門寬柱

摘 要：本文主要研究基于綠色制造的新型機(jī)械制造工藝及裝備技術(shù)。通過(guò)研究綠色制造技術(shù)以及綠色制造的新型機(jī)械制造工藝及裝備技術(shù)，探討綠色制造的具體實(shí)施方式。通過(guò)研究分析，機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)可以在設(shè)計(jì)、材料以及工藝等方面應(yīng)用綠色制造工藝，最終實(shí)現(xiàn)改善機(jī)械制造工藝以及裝備技術(shù)的目的。

關(guān)鍵詞：綠色制造；機(jī)械制造；新型制造工藝；裝備技術(shù)

中圖分類號(hào)：TD40 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0.引言

傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)伴隨著較高的污染以及較高的能源消耗，這與我國(guó)倡導(dǎo)的可持續(xù)再生性生態(tài)發(fā)展有著明顯地沖突性。伴隨著環(huán)境污染越發(fā)惡化，人們對(duì)環(huán)境保護(hù)越發(fā)重視，構(gòu)建綠色機(jī)械制造工藝技術(shù)已經(jīng)成為機(jī)械制造行業(yè)的主要發(fā)展趨勢(shì)。綠色制造技術(shù)是一種基于資源循環(huán)利用和清潔性生產(chǎn)方式為主的制造工藝。

1.綠色制造技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1 綠色制造技術(shù)的形成

伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及人口的不斷提升，資源枯竭以及環(huán)境破壞等問(wèn)題越發(fā)明顯，社會(huì)對(duì)這些問(wèn)題的重視度也在不斷提高。機(jī)械制造行業(yè)是資源消耗量非常龐大的行業(yè)，同時(shí)也是環(huán)境污染較為嚴(yán)重的行業(yè)。傳統(tǒng)機(jī)械制造對(duì)于資源的再利用率并不高，對(duì)于環(huán)境的破壞程度比較高，同時(shí)管理大多數(shù)都是采用末端管理，是先生產(chǎn)后控制的方式，不僅控制、管理的成本比較高，而且最終的效果也并不理想。相關(guān)研究顯示，平均每年制造行業(yè)會(huì)形成50多億噸廢物以及高達(dá)7億噸的有害物質(zhì)，其中排放量占據(jù)整個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域的80%。由此可見(jiàn)，研發(fā)與應(yīng)用綠色機(jī)械制造技術(shù)是該行業(yè)的未來(lái)必然發(fā)展道路。

1.2 綠色制造技術(shù)概念

綠色制造技術(shù)起源于20世紀(jì)80年代，是綜合了材料學(xué)、環(huán)境學(xué)、控制技術(shù)學(xué)等多個(gè)學(xué)科的綜合性技術(shù)，其在傳統(tǒng)制造技術(shù)的基礎(chǔ)上衍生而成。綠色制造技術(shù)對(duì)于資源的再生性利用以及對(duì)環(huán)境的低影響，目標(biāo)是促使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢整個(gè)過(guò)程中形成對(duì)環(huán)境的低影響，資源利用的最大化，并促使社會(huì)效益與企業(yè)效益得到一致性協(xié)調(diào)。當(dāng)前機(jī)械制造技術(shù)主要分為兩種，一種是傳統(tǒng)的制造技術(shù)。當(dāng)前，我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)大多數(shù)都是以傳統(tǒng)的制造技術(shù)為主，是典型的從自然界獲取資源，通過(guò)提煉、加工之后獲得相應(yīng)的機(jī)械產(chǎn)品，這一制造過(guò)程不僅會(huì)形成較大的能源、資源消耗，還會(huì)出現(xiàn)大量的廢水、廢氣。另一種則是綠色制造技術(shù)。綠色制造技術(shù)是一種相對(duì)較為閉環(huán)的生產(chǎn)模式，其是一種清潔生產(chǎn)的方式以及廢棄物循環(huán)利用的生產(chǎn)模式。這一種生產(chǎn)模式中，從原材料的開發(fā)到產(chǎn)品的報(bào)廢都體現(xiàn)了非常明顯的資源再利用以及污染的最小化。由此可見(jiàn)，綠色制造技術(shù)不僅能夠滿足現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展的需求，還能夠?qū)崿F(xiàn)資源再利用，保障可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)。

2.基于綠色制造的新型機(jī)械制造工藝及裝備技術(shù)

2.1 機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)的綠色設(shè)計(jì)技術(shù)

傳統(tǒng)制造模式之下的設(shè)計(jì)方式，其主要目的是為了滿足產(chǎn)品的使用功能及質(zhì)量要求，通過(guò)相關(guān)方面的設(shè)計(jì)完成產(chǎn)品的，很少會(huì)考慮到產(chǎn)品的資源消耗以及能源消耗，對(duì)于環(huán)境的影響更少。綠色設(shè)計(jì)的指導(dǎo)理念是將節(jié)能與生產(chǎn)相融合起來(lái)，綜合性的分析加工過(guò)程對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量影響以及對(duì)資源的影響，對(duì)產(chǎn)品加工的回收性以及可行性實(shí)行較高的重視。在綠色設(shè)計(jì)當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)至少考慮兩個(gè)方面：（1）回收再利用的設(shè)計(jì)方式。回收再利用的設(shè)計(jì)主要是在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中就明確機(jī)械產(chǎn)品在報(bào)廢之后的回收性，設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品的研發(fā)以及設(shè)計(jì)等階段便可以對(duì)產(chǎn)品的材料、零部件的可回收性、再利用性等進(jìn)行價(jià)值分析，考慮回收處理的方式、回收結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一以及回收再制造的系統(tǒng)模式等，從而實(shí)現(xiàn)資源的再利用以及地環(huán)境污染；（2）產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化以及對(duì)產(chǎn)品的可拆卸性能。在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中，綠色設(shè)計(jì)主要是盡可能簡(jiǎn)化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，借助降低零件的數(shù)量、零件的重量以及優(yōu)化原材料的質(zhì)量等多元化的方式提升機(jī)械產(chǎn)品的使用再利用率。對(duì)此，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中充分考慮產(chǎn)品的可拆卸作用，從而提升產(chǎn)品的“綠色性”。

2.2 材料選擇方面的綠色應(yīng)用

在傳統(tǒng)制造模式的影響之下，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過(guò)程中對(duì)材料選擇方面上過(guò)多的考慮材料的性能以及作用反而會(huì)忽略對(duì)環(huán)境的影響。對(duì)此，在產(chǎn)品制造的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)對(duì)產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的破壞給予足夠的重視。與此同時(shí)，因?yàn)檩^少考慮材料在回收、循環(huán)等方面的問(wèn)題，導(dǎo)致許多產(chǎn)品在使用壽命結(jié)束之后在廢品回收時(shí)所具備的回收價(jià)值非常低，甚至有些產(chǎn)品無(wú)法回收，只能夠通過(guò)掩埋或焚燒的方式處理，導(dǎo)致嚴(yán)重的資源浪費(fèi)以及環(huán)境破壞。因此，實(shí)現(xiàn)綠色產(chǎn)品的設(shè)計(jì)以及制造材料選擇以及應(yīng)用是關(guān)鍵，解決傳統(tǒng)制造當(dāng)中材料的選擇問(wèn)題，關(guān)鍵性就是在于綠色材料的應(yīng)用，這里所指的綠色材料，主要是材料的使用性能以及能源、資源的消耗量，對(duì)生態(tài)與環(huán)境具備更低的負(fù)面影響，從而推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展。以航空機(jī)械制造行業(yè)為例，采用資源節(jié)約型的工藝技術(shù)以及工藝材料能夠顯著降低環(huán)境影響的同時(shí)實(shí)現(xiàn)更高的資源利用。采用資源節(jié)約型的工藝技術(shù)，是當(dāng)前航空機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性發(fā)展趨勢(shì)，傳統(tǒng)的技術(shù)主要是以消耗不可再生的金屬材料為主，但是這一種現(xiàn)象顯然會(huì)消耗大量的金屬原材料，不僅成本較高，而且社會(huì)性也比較低。因?yàn)槟壳懊鹘Y(jié)構(gòu)的改變，制作坯的方式也存在明顯的改變，精鍛件、精鑄件、單晶以及定向凝固精鑄件毛坯替代了傳統(tǒng)的大余量毛坯，其原本的傳統(tǒng)意義鍛件使用量從原本的77%降低至33%，精鑄件從原本的18%提升至44%，粉末冶金從原本的3%提升至8%，復(fù)合材料從原本的4%提升至15%。

2.3 工藝技術(shù)方面的綠色應(yīng)用

在傳統(tǒng)的機(jī)械制造工藝當(dāng)中，許多工藝都會(huì)對(duì)材料形成較大的破壞，尤其是在鍛、鑄等工藝當(dāng)中，這一加工工藝本身就會(huì)對(duì)材料形成較大的磨損，同時(shí)工藝本身會(huì)導(dǎo)致資源的浪費(fèi)。對(duì)此，采用綠色制造工藝技術(shù)也是新型機(jī)械制造工藝的關(guān)鍵。綠色制造技術(shù)的基本流程主要包含5個(gè)，預(yù)審、評(píng)審、選擇、實(shí)施以及制造。綠色制造的評(píng)審主要是對(duì)機(jī)械制造工藝的可實(shí)施性給予相應(yīng)的評(píng)價(jià)與審核，其審核的主要項(xiàng)目是應(yīng)用可行性以及經(jīng)濟(jì)、環(huán)保性。

以刀具的工藝流程為例，首先需要采用符合發(fā)動(dòng)機(jī)零件加工的刀具。加工所采用的刀具材料必須滿足加工零件的材質(zhì)需求，需要按照具體的將材料應(yīng)用相應(yīng)的加工刀具，例如鎢鉆類符合應(yīng)用加工鑄鐵、有色金屬等短切屑的工具。并且鎢鉆類因?yàn)榇嬖谏倭坑捕容^高以及韌性較低的鈦化物，更符合加工鋼件等長(zhǎng)切屑的工件。同樣，刀具的不同涂層材質(zhì)對(duì)加工原料的影響也是并不相同的，例如氮化鈦涂層可以提升刀具表面的耐磨性以及硬度，從而降低摩擦的系數(shù)，降低積屑瘤的形成，提升刀具的使用壽命。除此之外，提升廢舊硬質(zhì)合金刀片再利用，提升廢氣刀具的回收利用是控制生產(chǎn)成本，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有效措施。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，伴隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷提升以及對(duì)經(jīng)濟(jì)最大化的追求，傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的制造工藝已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代化社會(huì)的發(fā)展需求，并且基于綠色加工的機(jī)械制造工藝技術(shù)已經(jīng)基本能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備周期性的控制，完全可以滿足機(jī)械制造過(guò)程中對(duì)環(huán)境的保護(hù)以及對(duì)資源的低消耗需求，并且可以顯著優(yōu)化機(jī)械制造的整個(gè)流程，從而提升企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益。

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