綠色制造理念在機(jī)械制造中的應(yīng)用

趙 娜

(沈陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 沈陽 110000)

1 綠色制造理念在機(jī)械制造中應(yīng)用的內(nèi)涵

綠色制造是轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式、實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展的重要著力點(diǎn)，是低碳發(fā)展和循環(huán)發(fā)展的具體體現(xiàn)。制造業(yè)作為實(shí)體經(jīng)濟(jì)，是促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)。傳統(tǒng)的制造業(yè)在加工制造的過程中，由于工藝落后或者技術(shù)更新慢等原因，會消耗大量的資源和能源，進(jìn)一步加劇了我國的能源緊張。由于環(huán)保工藝不達(dá)標(biāo)，在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢渣沒有經(jīng)過處理即排放，或者處理結(jié)果不達(dá)標(biāo)，都會對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，進(jìn)而影響到人類生存環(huán)境的質(zhì)量。這種落后的生產(chǎn)理念和生產(chǎn)方式，以犧牲環(huán)境為代價(jià)換取經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，不利于我國社會的可持續(xù)發(fā)展。我國綠色發(fā)展理念的提出，并作為“中國制造2025”的重要內(nèi)容，以制造業(yè)的綠色改造升級作為可持續(xù)發(fā)展的推動(dòng)力，進(jìn)而帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展。綠色理念在制造業(yè)中的應(yīng)用，將會對各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，在能源利用方面傾向于低碳化，生產(chǎn)過程清潔化，大力推廣循環(huán)生產(chǎn)方式，將增材制造產(chǎn)業(yè)進(jìn)行重點(diǎn)培育，促進(jìn)工業(yè)資源的綜合利用。在機(jī)械制造業(yè)中貫穿綠色制造理念，還需加大對技術(shù)裝備和生產(chǎn)工藝的研發(fā)力度，為綠色制造理念的實(shí)施提供技術(shù)支持。綠色理念的全面實(shí)施，還需要各方的共同努力，以企業(yè)為主體，建設(shè)綠色標(biāo)準(zhǔn)，通過綠色園區(qū)建設(shè)以及政府的政策引導(dǎo)，將綠色制造理念向更多的產(chǎn)業(yè)推廣，最終全面實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造業(yè)的綠色發(fā)展。

2 綠色制造理念在機(jī)械制造中的應(yīng)用

2.1 在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

設(shè)計(jì)是機(jī)械制造的初級階段，后續(xù)的加工制造都是按照設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)圖紙執(zhí)行操作，所以設(shè)計(jì)理念在綠色發(fā)展中具有重要的意義。從綠色發(fā)展角度出發(fā)，提出了綠色設(shè)計(jì)理念，綠色設(shè)計(jì)又稱為生態(tài)設(shè)計(jì)，是對機(jī)械制造綠色理念改革的首要環(huán)節(jié)，在設(shè)計(jì)階段強(qiáng)化綠色理念，可為機(jī)械制造的整個(gè)過程進(jìn)行綠色改造升級奠定良好的基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)理念中，主要是考慮產(chǎn)品的功能，而綠色設(shè)計(jì)理念是在滿足產(chǎn)品功能、質(zhì)量和使用壽命的基礎(chǔ)上，將環(huán)境因素和預(yù)防污染因素滲透到設(shè)計(jì)方案中，將其體現(xiàn)在產(chǎn)品的整個(gè)壽命周期內(nèi)，將產(chǎn)品的環(huán)境屬性作為設(shè)計(jì)目標(biāo)。綠色設(shè)計(jì)遵循資源最佳利用、能源消耗最少、零損壞、零污染、生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益最佳、技術(shù)先進(jìn)性原則，將這些原則融入到設(shè)計(jì)理念中，可為機(jī)械制造的綠色發(fā)展提供基礎(chǔ)保障。

綠色設(shè)計(jì)理念在機(jī)械制造中的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。從產(chǎn)品的后期使用和回收利用角度出發(fā)，可改進(jìn)產(chǎn)品的裝配結(jié)構(gòu)，充分考慮產(chǎn)品的可拆卸性，既能夠降低成本，又能夠減少對環(huán)境的污染；可回收設(shè)計(jì)是綠色設(shè)計(jì)的重要理念之一，在產(chǎn)品材料的選擇方面，盡量選擇能夠回收利用的材料，降低對資源的浪費(fèi)，又能夠達(dá)到最小的環(huán)境污染；對產(chǎn)品的生命周期設(shè)計(jì)，要通盤考慮產(chǎn)品在各個(gè)階段都要滿足污染預(yù)防的要求，在能源和資源利用方面可采用梯級利用，降低產(chǎn)品在生產(chǎn)和使用過程中對環(huán)境的影響，滿足綠色產(chǎn)品的屬性；采用虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)，對機(jī)械制造的產(chǎn)品進(jìn)行全過程的虛擬仿真，對產(chǎn)品的性能、制造成本、可維護(hù)性、可拆卸性和可回收性進(jìn)行模擬，以確保產(chǎn)品在壽命周期內(nèi)都能夠達(dá)到綠色設(shè)計(jì)的要求。

2.2 在選材中的應(yīng)用

綠色制造理念在機(jī)械制造中的應(yīng)用，還體現(xiàn)在材料的選擇方面，在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造過程中，材料的選擇不僅關(guān)系到產(chǎn)品的性能，同時(shí)還對節(jié)能和環(huán)保有重要的影響?；诰G色制造理念，在機(jī)械制造中使用的材料，首先要滿足產(chǎn)品的性能需求，確保機(jī)械制造的產(chǎn)品在后期使用時(shí)能夠滿足使用需求。其次，要考慮到選擇的材料是否與制造工藝相符，因?yàn)椴煌漠a(chǎn)品會有不同的加工方式，對于加工過程中需要經(jīng)歷高溫高壓生產(chǎn)工序的產(chǎn)品，在選擇材料時(shí)要考慮到這種加工方式是否會對材料性能產(chǎn)生一定的影響，要經(jīng)過精密的計(jì)算和論證分析產(chǎn)品加工的各項(xiàng)指標(biāo)，進(jìn)而確定材料類型。對于生產(chǎn)過程中或者后期使用時(shí)可能遇到腐蝕的情況，還需要考慮到材料的耐腐蝕性。再次，要充分考慮材料的環(huán)保性能。盡量選擇綠色環(huán)保型材料，既不會在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，又便于在產(chǎn)品淘汰時(shí)能夠回收再利用。我國應(yīng)該加強(qiáng)對綠色環(huán)保材料的研發(fā)力度，對于機(jī)械制造過程中能源消耗大以及對環(huán)境污染嚴(yán)重的材料，盡量研發(fā)可替代性材料，在源頭上推進(jìn)綠色制造理念的落實(shí)。

2.3 在制造工藝和加工技術(shù)中的應(yīng)用

在機(jī)械制造過程中，基礎(chǔ)制造工藝和加工技術(shù)是能源消耗以及環(huán)境污染的主要環(huán)節(jié)，所以要加大對綠色新工藝和新技術(shù)的研發(fā)力度，將其作為綠色制造理念在機(jī)械制造中應(yīng)用的切入點(diǎn)。切削加工是制造業(yè)中最常見和最主要的零件成形工藝，同時(shí)也是能耗以及環(huán)境污染的主要環(huán)節(jié)。因?yàn)榍邢骷庸み^程中會產(chǎn)生大量的熱，為了保證生產(chǎn)的安全性以及加工精度，需要使用大量的切削液，切削液的使用不僅造成能源的浪費(fèi)，同時(shí)還會對環(huán)境產(chǎn)生一定的污染。為了降低切削加工的能耗和環(huán)境污染，我國研發(fā)出了綠色切削加工工藝，主要包括干式切削技術(shù)、微量潤滑切削技術(shù)、低溫冷風(fēng)切削技術(shù)以及氣體射流切削技術(shù)，綠色切削技術(shù)的應(yīng)用，不僅降低了能源消耗和環(huán)境污染，還降低了生產(chǎn)成本，最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益的共同提升。鑄造、鍛造、熱處理工藝的能耗量非常大，幾乎占據(jù)裝備制造業(yè)規(guī)模以上企業(yè)總能耗的一半，所以加大對這幾個(gè)制造工藝的創(chuàng)新研究，可大大降低能耗消耗。無模鑄造精密成形技術(shù)是我國機(jī)械制造中較為成熟的制造工藝，將無模數(shù)控精密成形技術(shù)和3D打印快速成形技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品鑄造中，可實(shí)現(xiàn)無?？焖僦圃飚a(chǎn)品鑄件毛坯，可有效縮短工藝流程和產(chǎn)品的研發(fā)周期，降低新品在研發(fā)階段的投資風(fēng)險(xiǎn)。先進(jìn)鑄造技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)了企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降耗、減排的綠色制造理念。

2.4 在能源和產(chǎn)品回收再利用中的應(yīng)用

綠色制造理念應(yīng)該貫穿于機(jī)械制造的始末，除了上述提到的綠色設(shè)計(jì)理念、綠色材料、綠色制造工藝，還應(yīng)該對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水、廢氣和廢渣進(jìn)行綠色處理，同時(shí)加強(qiáng)對報(bào)廢產(chǎn)品的回收再利用。對于生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水，可通過相應(yīng)的物理或者化學(xué)處理后再次用于生產(chǎn)，或者達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后再排放到外界。對于生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高溫廢氣，可以利用余熱進(jìn)行產(chǎn)品加工。對于可再次使用的廢渣，可通過延長產(chǎn)業(yè)鏈的方式提高利用效率。對于達(dá)到報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，可對其進(jìn)行回收利用，通過局部利用或者整體重造的方式進(jìn)行循環(huán)利用，既能夠減少能源浪費(fèi)和環(huán)境污染，還能夠降低生產(chǎn)成本。

3 結(jié)語

綠色制造理念在機(jī)械制造中的應(yīng)用符合我國建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的政策需求，將綠色制造理念貫穿于機(jī)械制造的始末，對整個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行把控，可切實(shí)降低工業(yè)生產(chǎn)對能源的消耗，同時(shí)減少對環(huán)境的污染，最終達(dá)到人與自然的和諧共生。綠色制造理念，通過轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式和消費(fèi)方式，形成人與自然相平衡的內(nèi)生動(dòng)力機(jī)制。綠色制造理念在機(jī)械制造中的應(yīng)用，所改變的并不只是機(jī)械制造業(yè)本身，而是會擴(kuò)大到機(jī)械制造的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條，同時(shí)對機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域也會產(chǎn)生極大的觸動(dòng)，促使更多的產(chǎn)業(yè)實(shí)行綠色發(fā)展的變革。在“中國制造2025”中，已經(jīng)將綠色制造列為制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的工程之一。在機(jī)械制造中，應(yīng)該深刻領(lǐng)會綠色制造的內(nèi)涵，并且將其滲透到實(shí)踐中，為實(shí)現(xiàn)我國的綠色可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造有利條件。