机械设计中绿色技术运用

刘丽萍

烟台汽车工程职业学院机电系，山东烟台 265500

1 绿色技术的概念

绿色技术是现代机械设计中的一种新型设计方式。在以前传统机械生产中大量产生有害气体和污染物。而绿色技术能替换原来的资源与原材料，降低对环境污染的问题。所以现在机械设计中的绿色技术是机械设计中应该优先考虑。绿色技术成为机械设计中的一个重要环节。绿色技术具有可拆卸性、可回收性、可重复利用性等多种特质。绿色技术从产品的概念设计、生产运用和以后的重复回收都涉及到了产品的每一个环节。这样绿色技术从根本上防止了环境污染，保证了产品的可持续利用性，节约了原材料，这是机械设计中绿色技术的基本思路。

2 绿色技术与传统技术的差异

在传统技术过程中，生产者只是注重产品的功能、质量、寿命等一些问题。是为了直接满足消费者的需求而生产的，忽视了对环境产生的破坏问题。传统技术下的产品能源浪费严重，可回收率十分低。绿色技术在产品的整个寿命周期阶段都贯穿着环保和绿色的设计理念。绿色技术十分注重产品在制造、销售和产品使用废弃后，每一个环节对环境产生的影响。同时也展现了绿色技术具有很高的经济效益性。绿色技术有一套系统化的设计程序，其中包括：减少污染排放、环境污染的鉴定、环境问题的提出等方案。绿色技术不同于传统技术的生产目标，它包含了除传统生产技术目标外的防止环境污染源的产生和优良的原材料运用管理。这样就最大限度的减少了废弃物产生，也同时增加了零件或者材料在绿色技术运用下的使用周期和可重复利用性。通常绿色技术有三个主要阶段：一是全程跟踪材料流动，保证材料的流入和流出之间相互平衡；二是对一切特殊的产品或不同的种类分配环境费用评估其确实价值；三是对整个产品进行系统性的评估和研究，从产品的整体环境考虑。所以绿色技术的优越性在于要求设计者在整个设计思路上要把低消耗、易拆卸和可重复利用作为设计目标。

3 绿色技术的分析

3.1 原料选择与包装设计

在现代机械设计当中，如何选择合适的材料成为绿色技术的重要组成部分，而且这也是机械设计中运用绿色技术的一项重要的手段。绿色技术和传统机械设计下选择原材料的方式有所不同。对选择材料的程序和步骤也有所改变，不仅要选择具有良好性能的原材料，在产品制造的过程中。对其包装设计业、还要尽可能的减少污染排放，提高产品的可回收率。当然在包装设计的时候也要符合可再利用、可自然降解等特点。绿色技术下的包装不会对人体健康产生危害。有利于提高其竞争力。

3.2 产品的可拆卸和可回收性

现在的机械设计中，一般只考虑零部件方便装配性。对产品的可拆卸性考虑较小，当代机械的生产设计是把机械的可拆卸性作为产品设计的基本准则。这就方便以后当产品废弃后有利于零部件的拆卸，对零部件进行可再生重复利用，起到了非常明显的环境保护和节约能源的作用。在设计机械产品的时候就要考虑材料的可回收性、处理方式、以及相关结构工艺性问题。这样可以获得优良的原材料，更好的发挥绿色技术的作用，做到了节约材料减少环境污染。

3.3 生产成本的分析

在整个机械设计的过程中，传统机械技术与绿色机械技术的成本分析与评估是存在差异的。因为在产品生产最初的阶段，绿色技术就要考虑到产品的再回收性、产品的可拆卸性和环境成本等因素。所以绿色技术在生产的每一个环节都要考虑成本。这样综合起来才能使机械产品更加具有竞争力更加趋向绿色化，从而达到环境保护和经济效益互利互惠的目的。

4 绿色产品设计的特点

在产品的设计过程中，传统产品的生命周期是指产品的设计、制造过程直至废弃的所有阶段，而产品废弃后的各个环节并没有被考虑。绿色设计技术下的产品在除整个生命周期和生产各个阶段外，还包括产品废弃后的拆卸回收、处置等每一个环节都进行了充分的考虑，起到了节约资源和保护生态的作用。绿色产品设计技术从整体上优化了产品性能，使组成产品的零部件和材料得到充分有效地利用，减少了对材料资源及能源的需求，减缓了资源消耗，使其合理地、可持续化的使用。 能从源头上减少环境污染，大量降低了污染源的产生，有力的保护了环境和资源的可持续性。保护自然生态系统的平衡和实现可持续发展是绿色技术设计的核心价值所在。绿色技术可以减小环境负荷，提高产品的竞争力。

5 绿色技术在机械设计中的运用

5.1 干切削和微机械技术

伴随着社会经济发展和科学技术不断提升，在越来越的机械设计中把绿色设计加入其中。干切削技术就是在绿色技术下的一次重要的变革，它改善了现有的湿切削技术。这也是一种全新的产业清洁技术，它在加工过程中不会使用切削液，这样就从源头上杜绝了污染。在整个制造过程中对环境保护有着巨大作用。这种技术同时也简化了相关机械装置，降低了生产成本。同时制造过程中产生的切屑也干净清洁方便对其进行回收，绿色技术现在已经成功运用到实际加工中。以细微加工的微机械技术也属于绿色技术，这种技术主要是在纳米尺度范围内进行加工。使得产品具有精密度高、体积重量小和能源资源消耗少等优势。这种技术可以广泛运用到机械生产中去，减少了对环境的污染和提高了产品的竞争力。

5.2 虚拟快速成型设计技术

在如今的机械设计中，可模拟现实产品的绿色技术正在被积极的研究和利用。这种技术主要是模拟三维图形生成、利用高分辨率的显示从达到生成逼真的三维虚拟环境。这种技术在产品的设计上不会消耗资源，不会产生相应的实际产品。这样同原来的设计方式相比，这种技术更具时效性和高度集成性，提升产品的质量和开发速度有十分积极的意义。这些绿色技术不断推动整个机械产业的发展并且描绘出了广阔的发展前景。

6 绿色技术的内容及其方法

绿色产品技术主要包括：对材料的选择和管理、产品具有的可拆卸性设计、产品可重复回收性等。绿色技术能把原材料中的有害和无害材料分别开，这样十分有效的延长了产品的使用寿命。还能充分把一些有用部分及时回收，再进行一定的工艺加工。这样就把环境的影响程度大大减少。绿色技术也充分考虑到材料本身的可回收性、重复利用的价值、回收处理方法等。绿色设计的方法主要有：模块化设计、产品组合设计、绿色环保包装设计、循环利用设计等等。产品的模块化设计是指在特定的范围内把不同功能或相同功能的不同性能、不同规格的产品进行一定基础的分析。然后规划出一系列的功能模块，同模块的自主选择可以构成不同的机械产品。这样就满足了不同的消费需要，板块设计可以有效解决产品的品种规格、设计周期和生产成本之间的矛盾。迅速提高产品的更新换代的时间，有力的提升了产品自身的质量，方便了产品日后拆卸与回收。绿色设技术大大提高了产品的竞争力。循环设计同样也指可回收设计，绿色技术在进行产品设计初期的时候，就会充分考虑到产品的零部件可回收性，回收的价值大小等一系列回收问题。从而以最小的能源消耗和环境代价作为产品的设计思路。

7 结论

在科技日新月异的今天，绿色技术被广泛运用于工业设计中是不可阻挡的时代潮流。这是机械化设计的进程的必然选择，也是必经之路。绿色技术的运用保障了经济的可持续发展，有利于环境生态不受破坏和能源浪费。也是以后机械制造企业的立足资本，运用绿色技术具有极大的现实意义。可以提高产业生产效率，促进经济与环境的和谐发展，但也要掌握正确的绿色技术理念和方法，遵循一定的规律才能更好的把绿色技术运用到机械设计中去，并不断的去完善、认识和理解绿色技术才能系统化的更好利用它

[1]梅志敏，李云云，卢伟，等.绿色选材在机械设计中的运用研究[J].机械制造，2012，50(7).

[2]李慧琴，王栋.绿色制造技术在"机械设计课程设计"中的应用[J].科技创新导报，2011(6)：153，155.

[3]崔井军.机械设计中绿色理念的渗透[J].硅谷，2012(18)：24-24，8.

[4]胡静，支保军.机械设计中的绿色理念[J].科技创新导报，2010(27)：67.

[5]孙绍彬.关于绿色制造技术与高职机械类专业教学融合的思考[J].

[6]杨倩.机械产品中的绿色设计理念[J].机械，2007，34(12).

[7]孙建东，程光.绿色设计引入“机械设计”课程的研究与探讨[C].//第十届全国机械设计教学研讨会论文集，2008：219-221.

[8]机械设计的新理念"绿色设计"[J].现代企业文化，2009(33).

[9]卢雪红.人性化的绿色环保机械设计探讨[J].河北农机，2012(4)：59-60.