机械产品绿色制造技术的应用

王子越

摘要：机械产品绿色制造技术有效解决了产品在加工过程中对环境造成污染的现象，这一技术的应用对于保护环境，推动我国可持续发展战略有一定的意义。现代科学技术的进步促进了绿色制造技术的发展和普及，人们环保意识的增强使机械产品绿色制造技有了更多的发展和应用空间。

关键词：机械产品;绿色制造技术;应用

中图分类号：C931                                       文獻标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）07-0176-02

0  引言

传统的机械制造技术具有消耗高、污染大等缺点，随着人民生活水平的提高，环保理念深入人心，人们对各种产品的质量要求不断提高，可持续发展战略的推进使更多人看到了传统机械制造技术的弊端。近年来。传统机械制造技术逐渐向绿色制造技术发展，绿色制造技术以绿色理念进行设计，充分考虑了产品的经济性、环境性和实用性，对于减少机械制造过程中的能源消耗，减少对环境的污染有着重要的作用。在绿色环保理念的倡导下，各行各业也渐渐加强了对绿色制造技术的应用。

1  机械产品制造技术发展现状

传统的机械行业在现代科学技术不断发展的环境下得到了迅速的发展，大规模集成电路、微电子等技术的应用在促进传统制造技术发展的同时，也加大了对环境的破坏，对原材料和能源产生了巨大的消耗。近年来，人们的环保理念不断增强，但仍有部分企业家环保理念淡薄，一味追求经济效益，导致在产品加工过程中对环境的污染和资源的浪费等问题进一步加剧，保护环境是每一位公民的责任，但还是有很多企业家不愿意花费代价去承担这份责任。制造业对环境污染的程度十分严重，根据相关数据统计，全球每年可产生高达60亿吨的废弃物，且70%以上的污染物排放都来自于机械制造行业。

1.1 部分企业环保意识淡薄

制造业对环境污染的危害性极其严重，绿色制造是每个企业家和生产者必须重视的行为，绿色制造影响着人类的生存，环境保护对人类社会发展的意义重大。然而，部分企业尤其是中小企业缺少对环境保护的意识，过于重视经济效益，在这些企业看来，绿色制造经济收益远，且投入大、见效慢还不如抓品种、抓产量、抓成本见效快，所以他们不愿意花费代价去承担保护环境的责任，宁愿污染环境也不愿采取措施实现绿色制造。

1.2 机械加工过程对环境污染大

先制造毛坯，再切削加工的方法是传统机械零件成型的主要方法，在毛坯制造的过程中，一般会使用锻造加热设备、铸铁熔化设备等进行锻造和铸造，这些设备通常以焦炭、燃煤、燃油或冲天炉、三节炉等加热炉为主，这些加热炉的使用容易产生二氧化碳形成酸雨，对环境的污染十分严重。其次，在零件表面镀层处理时也会造成环境污染。除此之外，在机械加工的过程中，为了提高刀具的耐用度和加工的精度，一般会采用润滑和切削冷却，切削表面在高速切削下形成高温造成其表面液气化，会对空气产生一定的污染。

1.3 原材料和能源浪费严重

一些企业在产品制造阶段还在沿用老式的机床，采用传统机械运作模式，老式的机床和传统的模式不仅不能提高机械产品制造的效率，还会对原材料以及能源造成巨大的浪费，材料的利用率低、加工精度低，产品机械加工切削效率低。据相关数据显示，我国每年机械加工可产生高达数百吨的切削量，机加工、锻造、铸造、热处理等设备的能耗非常大，导致加工成型的零件还不到毛坯质量的一半，但能耗却高出发达国家数十倍。

1.4 产品的回收利用率低

传统的机械产品制造模式作为一种开式循环，并没有将回收利用环节加入进去形成闭式循环模式，这一模式下，机械制造过程中产生的废弃物直接排放，不仅不能对其进行二次利用，更是对环境造成了一定的破坏。此外，现在很多厂房内随处可见满身锈迹的机械设备，但这些废旧机床的处理也成为困扰机械制造企业的重要问题，利用和改造这些废旧设备是机械制造企业关注的重点问题。

2  绿色制造的概念

绿色制造也称环境意识制造，是为了将机械制造过程对环境资源的利用率达到最高，最大程度地减小负面影响而在设计、制造、使用、报废等各个生产制造环节综合考虑资源效率和环境影响的一种绿色制造模式。绿色制造涉及整个产品的生命周期，是包括资源优化利用问题、环境保护问题、制造问题这三个方面交叉形成的前沿科学领域，是机械制造企业实现经济效益和社会效益协调发展的必要手段。

绿色制造技术在生产的模式上形成了开发设计—生产制造—包装—使用维修—报废—回收利用为主的封闭式的循系模式，打破了传统的以生产—流通—消费—报废为主的开放生产制造模式，绿色制造通过对生产制造模式的优化，使得原材料和能源的消耗减少，利用率增大，在整个产品的生命周期中将其对环境造成的污染最大化的降低。

在产品的整个生命周期实现4R是绿色制造的核心，即：减量化、重用、再生循环、再制造。也就是从源头上减少污染、节约资源，重复利用产品机器零部件，将废旧产品变为可重复利用的资源以及对废旧产品的重复利用。绿色制造生产模式的实现应做到绿色资源、绿色生产过程、绿色产品这三个层次。

3  绿色制造技术的基本模式和特点分析

绿色制造技术包括绿色产品、绿色生产和绿色制造资源等模式，绿色产品是指在产品整个生命周期，从生产制造到回收利用的每个环节均遵循“绿色”的理念。绿色生产主要从绿色设计和绿色生产工艺两个方面对绿色制造的模式作出了规范。绿色制造资源是指通过对生产制造过程中能源的使用，最大程度地提高能源的利用率，进而实现保护环境的目的。绿色制造技术主要有综合性和全面性两个特征，综合性特征是指综合考虑每一个生产制造环节，综合考虑产品和资源设备之间的关系，通过对各方面因素的综合考虑实现降低环境污染，节约能源，实现产业优化升级的作用。绿色制造技术的综合性还包括多个学科的交叉融合，共同服务于机械产品绿色制造。绿色制造技术的全面性是指绿色产品的生产制造覆盖每一个生产制造阶段，其理念贯穿于整个产品生命周期。

4  机械产品绿色制造技术的应用分析

4.1 机械产品绿色工艺

绿色工艺是机械产品绿色技术最主要的应用，在传统机械加工工艺的基础上，充分结合控制技术、材料科学等现代化绿色制造技术，机械产品绿色工艺尽量采用对环境污染小、能源消耗少的工艺方案，最大限度地在产品机械加工的过程中减少污染、节约资源。机械产品绿色制造工藝有环保型、节约资源型、节省能源型三种类型。环保型是在产品价值制造的过程中利用新型的加工技术，尽可能降低生产加工过程中产生的噪音、废渣、废液、废气等对环境造成污染的因素，尽可能的实现完全消除。节约资源型是指简化加工工艺的系统组成，在产品加工生产的过程中减少原材料消耗的工艺，并通过利用新型加工技术以及优化产品制造技术，以此降低生产制造过程中原材料和资源的消耗。节约能源型是在产品制造过程中，利用减磨、降耗等手段减少能源耗损的工艺技术实现对能源的节省。

4.2 机械产品绿色材料选择与设计

绿色材料选择与设计是实现机械产品绿色制造的前提，在机械产品制造绿色材料的选择与设计上融入环境因素是设计人员需要考虑的问题。在绿色材料的选择设计上要改变原有的思路，不能只注重经济性能和技术性能，同时还需要遵循以下的原则，首先，注重社会效益与经济效益相协调，为利于产品后期的回收利用，选择与环境有良好的兼容性的材料。其次，将能够回收利用的、可再生利用的作为首选材料，促进资源利用率的提升。此外，在考虑材料价格、来源等因素的同时还需要充分考虑该材料对环境的污染性，首选无毒、污染低、无腐蚀、耗能低的材料。最后，注重对绿色材料的开发，建设绿色材料库。

4.3 机械产品绿色结构设计

机械产品的绿色结构设计需要充分考虑产品整个生命周期中每个环节的环境属性，将机械产品的寿命、质量、功能和环境融为一体。机械产品的绿色结构设计要以机械产品的环境属性，包括可回收性、可拆卸性、可维护性等为指导原则，以产品制造的可循环利用性、可装配性、可维修性、可制造性等作为设计目标。以机械产品的绿色结构设计尽可能实现缩短产品上市时间、提高环保意识、提高产品质量、促进社会可持续发展的目标。

4.4 机械产品的绿色包装

机械产品的绿色标准主要是通过应用绿色包装技术，实现产品保障的再生利用或重新回收循环利用，使产品的包装实现自行降解。制造产品的绿色保障除了要考虑包装的实用性和美观程度外，更要考虑包装是否易分解，是否可以回收利用以及是否会对环境造成污染等，除此之外，还需要考虑包装的价格成本等因素。现阶段在机械产品包装上主要有木板、纸板、塑料等。木板常用于大型制造产品的包装，具有较好的强度，但木材资源有限且不可再生，大量使用会耗费大量的资源。纸板污染小，可被降解也可回收利用，被广泛用于制造产品的包装，但纸板的强度低，在运输过程中容易损坏进而对产品造成影响，而且纸板在前期的生产过程中会对环境造成较大的危害。塑料包装也是十分常见的一种产品包装方式，但塑料会对环境造成严重的污染，废弃后不可降解也无法回收利用。近年来，人们利用机械产品的绿色包装技术生产出了一种新型的绿色包装，即纸蜂窝板，这种绿色包装能够有效降低制造产品对环境的污染，降低产品流通过程中的破损率，实现了可降解和可回收利用，是机械产品绿色制造技术的一项重要应用。

4.5 机械产品的绿色回收

机械产品的回收循环再利用是机械产品绿色制造技术的主要特征，机械产品的绿色回收技术能够有效避免对环境的二次污染，当前许多机械制造企业逐渐掌握并应用了这项技术，对企业的生产制造效益起到了很大的提升作用。机械产品的绿色回收应遵循以下原则：第一，以人工拆卸和分解的方式处理不具备使用价值的产品，并回收利用可利用的零部件。第二，通过绿色回收具有使用价值的产品并作为二手产品出售。第三，利用专门的工艺处理有毒有害的物质，用焚烧的手段将其他的残渣、混合物转化为热能，送往填埋工厂或进行绿色回收。

5  结语

传统的机械产品制造技术在新时代暴露出了很多弊端，对环境的污染和对资源或能源的耗损十分严重。机械产品绿色制造技术在传统制造技术的基础上以“绿色”为理念，并将这一理念贯穿于整个产品生产制造周期，能够有效降低机械产品制造过程中对环境和资源的破坏，实现资源的循环利用可持续发展。

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