一、前言
據統計,造成全球環境污染的70%以上的排放物來自制造業,它們每年約產生55億噸無害廢物和7億噸有害廢物。由于消費品的大量普及,產品使用壽命的縮短,廢棄產品的數量也在急劇增長。整個人類的生存環境面臨著迅猛增長的廢棄機電產品的壓力。在此背景下,世界各國對綠色制造的呼聲越來越強烈。特別是在國內,綠色制造更是成為實現可持續發展的有效途徑之一。
二、綠色制造的概念
綠色制造是人類社會可持續發展戰咯在現代制造業中的體現。綠色制造是一個綜合考慮環境影響和資源效率的現代制造模式,其目標是使得產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產品生命周期中,對環境的負面影響最小,資源效率最高,并使企業經濟效益和社會效益協調優化。而真正促使綠色制造走向市場,卻是多種因素共同作用的結果。
三、綠色制造技術的特點
綠色制造是一個綜合考慮影響和資源效益的現代化制造模式,其目標是使產品從設計、制造、包裝、使用到報廢處理的整個產品生命周期中,對環境的影響(負作用)最小,資源利用率最高,并使企業效益和效益協調優化。其主要特點有以下幾點:
1.綠色設計
綠色設計是融產品的質量、功能、壽命和環境于一體的系統設計方法。在設計之初就應在產品生命周期的各個環節都考慮產品的環境屬性(如;可拆卸性、可回收性、可維護性、可重復利用性等),并將其作為一個重要的原則。綠色設計方法具有綠色性、集成性和并行性:它首先是在綠色(節能、環保)設計的原則指導下,在一開始就考慮產品周期全過程的所有因素,包括產品質量、、進度計劃、用戶要求等。在設計過程中使選擇、結構設計、工藝設計、包裝運輸設計、使用維護設計、拆卸回收設計、報廢處置設計等多個設計階段同時進行、相互協調,各階段和整體設計方案、分析評價結果及時進行信息交流和反饋,從而在其設計研發過程中及時改進,使產品設計達到最優化。
2.綠色材料
綠色材料是指在選材時盡量選擇無污染或少污染,易回收的材料。為此,一是要多開發綠色材料,并建立綠色材料庫;二是設計選材時要注意經濟效益與社會效益相協調。
3.綠色工藝
綠色工藝是指在產品加工過程中盡量節約能源、減少污染。綠色工藝與潔清生產密不可分。綠色工藝主要還應從技術入手,盡量研究和采用物料和能源消耗少、廢棄物少、對環境污染小的工藝方案。如現在的精確成形、干式切削、準干式切削、生產廢物再利用、快速原型制造等都是綠色工藝的新技術。
四、綠色制造工藝在機械加工中的應用
1、綠色切削加工工藝技術
切削液在機械加工中起到冷卻、潤滑、排屑和清洗的作用,但是在機械加工過程中使用的切削液用量過大,大量的切削液會污染環境。因此,要采用綠色切削加工藝技術,來解決切削液帶來的問題。
(1)干式切削加工工藝:干式切削加工工藝是通過不用或減少切削液的使用。來減少環境的污染和成本控制的加工方法,在加工過程中獲得潔凈無污染的切屑,從而省去了切削液及其處理的大避費用。
(2)干磨削加工工藝:在磨削加工時,采用油基磨削液會產生油氣、煙霧,使生產環境惡劣,而且磨削液的后期處理成本太高,要改善這種情況,可以采用干磨削方式來加工。
(3)采用MQL潤滑的準干切削工藝:對于某些加工方式和工件材料組合,純粹的干切削目前尚難于在實際生產中使用,故義產生了極微量潤滑技術。MQL是將極微量的切削油與具有一定壓力的壓縮空氣混合并油霧化,然后一起噴向切削區,對刀具與切屑和刀具與工件的接觸界面進行潤滑,以減少摩擦和防止切屑粘到刀具上,同時也冷卻了切削區,并有利于排屑,從而顯著地改善切削加工條件。
(4)低溫切削加工工藝:低溫切削一般用于一些難度比較大的材料加工,比如鈦合金、高錳鋼、淬硬鋼等。由于要配備相應的低溫冷風裝置,包括氮氣流發生裝置、使用低沸點工質作冷媒的間接冷卻裝置等,因此其成本會相對比較高,這也成為改技術需要解決的問題。其中的低溫冷風切削技術得到廣泛應用。
2、綠色機床加工工藝技術
(1)高速復合機床加工工藝:21世紀的今天,機械加工只有追求高效率、高精度和綠色化,才能適應社會的發展。這就需要在高效生產的同時,提高零件的加工精度和表面質量,高速機床加下工藝技術可以實現這個要求,由于較高的切削速度、較高的進給速度及較短的換刀等輔助時間,高速機床加工工藝技術通過一次性加工就可以獲得高質量的加工表面,大大提高廠加工效率和質量,滿足了機械行、止品種多、批量大、投資少的要求。
(2)干加工機床:在進行干切削加工時,會產生大量的切削熱,會直接影響機床外形,影響加工精度。為了避免對機床的熱變形影響,必須采用適合該加工工藝的車床,來保證工件加工的精度。
五、結束語
制造業考慮產品整個生命周期對環境的影響,最大限度地利用原材料、能源,減少有害廢物和固體、液體、氣體的排放物,改進操作安全,減輕戴消除對環境的污染。這樣不僅有效地減少了資源消耗,節約了生產成本,而且還有利于降低對環境污染,有利于操作人員的勞動保護。綠色制造是解決該問題的根本方法和途徑,是21世紀制造業的必由之路。在大力倡導環保主題的今天,基于可持續發展觀點的綠色制造技術是一種以保護環境和資源優化為目標的現代制造模式。
(審核編輯: 智匯小新)
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