机械设计与制造中绿色设计理念的应用

徐久强

摘 要：在当前的工业发展环境下，绿色设计理念是一种新的趋势，可以减少设计中的资源浪费，提高环保能力。下文分析了绿色设计理念在环境保护中的应用价值，探讨了其在机械设计制造中的具体应用，分析了提高机械设计制造绿色水平的有效应用方法。

关键词：机械设计与制造;绿色设计理念;应用研究

引言：

近年来，机械设计的概念不断发展变化，从粗放式发展模式向精细化设计模式转变。在实际设计过程中应用绿色设计理念，可以提高产品的科学性和环保性，提升整体产品的价值，满足人们的绿色消费需求。在当前的机械设计制造中，设计理念的应用也能提高产品的附加值，顺应环保发展的时代潮流。

1机械设计制造应用绿色理念的价值

1.1绿色设计理念应用的必要性

在传统机械制造的发展过程中，很多设计师片面追求经济价值，没有充分重视材料本身的绿色环保性能。它不仅浪费了大量的资源，而且在机械设计制造的产品运行中造成了更多的能源消耗，本质上是一种粗放式的商业发展模式。新时代以来，提高机械制造的精细化程度，无论是从绿色设计、绿色生产还是绿色投资，都能形成完整的闭环效应，融入绿色环保理念，提升设计制造的精细化程度。有效的绿色机械制造设计是后期绿色生产和绿色使用的基础。只有提高设计的精细化程度，才能从可持续发展的角度，减少产品投入使用过程中的资源浪费，提升产品的附加值。

1.2绿色设计理念对机械设计制造的提升作用

首先，实践绿色机械设计和制造可以满足人们对经济效益的追求。特别是在当前绿色发展的社会环境下，绿色设计和制造可以降低材料使用成本，有效回收利用废旧机械制造材料。在成本方面，具有广阔的发展空间，机械制造的设计更加合理科学，有利于降低生产企业的成本。其次，融入绿色发展理念，可以促进经济持续精细化发展，积极响应国家绿色生产号召。进行有效的机械产品设计，减少生产和后期维护造成的资源浪费，避免环境资源枯竭，为子孙后代创造良好的生存和发展空间，满足经济可持续发展的需要。

2机械设计制造中应用绿色设计理念的路径

2.1机械视觉环境绿色设计

首先，在机械视觉设计的过程中，要考虑产品的形态和类型，而不是按照想象机械地设计产品。外包装要符合现实形态，而不是单纯强调风格和档次，更多的绿色元素和自然资源要用于绿色设计。避免过度加工或人为建模，会影响产品的整体视觉效果。区分人工形态和自然形态，采用简约的包装设计，提升整个产品的亲切感和自然感。比如环保充气纸板可以用来设计机械产品的外包装，不仅可以减少运输过程中的振动损失和对产品的负面影响，还可以将运输后的纸板进行回收，从而起到优化资源利用的作用。其次，在视觉设计的过程中，需要根据自然形成的一些自然形态来展现机械产品的概念和技能，尤其是要体现绿色产品在产品包装设计中的应用环境，使其与自然充分融合。比如外包装设计可以更准确地展现机械产品的应用环境，尤其是一些小型机械产品的設计。这种设计方法可以方便运输人员和管理人员通过外包装箱的信息对产品进行分类，从而减少运输和管理的时间和资源浪费。最后，绿色产品的材料设计要综合考虑，避免在机械设计过程中应用高能耗、高污染的材料。比如重金属材料、能源密集型材料等，并且使用更多的绿色材料，例如低密度树脂材料和环氧树脂材料。这些材料的应用消耗较少的自然资源，有助于提高产品性能。同时，新材料的应用可以促进机械产品的创新升级，解决产品同质化问题，提高其市场竞争力，为产品的后续宣传提供充足的竞争点。从最初的设计阶段，就要对产品的可回收性进行综合分析，从而提高产品结构的低碳环保性能。

2.2机械界面系统绿色设计

现代机械产品正向数字化方向发展，人机交互增强。因此，优化界面设计对提高绿色环保性能也具有重要价值。首先，在设计过程中，设计师要充分了解用户的使用环境、使用特点和使用心理，从成本和消费需求的角度进行整体规划。使界面操作对应用户的生产习惯、使用习惯和身心习惯。减少不熟悉的用户界面带来的错误操作问题，降低机械产品出现问题和故障的概率。其次，基于简洁的原则设计机械产品界面，避免复杂繁琐的操作影响用户体验。从用户的实际应用场景来看，页面图标和其他相关图标的大小和颜色是集成的。整个界面要一致。如果操作按钮太小或颜色与其他按钮混淆，可能会导致操作错误的问题。第三，产品的整个界面设计要考虑用户的使用习惯，尤其是具体的操纵杆控制器、数字接口装置、停止按钮等等。从而缩短用户在特殊情况下的反应时间，更好地控制机器的运行效率。通过应用这种数字控制模式，方便用户在使用过程中对设备进行扩展。减少因重新采购设备造成的成本浪费，提高单台设备的使用寿命。

2.3机械液压系统绿色设计

80%以上的机械产品将采用液压结构。如果在设计过程中没有充分考虑液压系统的应用环境，漏油将严重影响资源利用的有效性。一方面，液压系统的设计要充分考虑其使用环境，保证用户能够按照正确的操作方法使用液压系统。在此基础上，设计人员应综合考虑液压系统的应用环境，结合环境特点和操作要求，对液压系统进行优化设计，并提供标准化的操作说明，提高操作人员对液压系统的控制能力。在机械液压系统设计的过程中，一些可能出现的环境问题应该得到有效的预防。另一方面，在产品设计过程中应充分考虑液压系统的回收利用。一般来说，机械产品液压系统的使用寿命为5 ～ 6年。更换液压系统的零件成本很高。在设计过程中，某液压系统制造商充分考虑了零部件更换中的资源浪费，灵活设计了各个部件的拆卸，并分析了零部件更换和回收的一致性。从生态保护的角度出发，增加了关键部件的缓冲系统，用移动数据分析关键部件的使用次数和使用寿命。通过数据输出网络，可以为用户提供液压系统零部件的更换模型。这种设计方法不仅可以为用户创造便利，还可以减少因应用故障零件而造成的机械损伤。

2.4机械产品回收绿色设计

首先，将绿色设计的理念融入到机械设计中，分析整个产品的使用环境属性，做好废旧零部件的生产应用、回收维护、重复拆解回收。如果机械产品的质量和功能在使用周期结束后仍能满足相应的生产条件，则可以按单个零件代替材料进行回收。与传统的回收方法相比，这种回收方法可以减少70%以上的资源浪费，减少材料回收浪费的成本。在设计过程中，可以根据具体的使用场景对零件进行拆分，以保证机械产品在产品生命周期结束后能够回到生产线进行二次加工。第二，标准化生产设计也是绿色产品方便回收的基础之一。加工工艺尺寸严格按规定操作，留有加工余量，工艺尺寸链严格按工艺尺寸控制。从经济技术角度研究设计工艺文件，根据客户上传的具体程序定制操作，满足机器装配工艺规程的设计要求。优质机械零部件的供应会降低后期的维护成本，因此只有不断提高标准化生产水平和质量水平，才能真正实现绿色生产和设计。

结语：

绿色机械产品的设计是绿色生产和绿色维修的基础，机械产品制造和生产的全生命周期都要考虑到各个方面。从本文的分析可以看出，在研究绿色机械产品制造时，应综合分析相关因素。因此，需要树立全面的绿色理念，提高机械产品的回收效率，引入更多的自然资源和绿色理念，促进产品的可持续发展，实现产品的创新升级。

参考文献：

[1]杜训刚.绿色设计理念在机械设计制造中的应用[J].中外企业家，2020（7）：141-142.

[2]陈兴义，杨锦陇.基于资源分析的绿色创新设计——以青砖切片机为例[J].设计，2020，33（4）：124-127.

[3]赵阳.绿色设计理念在机械设计制造中的应用[J].发明与创新（职业教育），2020（2）：153.

[4]覃羡烘.绿色理念在机械设计制造中的应用浅析[J].内燃机与配件，2020（3）：203-205.