用的，如金屬材料等。但也有些是不易分解或?qū)Νh(huán)境有害的物質(zhì)，如工程塑料、玻璃鋼等一些非金屬材料。所以，我們要從環(huán)保的角度出發(fā)研究新型材料，開發(fā)出適合綠色產(chǎn)品設(shè)計的綠色材料。

3.4機械產(chǎn)品的綠色生產(chǎn)

機械產(chǎn)品的綠色生產(chǎn)是將綠色設(shè)計的思想轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)品的過程，包括綠色工藝、綠色生產(chǎn)設(shè)備、綠色管理等。在產(chǎn)品的生產(chǎn)中，采用廢棄物少、污染小、資源消耗少的工藝方案，最大程度地減少機械加工過程中對環(huán)境的影響，提高資源利用率；采用干式切削技術(shù)等綠色加工方法，以減少切削液對車間環(huán)境的污染，實現(xiàn)清潔化生產(chǎn)；在滿足零件性能要求的前提下，盡量選擇少切削或無切削的加工工藝，如快速成形技術(shù)來減少材料的使用量和資源的消耗。

3.5機械產(chǎn)品的綠色包裝

包裝對機械產(chǎn)品的整體形象、產(chǎn)品競爭力具有重要的影響。包裝材料廢棄后的處置給環(huán)境帶來了極大的負擔，尤其是一些塑料和復(fù)合化工產(chǎn)品，很多是難以回收和再利用的，只能焚燒或掩埋處理，有的降解周期可達上百年，給環(huán)境帶來了極大的危害。產(chǎn)品包裝應(yīng)盡量選擇無毒、無公害、可回收或易于降解的材料，如紙；可重復(fù)利用的材料，如EPS聚苯乙烯等。此外，產(chǎn)品的包裝應(yīng)拋棄求新、求異的消費理念，簡化包裝，這樣既可減少資源的浪費，又可減少環(huán)境的污染和廢棄物的后處置費用。

2014年10月綠色科技第10期

馬雪潔，等：機械產(chǎn)品綠色設(shè)計探析工程與技術(shù)

4機械產(chǎn)品綠色設(shè)計與制造發(fā)展趨勢

機械產(chǎn)品綠色設(shè)計是人類社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在現(xiàn)代制造業(yè)中的體現(xiàn)。在機械產(chǎn)品的設(shè)計、制造、使用以及報廢后廢棄處置的整個產(chǎn)品生命周期中，綠色設(shè)計對環(huán)境的負面影響小，資源利用率高。隨著社會對生態(tài)環(huán)境的重視，公眾環(huán)境意識的提高，相關(guān)法律法規(guī)的進一步完善，越來越多的企業(yè)開始進行綠色設(shè)計與制造，機械產(chǎn)品綠色設(shè)計將是今后發(fā)展的方向。

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