绿色设计法在机械设计制造中的应用探析

谈 洁

江苏省靖江中等专业学校 江苏靖江 214500

在工业化迅速进步的时代背景下，在机械设计和制造当中，如若并没有科学合理地遵从绿色理念，很有可能导致在设计过程中应用到大批量的非绿色以及非环保材料，并且制作出的机械产品并不具备充足的可回收性。为切实有效地解决此种问题，相关工作者有必要从崭新的视角着手，审视和分析机械设计与制造工作的形态，需要积极地引入绿色设计法，使其能够成为未来机械设计制造的重要支柱。

一、绿色设计概述

(一)绿色设计的概念

绿色设计也被称之为生态设计、环境设计以及生命周期设计，要求相关工作者能够重点从产品的整个生命周期着手，考量到产品所具备的环境属性，包括低能耗和可回收等，同时将其作为关键目标，在充分贴合环境目标需要的同时保障产品的应有功能以及基本质量。

绿色设计和传统设计是存在着本质上的差异的，绿色设计所包含的是从产品的概念设计开始到后续生产制造甚至是最终废弃回收的全部流程，直接和产品的全生命周期相互联系。所以，如果想要从本质上避免环境污染问题所带来的影响，节省需要耗费的经济资源以及生态能源，那么首先需要做好的就是设计工作，同时要重点分析产品和所采用工艺将会给生态环境带来的负面冲击，尽可能地将此种冲击控制在更小的范围内，甚至是完全消除，这便是基本的绿色设计思想，在现代机械设计制造当中发挥着极为重要的理论意义和现实作用。

机械设计是工业化道路发展进程中不可或缺的组成部分，在现代工业化发展当中占据有极为重要的位置，所以将绿色设计应用在机械领域就显得相当重要，其能够充分切合时代发展的潮流，实现对资源的有效循环利用。绿色设计是生产绿色产品的前提保障，在实行并推动绿色制造工作的时候，做好绿色设计是相当关键的工作，结合相关的研究调查来看，几乎70%～80%的性能都是由设计决定，但是设计工作所需要耗费的成本仅仅只有整个生产流程的10%左右。

(二)绿色设计法的主要内容

绿色设计法综合囊括材料选择、材料管理、产品可拆卸设计、可回收设计以及绿色包装、绿色生产和绿色处理等多种技术；而绿色设计的支撑技术则主要由绿色设计数据库与知识库、绿色设计成本分析等，现阶段绿设计法已经受到越来越广泛的应用和认可，其正在极为深刻地影响着现代机械设计制造工作的建设和发展。

二、绿色设计法在机械设计制造中的应用必要性

首先，促进绿色设计法和机械设计制造的相互整合是现代社会健康安全发展的需要，在工业化发展进程中，能源消耗和环境污染向来都是社会公众关注的焦点，经济的发展绝对不能以牺牲环境作为代价。在此种崭新时代背景下，需要探索出足够环保的发展路线，切实有效地摆脱传统的发展形态和发展模式的限制，更为有效地推动绿色设计法的应用，使其成为现代机械设计制造工作必不可缺的组成部分，保障机械制造和运行中生产的各种废弃物不会影响到生态环境的健康安全，同时还能够科学合理地实现对此类垃圾的回收再利用，从更为广泛的视角完成对现代社会环境的保障。

其次，将绿色设计法应用在机械设计制造中也是生态环境保护的必然需求。需要明确的是环境问题只要出现，那么无论工业化进步的速度有多快，发展情况有多么良好，也是绝对不行的。正如“既要金山银山，又要绿水青山，宁要绿水青山，不要金山银山”,所以人们在向生态自然索取的同时，也需要给予自然相应的回馈，切实有效地摆脱传统发展道路缺陷的限制，这样才可以更为有效地迈入绿色化发展的道路，这是时代发展的必然需要，同时也是国家得以繁荣昌盛的前提支撑。

三、绿色设计法在机械设计制造中的应用策略

现代工业化的迅猛发展虽然正在日渐改变人们的现实生活，但是也带来诸多问题，其中最为普遍的就是对能源的高消耗和对污染的高排放，为切实有效地节省能源，保护生态环境，走上绿色可持续发展道路将会成为必然。所以尽可能地强化对绿色设计法的应用是非常重要的工作，目前相关单位需要持续增强在机械设计制造方面的建设和投入，为保障设计水准的提高，切实有效地满足未来行业的发展需要。

(一)机械视觉环境绿色设计

首先，相关设计人员在开展机械视觉设计工作时，需要重点考量到产品的类型和形态，而并非是简单地结合自己已有的工作经验和想象力着手设计机械产品。机械产品的外包装需要充分贴合现实形态的需求，而并非是简单地强调包装的格局或者等级，更多地应用绿色元素以及自然界当中的资源，推进绿色设计工作的建设和发展，这是极为重要的。还需要尽可能地避免过度加工或者人为制造的情况的出现，否则将会导致产品本身的视觉效果受到巨大冲击，重点做好对人工形态以及自然形态的区分处理，可以通过对环保充气纸板的应用实现对机械产品外包装的设计处理，此举不仅能够切实有效地降低在后续运输中可能产生的撞击问题，而且还能够保证在完成运输工作以后，及时地收回充气纸板，此举能够更好地完成对生态环境的保护，也能够真正意义地贯彻落实资源优化的目标。

其次，绿色产品的材料设计工作也是相关人员需要重点考量的内容，此举主要用于避免后续机械设计活动中对各种各样的高能耗和高污染的材料的应用。比如各种重金属材料，其对于环境的危害是极大的，所以需要更多地应用绿色环保材料，包括低密度树脂材料等。对此类材料的应用可以有效地减少自然界当中的能源消耗以及资源损耗，需要重点关注的是在设计制造的过程中会产生诸多废渣和废水，这同样会给环境带来负面影响，无益于机械设计与制造的可持续发展，严重威胁生态平衡极大程度地促进产品效能的提高。所以针对于新型材料的巧妙运用还可以促进机械产品创新水准的提升，进而为解决同质化问题奠定了坚实的基础，促进其市场竞争水平的提升，为今后的产品宣传提供充足的帮助。从最初设计阶段就需要着眼完成对产品回收再利用的全流程的分析，进而提高产品的低碳环保效益。

(二)机械液压系统绿色设计

近乎八成以上的机械产品都会应用到液压结构，如果在开展设计工作的过程中并没有综合考量和分析液压系统的实际应用环境，就很有可能引发漏油等问题，进而严重影响到生态环境的健康安全。

首先，液压系统设计需要充分考量到其实际使用环境，保证使用人员能够按照更为正确的操作方法完成对液压系统的使用。在此前提支撑下，设计人员需要综合考量和分析液压系统的实际工作环境，同时贴合环境的特征以及机械运作的实际需求，做好对液压系统的改进和优化，提供规范且具体的操作说明，促进操作者对于液压系统的掌控和认识的提升，此外，在开展研发设计工作时，还需要尽可能地预防可能会出现的各种各样的环境问题。

其次，在开展针对于液压系统的绿色设计工作时，还需要采用符合实际规范需要的液压油，避免应用到不合格或者会严重浪费资源的液压油，否则将会极大程度地污染环境；增添隔音垫、减震器等，尽可能地降低液压系统运作过程中可能会出现的噪声污染问题。比如，某液压系统的制造企业曾经在生产过程中多次进行调试处理，对噪声等级进行综合判定，整合获取大量的系统数据，旨在为生产企业和使用企业提供必要的数据支持，方便结合实际工业生产需求，选择适应性更强的液压机。此种系统化设计方法可以促使生产企业更为有效地解决存在的噪声污染问题，促进整体生产环保效能的上涨。

(三)机械界面系统绿色设计

现阶段，机械产品正在逐渐朝向现代化和绿色化的方向建设和发展，人机互动开始显著增强，因而推进对界面的优化和设计，这对于促进绿色环保性能的提升而言意义非凡。

首先，在开展设计工作的过程中，设计人员需要全方位地了解和认识到用户的使用环境需要、使用特征以及使用心理，从成本耗费角度以及消费者的需要角度着手，统筹掌握，尽可能地促进界面操作和用户的生产习惯以及使用习惯的相互对应，尽可能地降低用户因为对界面操作不熟悉的问题的存在而影响到操作的准确性，减少机械产品出现问题和故障的概率。

其次，针对于产品的每个环节的设计需要充分考量到用户的使用习惯需求，特别是需要结合用户的个性化需要，设计具体的、符合需要的操作杆控制器以及停止键等。通过此种方式切实有效地减少用户在特殊情况下所需要耗费的反应时间，更为有效地实现对机器的操作质量和操作效率的管控，同时通过此种数字化控制方法，为用户的正常扩展提供必要的支撑作用，降低后续重新购置机械设备所需要投入的高额经济成本，切实有效地促进单一设备全生命周期的提升。

(四)机械产品回收绿色设计

在机械设计当中全面融入综合绿色设计理念需要从整体产品的应用环境上着手考量，全方位地做好对产品的生产利用、回收维护以及反复拆解等废旧零部件回收工作。在机械产品到达使用周期以后，如果质量与使用功能依旧能够满足实际需求的话，那么可以结合单部分零件做好回收工作，但并非是依托于材料进行回收。此种回收方法与传统的回收方法相比，可以更为显著地降低成本耗费的问题，整体节约率高达70%，与此同时还能够降低回收所需要浪费的经济成本。在开展实际设计的过程中，可以针对于零件的实际使用场景做好拆分工作，以此来保障产品的生命周期结束以后的机械设备仍然可以被退回到生产线当中，进行二次加工处理，有效地实现废物回收再利用的目标。另外还需要有针对性地推进对生产设计的标准化处理，这同样是便于绿色产品回收的前提条件以及基础支撑。机械加工的工艺尺寸需要严格地结合相关章程开展操作工作，留置充足的加工余量，同时还需要结合工序、尺寸实现对工艺尺寸链条的全面生产以及严格管理。从经济现实的角度着手，研读工艺文件，贴合客户所提供的具体规章完成定制化操作，以此为基础，切实有效地贴合机械产品的设计需要。高质量机械产品的供应零件会极大程度地减少后期维护成本所需要耗费的经济资金，所以只有切实有效地促进生产流程的规范化发展和质量水准的有效提升，才可以真正意义地贯彻落实绿色生产和设计的具体目标。

比如在飞机制造当中的机械产品设计，结合铸造—锻造—冲压—机械加工—装配—焊接的整个工艺流程，可以极为有效地促进机械制造产品设计的绿色化水准的提高，同时还可以结合成品、半成品实现对工艺流程的有效管理和优化，降低生产活动中所引发的资源浪费问题，切实有效地保障产品工艺以及质量。在实际设计和发展的过程中，需要结合更为科学合理的工艺流程，实现对产品设计全流程的指导，同时切合自动化设计流程等多项内容，综合考量到电子工艺规程等内容。在现阶段已有环境当中，可以强化对数字化平台的应用，加强对各种各样的机械组建的分配和应用，编制更为全面且具体的工艺机制，进而推进高质量制造工作的建设。

除此以外，针对机械制造设备的绿色化设计还需要综合考量到工步以及工作形成等多项内容，其中的工步所代指的是在加工表面相同、切削用量相同以及所采用的加工工具相同的情况下，切实有效地促进整体设计精细化水平的提升，工作行程也通常被称之为走刀，所代指的是在完成单次精细化的情况下所需要耗费的工步，在机械制造的过程中需要充分进行考量，同时开展全面且精细化的分析，这样才可以促进整体精细化水准的提升，促进检查的一致性的提高。相关设计人员需要充分进入一线的生产车间，全方位地认识和理解生产制造所存在的问题，这样才能够切实有效地实现对操作流程的改进和优化，降低因为设计不合理的问题而引发的后续生产资源浪费，切实有效地促进环境保障能力的提升。

结语

总而言之，在现代机械产品的设计制造工作中，绿色设计是所有工作的前提支撑，更是基础条件，在机械产品制造生产的全生命周期当中均需要进行深切且具体的考量，这样才能够从根本上促进绿色设计工作水准的提高。结合对本文的分析和研究可以明确，绿色机械产品设计制造需要综合分析大批量的元素，做好产品性能设计、材料设计以及回收设计等多种工作，以此来降低和减少对生态环境造成的负面影响。所以相关单位有必要从更加全面的方向着手，建立具体的绿色观念，提升机械产品的循环使用效率，引入更为充足的自然资源以及绿色理念，以此来为产品的可持续发展奠定下坚实的基础支撑，全面推进机械设备的发展，此举具有极为重要的理论意义和现实作用。