張延鵬，文靜

（甘肅省理工中等專業(yè)學(xué)校，甘肅 武威 733000）

綠色制造技術(shù)主要目的是降低單位生產(chǎn)能耗，減少對環(huán)境的影響，綠色制造技術(shù)作為先進(jìn)的機械加工技術(shù)手段，是人類實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要方式。該技術(shù)主要是在傳統(tǒng)機械加工技術(shù)基礎(chǔ)上與綠色生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合，運用綠色加工的原理制定科學(xué)的生產(chǎn)方案，降低機械加工成本。如在制造生產(chǎn)過程中，將原材料或半成品直接轉(zhuǎn)化，提高原材料尺寸精度，減少不必要的資源消耗，妥善處理機械加工制造過程中的污染問題，提高生態(tài)環(huán)境的保護(hù)效果。綠色制造技術(shù)在機械制造領(lǐng)域的應(yīng)用具有現(xiàn)實意義，具體運用仍需要結(jié)合實踐過程進(jìn)行分析。

1 綠色制造的概述

綠色制造技術(shù)是基于產(chǎn)品制造對環(huán)境影響和資源使用效率分析的基礎(chǔ)上，對產(chǎn)品設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用等環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，將綠色技術(shù)運用于整個制造生產(chǎn)流程的現(xiàn)代制造模式。綠色制造工藝技術(shù)大體可分為三方面類型：（1）注重環(huán)境保護(hù)型的綠色制造技術(shù)，主要是對機械制造領(lǐng)域輸出結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，減少工業(yè)生產(chǎn)過程中的廢料，對環(huán)境造成的污染；（2）注重降低能耗的綠色制造技術(shù)，提高燃料、原料等工業(yè)材料的利用效率，降低能源消耗；（3）注重節(jié)約型的綠色制造技術(shù)，此類技術(shù)主要對制造領(lǐng)域零部件的精度進(jìn)行控制，在原材料和毛坯階段使用預(yù)處理技術(shù)，減少設(shè)計和制造過程中的原料損耗。傳統(tǒng)制造技術(shù)，主要是對自然界的原材料進(jìn)行加工，在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一定的廢棄物，會造成資源浪費和環(huán)境污染問題，而綠色制造技術(shù)的使用，重點是解決能耗高和自然資源利用率低的問題，同時，對制造過程中所產(chǎn)生的廢料進(jìn)行再次回收利用，降低機械制造過程中對環(huán)境帶來的影響。

2 綠色制造技術(shù)的特點

2.1 綠色設(shè)計

綠色制造設(shè)計主要是解決傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)計過程中質(zhì)量差、能耗高、污染嚴(yán)重的問題，綠色設(shè)計理念運用機械制造加工，需要貫穿整個工藝生產(chǎn)流程，無論是機械制造部件的外觀設(shè)計，還是更深層次的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，都需要經(jīng)過精準(zhǔn)的分析驗算，轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行的生產(chǎn)方案。同時，應(yīng)注重以環(huán)境保護(hù)作為設(shè)計的指導(dǎo)原則，將環(huán)境污染問題納入機械產(chǎn)品制造工藝流程，成為企業(yè)評判設(shè)計工藝水平的核心要素。

在工業(yè)機械產(chǎn)品設(shè)計過程中，綠色制造技術(shù)的應(yīng)用重點體現(xiàn)以下方面內(nèi)容，材料選擇、功能設(shè)計、優(yōu)化產(chǎn)品使用壽命等。（1）在材料選擇過程中，應(yīng)注重減少機械產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的能耗問題，減少廢棄材料的產(chǎn)生，或使用可回收材料，如綠色設(shè)計所使用的原材料與微機械制造技術(shù)密切相關(guān)，能夠通過優(yōu)化設(shè)計的方式來減少機械產(chǎn)品零部件的體積，減少機械制造過程中原材料的使用量。（2）功能設(shè)計是機械產(chǎn)品使用階段，能夠?qū)Ξa(chǎn)品的整體性能進(jìn)行優(yōu)化，以降低機械設(shè)備運行過程中的能耗，如通過使用清潔能源、保證設(shè)備處于良好的性能狀態(tài)、設(shè)計清潔消費品等，減少產(chǎn)品在生產(chǎn)階段的能量損耗。（3）優(yōu)化產(chǎn)品使用壽命，在綠色產(chǎn)品生產(chǎn)理念應(yīng)用過程中，主要涉及產(chǎn)品設(shè)計壽命和美學(xué)壽命，不斷地對產(chǎn)品進(jìn)行更新，優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn)過程的工藝，通過對現(xiàn)有產(chǎn)品工藝升級等措施，延長產(chǎn)品的使用壽命，實現(xiàn)產(chǎn)品技術(shù)壽命和美學(xué)壽命之間的平衡，避免因設(shè)計質(zhì)量問題導(dǎo)致消費者頻繁更換產(chǎn)品，造成不必要的能源損耗。

2.2 綠色材料

在機械產(chǎn)品設(shè)計過程中，綠色原材料的選擇極為重要，需要考慮原材料的資源屬性、經(jīng)濟(jì)屬性、環(huán)境屬性、能源屬性，盡量選擇與環(huán)境污染較少，可降解的再生材料，保證機械產(chǎn)品的整個周期的使用壽命，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品生命與環(huán)境之間的協(xié)調(diào)一致。采購人員在機械產(chǎn)品綠色材料選擇過程中，可參考以下材料采購原則：（1）選擇可再生的環(huán)保型材料，提高原材料的使用壽命；（2）兼顧原材料的經(jīng)濟(jì)性與材料污染、利用率之間的矛盾關(guān)系，盡量選擇無輻射危害、無毒的環(huán)保型材料；（3）材料選擇過程中要考慮到原材料是否具備再次利用的能力；（4）開發(fā)綠色的新型材料，企業(yè)可構(gòu)建自己的綠色原材料庫。

2.3 綠色工藝

在機械產(chǎn)品制造加工過程中，應(yīng)考慮傳統(tǒng)工藝條件下，材料產(chǎn)品的能耗、污染、成本問題，能夠使用更加高效的現(xiàn)代生產(chǎn)工藝，代替原有的生產(chǎn)技術(shù)。對于已出現(xiàn)新的生產(chǎn)工藝，能夠代替原有生產(chǎn)技術(shù)的產(chǎn)品，應(yīng)堅決采用新的工藝技術(shù)。在機械制造企業(yè)綠色工藝應(yīng)用方面，大體可分為資源節(jié)約技術(shù)、節(jié)能技術(shù)、環(huán)保技術(shù)3個方面的應(yīng)用。（1）資源節(jié)約技術(shù)是根據(jù)資源的使用情況，將原材料的消耗極小化、能量消耗極小化、輔助消耗極小化，環(huán)境排放極小化；（2）環(huán)保技術(shù)的使用主要是減少各類廢渣、廢氣、廢液、噪聲等問題的產(chǎn)生；（3）節(jié)能技術(shù)的使用主要是對工藝施工方案、機床、模具、刀具的選擇，優(yōu)化機械加工制造過程中的時間成本、制造成本。因此，從綠色制造角度分析，綠色工藝的選擇使用需要綜合考慮資源消耗與環(huán)境影響，實現(xiàn)工業(yè)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的統(tǒng)一，推動我國工業(yè)制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。

2.4 綠色處理

綠色處理主要是對自動化設(shè)備生產(chǎn)過程中，有機氣體排放、廢渣、廢液以及各類廢棄物處理和轉(zhuǎn)化回收的方案，實現(xiàn)對各類廢棄物的無害化處理，提高資源的再次使用效率。如對機械制造產(chǎn)品可拆卸性特征，對部分零部件進(jìn)行綠色再生，使舊有的零部件重新用于新產(chǎn)品的制造，提高資源的使用效率。

2.4.1 綠色包裝

對于機械產(chǎn)品的加工制造，涉及成品包裝問題，需要認(rèn)真考慮包裝設(shè)計的美觀性、包裝材料的可回收功能，以及綠色產(chǎn)品使用的實際價格與運輸成本。目前，在機械加工制造領(lǐng)域所使用的綠色包裝材料主要有瓦楞紙板、木板皮和塑料，此類材料無毒，且能夠再次回收利用，具有循環(huán)降解的功能，在機械產(chǎn)品包裝領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

2.4.2 綠色回收

（1）固體廢棄物。機械加工過程中所產(chǎn)生的廢棄物，主要包括邊角料、料頭、刨花、鐵屑、殘次品等，這些固體廢棄物種類多、數(shù)量大，對于此類廢棄物直接排放，會對環(huán)境造成一定的污染，且浪費資源。在機械加工過程中，對于固體廢棄物，可使用無切削或特種加工工藝，減少廢棄物的產(chǎn)生，同時使用可再生手段，對固體廢棄物進(jìn)行回收，再次利用。

（2）廢液。在機械加工過程中需要使用潤滑劑、冷卻液等工業(yè)產(chǎn)品，對機械設(shè)備、刀具進(jìn)行潤滑，此類潤滑劑、冷卻液、切削液自身具有一定的腐蝕性，長期使用會對皮膚進(jìn)行傷害，直接排放會造成水污染、土壤污染等問題?？墒褂梦廴据^小的潤滑劑、冷卻液、切削液，或?qū)櫥瑒?、冷卻液、切削液再次循環(huán)利用，也可采用新的加工工藝，如干式加工工藝，減少不必要的資源消耗。

（3）廢氣。機械加工制造行業(yè)很少產(chǎn)生廢氣，但在特殊工藝下會產(chǎn)生大量煙霧，如壓鑄施工工藝、澆筑施工工藝、熱處理、酸洗等工藝環(huán)節(jié)，高溫作用下會出現(xiàn)部分液體氣化、霧化，污染車間空氣長此以往會對人體產(chǎn)生危害。一般采用通風(fēng)的方式，將氣體稀釋排放入大氣。

3 機械制造業(yè)中的常見綠色制造技術(shù)

3.1 干式切削技術(shù)

干式切削技術(shù)在加工過程中不需要使用切削液，使用專業(yè)的切削刀具、機床、輔助設(shè)備，完成機械材料的加工制作。干式切削技術(shù)的使用，可大幅提升刀具的耐久度，保證長期加工制造過程中產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，是當(dāng)前機械制造行業(yè)廣泛應(yīng)用的綠色制造技術(shù)。其環(huán)保性能大體可體現(xiàn)在以下方面：（1）在不使用切削液的情況下，干式切削自身成本較低，減少了不必要的資源消耗。（2）干式切削加工過程中對傳統(tǒng)加工工藝進(jìn)行優(yōu)化，通過減少摩擦降低切削力的方式，保證整個切削加工的順暢性連貫性，減少不必要的刀具磨損。從刀具換刀角度、加工質(zhì)量角度以及降低資源消耗角度分析，干式切削技術(shù)相對傳統(tǒng)加工技術(shù)，節(jié)能降耗功能更加突出。（3）在傳統(tǒng)機械加工制造領(lǐng)域使用切削液，很容易出現(xiàn)有毒有害的切削物，且切削液霧化所產(chǎn)生的有害氣體直接威脅人體健康，而且使用切削液產(chǎn)生的固體廢棄物處理較為困難，一方面，機械加工過程中的切削物會黏附在物體表面，在加工制造過程中會造成不必要的損傷，破壞物體外觀的整潔度；另一方面，使用切削液所產(chǎn)生的邊角料、料頭、刨花、鐵屑等固體廢棄物難以處理，無法做到干濕分離，影響了廢棄物的再次回收利用。

3.2 數(shù)控加工技術(shù)

數(shù)控加工技術(shù)是利用數(shù)控制床進(jìn)行機械制造，具有自動化程度高，能夠一次成型的特點，是當(dāng)前機械加工領(lǐng)域常用的綠色制造技術(shù)。數(shù)控機床自身質(zhì)量穩(wěn)定性、精確度、可靠性更高，通過數(shù)控系統(tǒng)能夠控制刀具，按照一定的軌跡運行，通過數(shù)控編程的方式編寫刀具行走程序，減少了人為操作控制，滿足了批次產(chǎn)品生產(chǎn)的精度要求，避免因零部件加工偏差過大造成的原材料浪費問題。使用數(shù)控機床完成零部件加工，能夠根據(jù)圖紙設(shè)計的工藝流程編寫控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)零部件的一次性成型，通過優(yōu)化設(shè)計的方式提高零部件原材料的利用效率，避免了后期打磨、削邊所產(chǎn)生的邊角料問題，減少了材料浪費。

3.3 微機械制造技術(shù)

微機械制造技術(shù)是微型機械產(chǎn)品系列技術(shù)，與常規(guī)機械制造技術(shù)相比，自身體積小、精度高，應(yīng)用于機械產(chǎn)品加工制造領(lǐng)域。微機械制造技術(shù)主要通過生產(chǎn)小體積的產(chǎn)品，有計劃的替代原有機械部件，通過保證小體機機械產(chǎn)品質(zhì)量性能與原有產(chǎn)品一致的前提下，減少機械生產(chǎn)過程中的原材料損耗。從產(chǎn)品應(yīng)用角度分析，微型機械產(chǎn)品自身體積小、重量輕，在運作過程中能耗較小，長期使用過程中節(jié)能效果遠(yuǎn)強于傳統(tǒng)產(chǎn)品。

3.4 真空熱處理技術(shù)

真空熱處理技術(shù)主要是指產(chǎn)品的真空或部分真空的條件下，使用各類熱處理工藝對金屬材料進(jìn)行熱加工，能夠有效解決傳統(tǒng)金屬材料加工過程中的氧化、脫碳、滲碳、脫脂、除氣等問題。真空熱處理技術(shù)的使用，是在真空環(huán)境下減少氧化反應(yīng)，避免金屬表面材料的元素蒸發(fā)，減少空氣中有害氣體，對金屬造成的損傷，同時，真空加熱過程中氣體的均勻性能夠得到控制，保障零件淬硬效果。該技術(shù)的使用能夠有效減少產(chǎn)品生產(chǎn)過程中次品概率，同時真空加熱過程中，能夠有效控制零部件的畸變反應(yīng)，保證材料質(zhì)量。

4 機械綠色制造技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著當(dāng)前機械制造技術(shù)的快速發(fā)展，綠色制造技術(shù)在應(yīng)用過程中呈現(xiàn)出以下趨勢：第一，社會化發(fā)展。綠色制造技術(shù)的應(yīng)用得到了社會各界的廣泛認(rèn)同，國家出臺了相關(guān)政策法規(guī)，對產(chǎn)品的研發(fā)應(yīng)用等方面進(jìn)行了政策支持，構(gòu)建了完善的綠色制造政策服務(wù)體系，降低了綠色制造技術(shù)的應(yīng)用成本。第二，智能化發(fā)展。綠色制造技術(shù)在應(yīng)用過程中，智能化、集成化是未來制造裝備發(fā)展的主要趨勢，通過提升制造設(shè)備的各項感知能力，進(jìn)一步減少零部件制造過程中的能耗。第三，統(tǒng)一化發(fā)展。綠色制造技術(shù)在應(yīng)用過程中，可根據(jù)生產(chǎn)需求逐步推廣全過程的綠色制造技術(shù)應(yīng)用，完善綠色制造技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，推動全產(chǎn)業(yè)鏈節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，對機械制造的可持續(xù)發(fā)展大有益處。

5 結(jié)語

總體而言，綠色制造技術(shù)應(yīng)用于機械制造領(lǐng)域，對降低制造企業(yè)的成本，提升我國制造業(yè)競爭實力有著重要的作用，同時綠色制造技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用可減少能源的消耗問題，有利于環(huán)境保護(hù)以及制造企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。對于綠色制造技術(shù)應(yīng)用過程中的困難問題，仍需要政府給予支持，構(gòu)建完善的管理體系和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，推動綠色制造技術(shù)與智能技術(shù)的融合應(yīng)用，為制造行業(yè)的發(fā)展帶來生機活力。