于祥行 李進舟

綠色制造是龐大的系統(tǒng)工程，是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源消耗的制造技術。它著眼在產(chǎn)品制造過程中，對環(huán)境的負面影響最小，與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，促進企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益共同提高的制造模式。綠色制造的關鍵技術是：

1.綠色設計的研發(fā)。

2.綠色制造工藝技術及綠色工藝設備的研發(fā)。

3.綠色制造過程建模。

4.綠色制造評價方法的研究。

一、綠色設計

綠色設計即在產(chǎn)品的設計階段，就將環(huán)境因素和防止污染的措施貫穿于產(chǎn)品設計中，將產(chǎn)品的環(huán)境屬性和資源屬性，如可拆卸性、可回收性、可制造性等作為設計的目標，并行的考慮并保證產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、壽命和經(jīng)濟性。綠色設計要求在產(chǎn)品設計時，選擇與環(huán)境友好的材料、機械結(jié)構和制造工藝，在使用過程中，能耗最低，不產(chǎn)生或少產(chǎn)生毒副作用;在產(chǎn)品生命終結(jié)時，要便于產(chǎn)品的拆卸、回收和再利用，所剩廢棄物最少。

二、低物耗的綠色制造技術

（一）綠色材料

綠色設計與制造所選擇的材料既要有良好的使用性能，又要與環(huán)境有較好的協(xié)調(diào)性，為此，可改善機電產(chǎn)品的功能，簡化結(jié)構，減少所用材料的種類;選用易加工的材料，低耗能、少污染的材料，可回收再利用的材料。

（二）少無切削

隨著新技術、新工藝的發(fā)展、精鑄、冷擠壓等成型技術和工程塑料在機械制造中的應用日趨成熟，從近似成形向凈成形仿形發(fā)展。有些成形件不需要機械加工就可以直接使用，不僅可以節(jié)約傳統(tǒng)毛培制造時的能耗、物耗，也大大減少了產(chǎn)品的制造周期和生產(chǎn)費用。

（三）節(jié)水制造技術

水是寶貴的資源，在機械制造中起著重要作用。但由于我國北方缺水，從綠色可持續(xù)發(fā)展的角度，應積極探討節(jié)水制造的新工藝。干式切削就是一例，它可以消除在機加工時使用切削液所帶來的負面效應，是理性的機械加工綠色工藝。

（四）新型刀具材料

減少刀具，尤其是復雜貴重刀具材料的磨耗是降低材料消耗的另一重要途徑，對此可采用新型刀具材料，發(fā)展涂層刀具。

三、低能耗的綠色制造技術

機械制造企業(yè)在生產(chǎn)機械設備時需要大量鋼鐵、電力、煤炭和有色金屬等資源，隨著地球上礦物資源的減少和近期國際市場石油價格的不斷波動，節(jié)能降耗已經(jīng)是不爭的事實，對此可采用以下綠色技術。

（一）技術節(jié)能

加強技術改造，提高能源利用率，如采用節(jié)能型電機、風扇，淘汰能耗大的老式設備。

（二）工藝節(jié)能

改變原來能耗大的機械加工工藝，采用先進的節(jié)能新工藝和綠色新工裝。

（三）管理節(jié)能

加強能源管理及時調(diào)整設備負荷，消除跑、冒、滴、漏等浪費現(xiàn)象，避免設備空車運作和機電設備長期處于待電狀態(tài)。

（四）綠色設備

機械制造裝備將向著低能耗，與環(huán)境相協(xié)調(diào)的綠色設備方向發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了干式切削加工機床、強冷風磨削機床等。綠色化設備減少了機床材料的用量，優(yōu)化了機床結(jié)構，提高了機床性能，不使用對人和生產(chǎn)環(huán)境有害的工作介質(zhì)。

四、廢棄物少的綠色制造技術

機械制造目前多是采用材料去除的加工方式，產(chǎn)生大量的切屑、廢品等廢棄物，既浪費了資源，又污染了環(huán)境，對此可采取以下綠色技術。

（一）切削液的回收再利用

已使用過的廢乳化液中，含有大量的油脂，此外還含有硫、磷等化學添加劑，如直接排放或燃燒，則將造成嚴重的環(huán)境污染，綠色制造對切削液的使用、回收再利用或再生非常重視。

（二）磨屑二次資源利用

在磨削中，磨屑的處理有些困難，若采用干式磨削，磨削處理則較為方便，由于CBN砂輪的磨削比較高，磨屑中很少有砂輪的微粒，磨屑純度很高，可通過一定裝置搜集被加工材料的磨粒，作二次資源利用。

（三）快速原型制造技術（RPM）

應用材料堆積成型原理，突破了傳統(tǒng)機加工去除材料的方法，采用分層實體制造（LOM），熔化沉積制造（FDM）等，能迅速制造出形狀復雜的三維實體和零件，可節(jié)約資源，又能減少加工廢棄物的處理，是很有發(fā)展前途的綠色制造技術。

五、少污染的綠色制造技術

（一）大氣污染

機械制造中的大氣污染主要來自工業(yè)窯爐（如鑄造的沖天爐、烘干爐等）、工業(yè)鍋爐和熱處理車間的爐具等，他們在生產(chǎn)加熱時產(chǎn)生大量的煙塵，含硫、含氮化合物，對工人及居民的人身健康造成危害，為此可采取改變節(jié)能結(jié)構、燃燒方式和集中供熱等綠色工藝技術。

（二）水污染

機械制造業(yè)的廢水主要有，含油廢水、含酸（堿）廢水，電鍍廢水和洗滌廢水等，由于工業(yè)廢水處理難度大、費用高，綜合防治是現(xiàn)階段處理水污染較為有效的措施，不過這仍是末端治理技術，綠色化程度不高，還需要從源頭治理。

（三）其他污染

除了上述污染源外，機械制造還存在振動污染、噪聲污染、熱污染、射頻輻射污染、光污染等其他污染源，應積極研究采取相應的防護和改善措施。

六、綠色制造技術的應用

若從節(jié)能、降耗、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期的角度出發(fā)，諸如快速成型技術，并行工程機敏捷制造、虛擬制造、智能制造和網(wǎng)絡制造等先進制造技術都可納入綠色制造技術的應用范疇。不過目前能將綠色制造技術真正應用于企業(yè)生產(chǎn)的，也是較為成功的應用，主要集中在汽車、家電等支柱產(chǎn)業(yè)上。

作者簡介：于祥行，工程師，從事管理工作;李進舟，高級工程師，從事管理工作。