機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中綠色設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用

徐久強(qiáng)

摘 要：在當(dāng)前的工業(yè)發(fā)展環(huán)境下，綠色設(shè)計(jì)理念是一種新的趨勢，可以減少設(shè)計(jì)中的資源浪費(fèi)，提高環(huán)保能力。下文分析了綠色設(shè)計(jì)理念在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用價(jià)值，探討了其在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的具體應(yīng)用，分析了提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造綠色水平的有效應(yīng)用方法。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;綠色設(shè)計(jì)理念;應(yīng)用研究

引言：

近年來，機(jī)械設(shè)計(jì)的概念不斷發(fā)展變化，從粗放式發(fā)展模式向精細(xì)化設(shè)計(jì)模式轉(zhuǎn)變。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用綠色設(shè)計(jì)理念，可以提高產(chǎn)品的科學(xué)性和環(huán)保性，提升整體產(chǎn)品的價(jià)值，滿足人們的綠色消費(fèi)需求。在當(dāng)前的機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用也能提高產(chǎn)品的附加值，順應(yīng)環(huán)保發(fā)展的時(shí)代潮流。

1機(jī)械設(shè)計(jì)制造應(yīng)用綠色理念的價(jià)值

1.1綠色設(shè)計(jì)理念應(yīng)用的必要性

在傳統(tǒng)機(jī)械制造的發(fā)展過程中，很多設(shè)計(jì)師片面追求經(jīng)濟(jì)價(jià)值，沒有充分重視材料本身的綠色環(huán)保性能。它不僅浪費(fèi)了大量的資源，而且在機(jī)械設(shè)計(jì)制造的產(chǎn)品運(yùn)行中造成了更多的能源消耗，本質(zhì)上是一種粗放式的商業(yè)發(fā)展模式。新時(shí)代以來，提高機(jī)械制造的精細(xì)化程度，無論是從綠色設(shè)計(jì)、綠色生產(chǎn)還是綠色投資，都能形成完整的閉環(huán)效應(yīng)，融入綠色環(huán)保理念，提升設(shè)計(jì)制造的精細(xì)化程度。有效的綠色機(jī)械制造設(shè)計(jì)是后期綠色生產(chǎn)和綠色使用的基礎(chǔ)。只有提高設(shè)計(jì)的精細(xì)化程度，才能從可持續(xù)發(fā)展的角度，減少產(chǎn)品投入使用過程中的資源浪費(fèi)，提升產(chǎn)品的附加值。

1.2綠色設(shè)計(jì)理念對機(jī)械設(shè)計(jì)制造的提升作用

首先，實(shí)踐綠色機(jī)械設(shè)計(jì)和制造可以滿足人們對經(jīng)濟(jì)效益的追求。特別是在當(dāng)前綠色發(fā)展的社會環(huán)境下，綠色設(shè)計(jì)和制造可以降低材料使用成本，有效回收利用廢舊機(jī)械制造材料。在成本方面，具有廣闊的發(fā)展空間，機(jī)械制造的設(shè)計(jì)更加合理科學(xué)，有利于降低生產(chǎn)企業(yè)的成本。其次，融入綠色發(fā)展理念，可以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)精細(xì)化發(fā)展，積極響應(yīng)國家綠色生產(chǎn)號召。進(jìn)行有效的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)，減少生產(chǎn)和后期維護(hù)造成的資源浪費(fèi)，避免環(huán)境資源枯竭，為子孫后代創(chuàng)造良好的生存和發(fā)展空間，滿足經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要。

2機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用綠色設(shè)計(jì)理念的路徑

2.1機(jī)械視覺環(huán)境綠色設(shè)計(jì)

首先，在機(jī)械視覺設(shè)計(jì)的過程中，要考慮產(chǎn)品的形態(tài)和類型，而不是按照想象機(jī)械地設(shè)計(jì)產(chǎn)品。外包裝要符合現(xiàn)實(shí)形態(tài)，而不是單純強(qiáng)調(diào)風(fēng)格和檔次，更多的綠色元素和自然資源要用于綠色設(shè)計(jì)。避免過度加工或人為建模，會影響產(chǎn)品的整體視覺效果。區(qū)分人工形態(tài)和自然形態(tài)，采用簡約的包裝設(shè)計(jì)，提升整個(gè)產(chǎn)品的親切感和自然感。比如環(huán)保充氣紙板可以用來設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品的外包裝，不僅可以減少運(yùn)輸過程中的振動損失和對產(chǎn)品的負(fù)面影響，還可以將運(yùn)輸后的紙板進(jìn)行回收，從而起到優(yōu)化資源利用的作用。其次，在視覺設(shè)計(jì)的過程中，需要根據(jù)自然形成的一些自然形態(tài)來展現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的概念和技能，尤其是要體現(xiàn)綠色產(chǎn)品在產(chǎn)品包裝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用環(huán)境，使其與自然充分融合。比如外包裝設(shè)計(jì)可以更準(zhǔn)確地展現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境，尤其是一些小型機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)方法可以方便運(yùn)輸人員和管理人員通過外包裝箱的信息對產(chǎn)品進(jìn)行分類，從而減少運(yùn)輸和管理的時(shí)間和資源浪費(fèi)。最后，綠色產(chǎn)品的材料設(shè)計(jì)要綜合考慮，避免在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用高能耗、高污染的材料。比如重金屬材料、能源密集型材料等，并且使用更多的綠色材料，例如低密度樹脂材料和環(huán)氧樹脂材料。這些材料的應(yīng)用消耗較少的自然資源，有助于提高產(chǎn)品性能。同時(shí)，新材料的應(yīng)用可以促進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新升級，解決產(chǎn)品同質(zhì)化問題，提高其市場競爭力，為產(chǎn)品的后續(xù)宣傳提供充足的競爭點(diǎn)。從最初的設(shè)計(jì)階段，就要對產(chǎn)品的可回收性進(jìn)行綜合分析，從而提高產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的低碳環(huán)保性能。

2.2機(jī)械界面系統(tǒng)綠色設(shè)計(jì)

現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品正向數(shù)字化方向發(fā)展，人機(jī)交互增強(qiáng)。因此，優(yōu)化界面設(shè)計(jì)對提高綠色環(huán)保性能也具有重要價(jià)值。首先，在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師要充分了解用戶的使用環(huán)境、使用特點(diǎn)和使用心理，從成本和消費(fèi)需求的角度進(jìn)行整體規(guī)劃。使界面操作對應(yīng)用戶的生產(chǎn)習(xí)慣、使用習(xí)慣和身心習(xí)慣。減少不熟悉的用戶界面帶來的錯(cuò)誤操作問題，降低機(jī)械產(chǎn)品出現(xiàn)問題和故障的概率。其次，基于簡潔的原則設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品界面，避免復(fù)雜繁瑣的操作影響用戶體驗(yàn)。從用戶的實(shí)際應(yīng)用場景來看，頁面圖標(biāo)和其他相關(guān)圖標(biāo)的大小和顏色是集成的。整個(gè)界面要一致。如果操作按鈕太小或顏色與其他按鈕混淆，可能會導(dǎo)致操作錯(cuò)誤的問題。第三，產(chǎn)品的整個(gè)界面設(shè)計(jì)要考慮用戶的使用習(xí)慣，尤其是具體的操縱桿控制器、數(shù)字接口裝置、停止按鈕等等。從而縮短用戶在特殊情況下的反應(yīng)時(shí)間，更好地控制機(jī)器的運(yùn)行效率。通過應(yīng)用這種數(shù)字控制模式，方便用戶在使用過程中對設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)展。減少因重新采購設(shè)備造成的成本浪費(fèi)，提高單臺設(shè)備的使用壽命。

2.3機(jī)械液壓系統(tǒng)綠色設(shè)計(jì)

80%以上的機(jī)械產(chǎn)品將采用液壓結(jié)構(gòu)。如果在設(shè)計(jì)過程中沒有充分考慮液壓系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境，漏油將嚴(yán)重影響資源利用的有效性。一方面，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要充分考慮其使用環(huán)境，保證用戶能夠按照正確的操作方法使用液壓系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)人員應(yīng)綜合考慮液壓系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境，結(jié)合環(huán)境特點(diǎn)和操作要求，對液壓系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并提供標(biāo)準(zhǔn)化的操作說明，提高操作人員對液壓系統(tǒng)的控制能力。在機(jī)械液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，一些可能出現(xiàn)的環(huán)境問題應(yīng)該得到有效的預(yù)防。另一方面，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中應(yīng)充分考慮液壓系統(tǒng)的回收利用。一般來說，機(jī)械產(chǎn)品液壓系統(tǒng)的使用壽命為5 ～ 6年。更換液壓系統(tǒng)的零件成本很高。在設(shè)計(jì)過程中，某液壓系統(tǒng)制造商充分考慮了零部件更換中的資源浪費(fèi)，靈活設(shè)計(jì)了各個(gè)部件的拆卸，并分析了零部件更換和回收的一致性。從生態(tài)保護(hù)的角度出發(fā)，增加了關(guān)鍵部件的緩沖系統(tǒng)，用移動數(shù)據(jù)分析關(guān)鍵部件的使用次數(shù)和使用壽命。通過數(shù)據(jù)輸出網(wǎng)絡(luò)，可以為用戶提供液壓系統(tǒng)零部件的更換模型。這種設(shè)計(jì)方法不僅可以為用戶創(chuàng)造便利，還可以減少因應(yīng)用故障零件而造成的機(jī)械損傷。

2.4機(jī)械產(chǎn)品回收綠色設(shè)計(jì)

首先，將綠色設(shè)計(jì)的理念融入到機(jī)械設(shè)計(jì)中，分析整個(gè)產(chǎn)品的使用環(huán)境屬性，做好廢舊零部件的生產(chǎn)應(yīng)用、回收維護(hù)、重復(fù)拆解回收。如果機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和功能在使用周期結(jié)束后仍能滿足相應(yīng)的生產(chǎn)條件，則可以按單個(gè)零件代替材料進(jìn)行回收。與傳統(tǒng)的回收方法相比，這種回收方法可以減少70%以上的資源浪費(fèi)，減少材料回收浪費(fèi)的成本。在設(shè)計(jì)過程中，可以根據(jù)具體的使用場景對零件進(jìn)行拆分，以保證機(jī)械產(chǎn)品在產(chǎn)品生命周期結(jié)束后能夠回到生產(chǎn)線進(jìn)行二次加工。第二，標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)設(shè)計(jì)也是綠色產(chǎn)品方便回收的基礎(chǔ)之一。加工工藝尺寸嚴(yán)格按規(guī)定操作，留有加工余量，工藝尺寸鏈嚴(yán)格按工藝尺寸控制。從經(jīng)濟(jì)技術(shù)角度研究設(shè)計(jì)工藝文件，根據(jù)客戶上傳的具體程序定制操作，滿足機(jī)器裝配工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)要求。優(yōu)質(zhì)機(jī)械零部件的供應(yīng)會降低后期的維護(hù)成本，因此只有不斷提高標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)水平和質(zhì)量水平，才能真正實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)和設(shè)計(jì)。

結(jié)語：

綠色機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是綠色生產(chǎn)和綠色維修的基礎(chǔ)，機(jī)械產(chǎn)品制造和生產(chǎn)的全生命周期都要考慮到各個(gè)方面。從本文的分析可以看出，在研究綠色機(jī)械產(chǎn)品制造時(shí)，應(yīng)綜合分析相關(guān)因素。因此，需要樹立全面的綠色理念，提高機(jī)械產(chǎn)品的回收效率，引入更多的自然資源和綠色理念，促進(jìn)產(chǎn)品的可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)新升級。

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