绿色设计理念在机械设计制造中的应用

赵凯

摘要：在新时期，我国生产制造领域发展迅猛，工业化程度逐渐提升，在很大程度上带动了国民经济的飞速发展。但与此同时，也产生很大的环境污染，不仅使城市遭遇污染严重问题，还影响了生态建设，与节能减排理念相违背。本文分析了绿色制造工艺的内涵及绿色理念在机械设计制造中的应用，并对机械设计制造行业未来的发展方向进行了展望。

关键词：绿色设计理念;机械设计制造;应用

全球变暖、雾霾伤害等都在提醒着人们，环境污染与每个人息息相关，工业生产带来巨大经济利益的同时，也给环境带来巨大负担，改变传统的工业生产行业，引入绿色理念、探索新的经济模式势在必行。机械设计制造水平是衡量一个国家综合国力的重要标准，传统的机械设计制造行业缺乏环保意识，在机械设计加工过程中存在资源浪费等现象，绿色理念的提出有利于机械设计制造行业健康、可持续的发展。

一、机械设计制造中的绿色理念

机械设计制造是机械设备完整性的加工制造阶段，由设计、加工、生产等环节组成。机械设计制造中的绿色理念是指，将绿色理念貫彻到机械产品的概念形成、设计制造、机械运行、产品回收和报废处理等各个环节，在考虑产品质量、能耗、成本等因素的同时，兼顾环境影响和资源效率，在整个机械产品的生命周期中节约资源和能源，尽量不产生环境污染，或将环境污染最小化。绿色理念的最终目的是降低能源消耗对环境的影响，推动资源的可持续发展。绿色机械设计也叫生态设计，其主要特点是：第一，节能;降低原材料的消耗，提升材料的可回收利用率。第二，减排;通过污染物净化设备加强过滤效果，减少工业三废的排放。绿色理念的提出使机械设计制造将重点放在资源的循环利用方面，在机械设计环节，除了满足企业生产需要，还要注重产品的循环使用，例如传统机械设计中存在的拆卸困难、不可拆卸问题，为了解决这一问题，在机械设备设计之初就需要设计人员进行深入研究、反复验证。

二、运用绿色理念在机械设计制造中的优势

1.推动经济快速发展

虽然传统的机械设计制造为经济发展做出了巨大贡献，但考虑到可持续发展，绿色理念因此被广泛运用在机械设计制造行业中，随之而来的是一系列新型产业如雨后春笋般诞生，并带动其它绿色产业发展，例如，与材料的回收与再利用、新型绿色材料的研发等相匹配的行业。新行业的产生，不仅可以为社会提供就业岗位，缓解失业问题，还可以促进当地的经济发展，带动与生产行业相配套的服务业发展。

2.推动技术创新发展

随着绿色理念的加入，结合生命周期设计、模块化设计和可拆卸设计这3种方案，可以根据行业需求研发出新的技术。在新技术的生产发展阶段中，必然还会引起其它机械行业的模仿，或行业之间的合作。以最初的新技术为基础制造企业还会继续根据绿色理念研发出有效性和科学性更好的技术，提高生产效率和产品质量及环保性，实现技术创新升级，在保护环境的前提下获取最大利益。

3.减少原材料和能源的耗费

机械设计制造行业是一个很消耗材料和能源的行业，其在绿色理念的引导下，可以提高产品的合格率和循环使用率，延长机械设备的使用寿命，并使能源最大程度地得到利用。但是应该注意的是，在整个生产与设计的过程中，不能为了降低成本而偷工减料，影响到机械和产品的质量。

三、绿色理念在机械设计制造中的应用分析

1.绿色设计方案

对于机械产品而言，设计方案也起到一定作用，如果设计方案缺乏合理性，不仅会使制造阶段受到影响，还会导致资源发生严重浪费。所以，在设计时，要充分应用绿色理念，通过绿色设计理论作为指导，运用先进设计思想进行构思以及设计，达到机械设计绿色目的。具体而言包括以下两个方面：1）产品成本分析。在设计之前，应该考虑所设计的产品能否能够回收再利用，如果不能，需要及时转变设计思路，这是因为回收再利用既符合绿色理念，还能使成本得以大大减少，让经济效益得以明显提升。因此，在以绿色理念为前提条件下，思考产品回收所需要的成本，从而达到节约成本这一目的。2）设计方案。从目前机械设计情况来看，主要包括三种：其一，模块化设计。该种方案需要设计者对产品模块所具有的功能进行考虑，并对各产品充分掌握，这样当产品进行重新组合时，才能形成新的系统，其不仅可以让零部件得以有效利用，还能使产品及时的更新换代，具有实效性。其二，生命周期。该种方案主要从环境保护因素来考虑，与此同时，也会考虑产品整体性能，兼顾对废弃物处理所需的成本，生命周期包含产品设计的全过程，既要对产品所需时间以及成本进行细致的考虑，还要确定产品性能是否达标，符合规定要求，可谓是一个复杂过程。其三，可拆卸设计。此种方案考虑的是要确保产品功能完好，可以根据设计要求进行拆卸，这样既可以确保产品后期得到维护，还能让产品得以全面再利用。

2.绿色环保材料的选择

传统机械设计制造中，对材料的要求基本是三个方面：安全性、经济性和适配性。对材料的重金属含量、对使用人员的伤害和设备回收等方面并无特别要求。选用绿色环保材料，除了对材料进行审核，确保材料能够达到设计要求外，还要尽量降低对人体的伤害。绿色材料的特点主要体现在两方面：第一，在材料获取、生产、加工、使用、废弃、再生这一生命周期的全程中，具有很低的环境负荷值。再生利用率高、对环境污染小的材料环境负荷值相对较低，是对绿色材料评价的综合指标。第二，循环再生率高。循环再生率高的材料本身就可以节约资源和能源，是环境负荷值低的表现之一。美国卡耐基梅隆大学Rosy教授提出将环境因素融入材料选择，在满足功能、几何形状、材料等特性和环境等需求的前提下降低成本。机械产品选择绿色材料的原则主要包括以下几个方面：第一，材料本身性能的先进性。第二，材料与环境的相容性，即低毒害、污染小等。第三，易回收、可再生、可降解。第四，尽量选择回收率高的材料。第五，尽量减少材料种类和数量。

3.绿色设计理念对配套设施的要求

机械设计制造过程中，需要更好的应用绿色设计理念，为了绿色设计理念能支撑起设计制造的全过程，就需要相关的配套设施来辅助其发挥出作用。绿色设计理念下相关的配套设施，要借助相关的政策、科学和人才等方面的支持，来进行设计和制造。首先，设计人员要加强相关知识技能的培训，加强对于绿色理念的认识和了解。其次，企业要注重对先进科学技术的引进和投入，向技术密集型方向发展，打造属于自己的设计理念，从而更好的为资源的节约、环境的保护、绿色设计理念的应用提供技术上的支持。最后，政府要加强相关政策的扶持力度，从而促进绿色机械设计制造的发展，还要建立和完善相关的企业监督体制，保证绿色设计理念在机械设计制造中的应用，对于不达标的绿色机械产品，要做出严肃的处理，使绿色设计理念更进一步的应用和发展。只有不断的完善和创新机械设计制造工艺，才能保证成本的降低和能源消耗的减少。

结束语

根据我国节能减排政策，绿色设计理念会成为机械设计制造可持续健康发展的指路牌。因此，机械设计制造应用绿色设计理念是社会发展趋势的必然要求。使其成为我国重要支柱产业，进而提升对环境的整体保护。

参考文献：

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