摘要：近几十年来，中国的经济飞速发展，经济的发展对于资源、能源消耗巨大，引发了资源、能源危机，这使得国家与社会深切意识到可循环利用的重要性。随着中国机械制造领域理论与技术的不断成熟，低碳环保理念与机械制造技术得到了有机的统一。论文研究了目前中国机械制造领域的现状，论述了中国机械制造领域发展低碳环保的重要性，并且详细论述了机械制造中低碳制造理论与技术。
关键词：机械制造；低碳环保；理论；技术
引言
八十年代后，中国大力实施改革开放的发展战略，以促进经济的发展。在此社会气氛的影响下，中国经济飞速发展，兴起了一批高耗能、高排放的企业，造成了资源、能源的浪费。2009年中国政府确定可持续发展的战略，确定减排降能的经济发展模式，促使资源的循环利用。机械制造领域低碳环保的技术的发展，给企业转型带来了优势,是中国由大到强的必然途经。机械制造领域运用低碳技术的必要性和重要性不言而喻。
一、低碳制造
1.1低碳制造的含义
低碳制造是指以低能耗、低污染、低排放为基础的工厂生产模式，进行产品制造。低碳制造是当代社会根据资源消耗量和资源利用率两种主要因素综合考量的一种工业制造模式，达到减少排放、降低能源消耗的目的。
1.2低碳制造体系架构
低碳制造体系架构是详细将制造体系从产品设计的主题，产品的生产过程，及产品原材料等的开发三个方面实现减排降能的目的。
图1 低碳机械制造体系结构.png)
1.3低碳制造的重大意义
近几年来，中国积极推行低碳制造工业的进行。为了抑制全球性变暖，包括中国在内的一些国家签署了气体排放协议。其具体体现在，在工业生产中，降低二氧化碳的排放，对工业废水过滤清洁进行二次使用。低碳制造的发展，不仅推动了工业的转型，也为社会及人类的生存有着重大的意义。此外，机械制造中低碳制造理论与技术的运用打破了机械制造传统的发展模式，是机械制造领域发展的一次巨大的进步。
二、产品设计
机械制造中的产品设计的核心是在保证产品的质量的情况下，达到产品的生产消耗少，效益高的目的。随着低碳观念深入人心，在设计产品时也要满足低碳环保的要求。这也就表明，产品设计对于降低资源能源消耗，进行低碳制造有着重要的作用。因此，在进行产品设计时，要考虑产品对于环境及资源消耗的影响。以低碳环保为目的的产品设计，主要有以下几种方法。
2.1轻量化设计
产品轻量化设计是指在保证产品功能的情况下，减少产品的重量。轻量化设计将产品的重量、生产成本、功能、配套设备等因素进行考量得出的设计方案。这种设计方法不仅降低了产品在生产及运输原材料时的能源消耗及污染气体的排放，而且也降低了产品在运行使用中的能源消耗，提高了能源的运用率。
2007年德国汽车制造商奥迪公司宣布要对奥迪汽车制造进行改良。新一代奥迪跑车将采用铝与钢合成的材料，使得钢与铝的优势融合，使得车身既有钢的坚硬又有铝的轻巧，并且车的重量也减少了大约70%。这种创新不仅降低了资源的消耗，也使得奥迪公司获得了巨大的的经济效益，从环保方面来看，资源消耗的降低也减少了污染物的排放。
2.2生态化设计
当代中国大力提倡生态文明建设，使社会生态文明、物质文明、人类精神文明三者共同进步。响应国家的号召，企业也不再盲目的提高生产总量，开始注重对环境的保护。生态化设计几乎涵盖社会各个领域，主要作用于机械制造、资源、能源等领域。在机械制造过程中，企业可选取可再生、循环、绿色的原材料，降低污染，减少排放。
一般在机械制造中，机械生产会产生不同程度的废气、废水等污染物，选用可再生资源可减少污染物的排放，设计绿色环保产品可降低资源的消耗。对污染物清洁过滤，进行二次使用。在产品设计时，可设计易于分解、能被二次使用的产品，并且要考虑到对产品废物的使用，使得资源能够被循环利用。
2.3模块化设计
机械产品的模块化设计是指根据产品的功能进行不同模块的划分，通过将不同模块的零件进行组装，得到不同功能的产品。在当今低碳工业的流行趋势下，模块化设计已被应用到航空、机械、电子等领域。在机械产品中，往往都会有非功能模块的使用，如果都采用同一尺寸，会造成资源、能源的浪费，甚至会对日后产品的维护带来许多麻烦。因此，应该对模块进行模块的划分，对每个模块进行一定的评测，对每个模块的潜在优势进行了解，以此来带动产品的下一步的革新，
例如在INDEX公司中，通过对产品功能模块的划分，实现对产品的磨削、激光热、钻削、滚齿等多种工序的加工。通过实施模块的划分，实现了一机融合多机的功能，减少了机器的数量，从而节约了资金，降低了资源、能源的消耗，减少了污染物的排放。
三、生产过程
3.1生产设备
中国目前还处于高消耗、高排放、高污染的工厂生产模式，这种生产方式破坏人类生活环境，因此进行机械制造的低碳生产改造意义重大。生产设备是产品生产过程中不可缺少的一个环节，生产设备的改进对转变工厂生产模式有着不可忽视的作用。
3.2加工工艺
中国近几十年的发展，使得中国在一些领域取得了巨大的成就。然而，在某些领域中如切削加工水平同世界发达国家相比还是有些弱势。中国一些团队致力于对现今科技水平的研究，采用合适的设计方案，降低了资源能源消耗，提高资源能源利用率，减少污染物的排放，对推进中国机械制造领域低碳工业的发展有着重要意义。
3.2.1先进的刀削技术
机械制造过程中，掌握先进的刀削技术对于改进机械制造生产模式，减少污染物及温室气体的排放有着十分重要的作用。目前在机械制造过程中主要运用的先进的切削技术有快速切削技术、干切削技术、风冷切削技术、微量润滑切削等多种切削技术。
3.2.2加工工艺的改进
在机械制造过程中，通过设计合理的切削轨迹可以减少切削次数，缩短加工的时间，提高了工作效率，同时也节约了资源，减少了加工的成本。因此，改进加工工艺不仅可以提高设备的工作效率，同时也为企业降低了生产成本，减少了原材料的使用。
3.2.3回收再制造
一般工厂生产的产品都有一定的寿命，产品寿命终结后，对产品的废物回收显得尤为重要。因此在设计产品时，应选取可循环再用的原材料以促进回收材料的二次使用，并且在产品损坏时，并不是所有的零件都已损坏，如若直接换取新产品，显得十分浪费，这就促进了机械修复产业的兴起。修复行业的产生，提高了资源的利用率，减少了公民使用产品的成本。从图2中可以看出再制造对于整个过程的重要性。一般来说，再制造的对象可以是产品的一个零件，也可以是将整个产品进行修复再投入使用。
图2 零件再制造流程图.png)
四、总结
资源总是有限的，无限制的开采终将造成资源枯竭。面对现今社会资源日益减少的问题，转变工业生产模式，开启低碳时代显得十分重要。论文对中国目前工业现状进行调查分析，阐述了机械制造中运用低碳技术的重要性。并且介绍了低碳工业的轻量化、生态化、模块化三种产品设计方法，讲述了在产品生产过程中可以降低能耗的措施。为了中国的经济发展，要加大力度研究机械制造中低碳制造的理论与技术，使中国经济越来越好。
参考文献：
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[2]徐富昌.机械制造中的低碳制造理论及其技术的应用探讨[J].湖南农机,2012-03-15.
[3]段超.低碳制造理论在机械制造中的应用及其技术探讨[J].民营科技,2012-11-20.
论文作者:王高利
论文发表刊物:《基层建设》2016年15期
论文发表时间:2016/11/7
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