绿色制造理念在机械制造中的应用

赵 娜

(沈阳职业技术学院，辽宁 沈阳 110000)

1 绿色制造理念在机械制造中应用的内涵

绿色制造是转变生产方式、实现绿色发展的重要着力点，是低碳发展和循环发展的具体体现。制造业作为实体经济，是促进我国经济发展的支柱性产业。传统的制造业在加工制造的过程中，由于工艺落后或者技术更新慢等原因，会消耗大量的资源和能源，进一步加剧了我国的能源紧张。由于环保工艺不达标，在生产过程中所产生的废水、废气、废渣没有经过处理即排放，或者处理结果不达标，都会对生态环境造成严重的污染，进而影响到人类生存环境的质量。这种落后的生产理念和生产方式，以牺牲环境为代价换取经济的发展，不利于我国社会的可持续发展。我国绿色发展理念的提出，并作为“中国制造2025”的重要内容，以制造业的绿色改造升级作为可持续发展的推动力，进而带动相关产业的绿色发展。绿色理念在制造业中的应用，将会对各个生产环节进行优化改进，在能源利用方面倾向于低碳化，生产过程清洁化，大力推广循环生产方式，将增材制造产业进行重点培育，促进工业资源的综合利用。在机械制造业中贯穿绿色制造理念，还需加大对技术装备和生产工艺的研发力度，为绿色制造理念的实施提供技术支持。绿色理念的全面实施，还需要各方的共同努力，以企业为主体，建设绿色标准，通过绿色园区建设以及政府的政策引导，将绿色制造理念向更多的产业推广，最终全面实现机械制造业的绿色发展。

2 绿色制造理念在机械制造中的应用

2.1 在设计阶段的应用

设计是机械制造的初级阶段，后续的加工制造都是按照设计方案和设计图纸执行操作，所以设计理念在绿色发展中具有重要的意义。从绿色发展角度出发，提出了绿色设计理念，绿色设计又称为生态设计，是对机械制造绿色理念改革的首要环节，在设计阶段强化绿色理念，可为机械制造的整个过程进行绿色改造升级奠定良好的基础。在传统的机械设计理念中，主要是考虑产品的功能，而绿色设计理念是在满足产品功能、质量和使用寿命的基础上，将环境因素和预防污染因素渗透到设计方案中，将其体现在产品的整个寿命周期内，将产品的环境属性作为设计目标。绿色设计遵循资源最佳利用、能源消耗最少、零损坏、零污染、生态经济效益最佳、技术先进性原则，将这些原则融入到设计理念中，可为机械制造的绿色发展提供基础保障。

绿色设计理念在机械制造中的应用，主要表现在以下几个方面。从产品的后期使用和回收利用角度出发，可改进产品的装配结构，充分考虑产品的可拆卸性，既能够降低成本，又能够减少对环境的污染；可回收设计是绿色设计的重要理念之一，在产品材料的选择方面，尽量选择能够回收利用的材料，降低对资源的浪费，又能够达到最小的环境污染；对产品的生命周期设计，要通盘考虑产品在各个阶段都要满足污染预防的要求，在能源和资源利用方面可采用梯级利用，降低产品在生产和使用过程中对环境的影响，满足绿色产品的属性；采用虚拟设计技术，对机械制造的产品进行全过程的虚拟仿真，对产品的性能、制造成本、可维护性、可拆卸性和可回收性进行模拟，以确保产品在寿命周期内都能够达到绿色设计的要求。

2.2 在选材中的应用

绿色制造理念在机械制造中的应用，还体现在材料的选择方面，在机械设计和制造过程中，材料的选择不仅关系到产品的性能，同时还对节能和环保有重要的影响。基于绿色制造理念，在机械制造中使用的材料，首先要满足产品的性能需求，确保机械制造的产品在后期使用时能够满足使用需求。其次，要考虑到选择的材料是否与制造工艺相符，因为不同的产品会有不同的加工方式，对于加工过程中需要经历高温高压生产工序的产品，在选择材料时要考虑到这种加工方式是否会对材料性能产生一定的影响，要经过精密的计算和论证分析产品加工的各项指标，进而确定材料类型。对于生产过程中或者后期使用时可能遇到腐蚀的情况，还需要考虑到材料的耐腐蚀性。再次，要充分考虑材料的环保性能。尽量选择绿色环保型材料，既不会在生产过程中产生有毒有害物质，又便于在产品淘汰时能够回收再利用。我国应该加强对绿色环保材料的研发力度，对于机械制造过程中能源消耗大以及对环境污染严重的材料，尽量研发可替代性材料，在源头上推进绿色制造理念的落实。

2.3 在制造工艺和加工技术中的应用

在机械制造过程中，基础制造工艺和加工技术是能源消耗以及环境污染的主要环节，所以要加大对绿色新工艺和新技术的研发力度，将其作为绿色制造理念在机械制造中应用的切入点。切削加工是制造业中最常见和最主要的零件成形工艺，同时也是能耗以及环境污染的主要环节。因为切削加工过程中会产生大量的热，为了保证生产的安全性以及加工精度，需要使用大量的切削液，切削液的使用不仅造成能源的浪费，同时还会对环境产生一定的污染。为了降低切削加工的能耗和环境污染，我国研发出了绿色切削加工工艺，主要包括干式切削技术、微量润滑切削技术、低温冷风切削技术以及气体射流切削技术，绿色切削技术的应用，不仅降低了能源消耗和环境污染，还降低了生产成本，最终实现经济效益、生态效益和社会效益的共同提升。铸造、锻造、热处理工艺的能耗量非常大，几乎占据装备制造业规模以上企业总能耗的一半，所以加大对这几个制造工艺的创新研究，可大大降低能耗消耗。无模铸造精密成形技术是我国机械制造中较为成熟的制造工艺，将无模数控精密成形技术和3D打印快速成形技术应用于产品铸造中，可实现无模快速制造产品铸件毛坯，可有效缩短工艺流程和产品的研发周期，降低新品在研发阶段的投资风险。先进铸造技术的应用，促进了企业实现节能、降耗、减排的绿色制造理念。

2.4 在能源和产品回收再利用中的应用

绿色制造理念应该贯穿于机械制造的始末，除了上述提到的绿色设计理念、绿色材料、绿色制造工艺，还应该对生产过程中产生的废水、废气和废渣进行绿色处理，同时加强对报废产品的回收再利用。对于生产过程中产生的废水，可通过相应的物理或者化学处理后再次用于生产，或者达到排放标准后再排放到外界。对于生产过程中产生的高温废气，可以利用余热进行产品加工。对于可再次使用的废渣，可通过延长产业链的方式提高利用效率。对于达到报废标准的产品，可对其进行回收利用，通过局部利用或者整体重造的方式进行循环利用，既能够减少能源浪费和环境污染，还能够降低生产成本。

3 结语

绿色制造理念在机械制造中的应用符合我国建设资源节约型和环境友好型社会的政策需求，将绿色制造理念贯穿于机械制造的始末，对整个环节进行把控，可切实降低工业生产对能源的消耗，同时减少对环境的污染，最终达到人与自然的和谐共生。绿色制造理念，通过转变生产方式和消费方式，形成人与自然相平衡的内生动力机制。绿色制造理念在机械制造中的应用，所改变的并不只是机械制造业本身，而是会扩大到机械制造的整个产业链条，同时对机械产品的应用领域也会产生极大的触动，促使更多的产业实行绿色发展的变革。在“中国制造2025”中，已经将绿色制造列为制造强国战略的工程之一。在机械制造中，应该深刻领会绿色制造的内涵，并且将其渗透到实践中，为实现我国的绿色可持续发展创造有利条件。