随着我国经济的迅速发展,我国的能源消耗越来越大,所以国家大力推进节能减排措施,以促进国家经济的可持续发展,建设出节约友好型社会。机械制造行业作为国家的重点行业,由于涉及面较广,因此如何发展好绿色机械制造工艺技术,提高企业的经济效益保护好生态环境和合理利用资源具有非常重要的意义。近年来,随着机械制造业的发展,从中可以促进我国国民经济发展,而且能够为人们的衣食住行提供不同性能的机电产品。过去,我们采用的传统机械制造技术,是一种陈旧的制造工艺模式,对环境和资源缺乏全面的考虑,主要从自然中获取能源资源,经过加工和处理后以形成最终产品,然而在资源加工和处理中,将产生了大量的废气、废渣,并大量排放到环境中,从而严重地污染了环境,以及产生一些有毒物质,威胁到人们的生命安全;另外,在机械制造过程中,经常会留下一些废弃物,如余料、破损的零件等,不仅浪费有有限资源,而且给环境带来了污染。然而,引入绿色机械制造工艺,实现了清洁生产和废弃物循环利用的发展模式,同时按照市场需求,设计和加工出合格的产品,这些产品不仅可以利用资源,减少能源消耗,而且可以减少环境污染,使得资源和能源利用最优化。从中可以看出,绿色机械制造工艺满足新时期的机械工业发展的需求。
2、绿色机械制造工艺的类型
2.1 节约资源的工艺技术 原材料(尤其是一些不可再生的金属材料)的大量消耗 . 将不利于全社会的可持续发展 . 因此 . 机械工业应积极推广资源消耗少的绿色工艺技术,通常可采取以下绿色工艺技术。
2.1.1 绿色材料 绿色设计与制造所选择的材料既要有良好的使用性能 . 又要与环境有较好的协调性。为此,可改善机电产品的功能 . 简化结构 . 减少所用材料的种类:选用易加工的材料、低能耗、少污染的材料,可回收再利用的材料,采用天然可再生材料。
2.1.2 少无切削技术 随着新技术、新工艺的发展,精铸、精锻、摆辗等成型技术和工程塑料在机械制造中的应用日趋成熟,从近似成型向净成型方向发展。有些成型件不需要机械加工,就可直接使用 . 不仅可以节约传统毛坯制造时的能耗、物耗,也大大减少了产品的制造周期和生产费用。
2.1.3 节水制造技术 水这种宝贵的资源在机械制造中起着重要的作用。但由于我国北方缺水,从绿色可持续发展的角度,应积极探讨节水制造的新工艺。
2.1.4 新型刀具材料 减少刀具材料消耗,尤其是复杂、贵重刀具材料的磨耗是降低物料消耗的另一重要途径,对此可采用新型刀具材料,发展涂层刀具。
2.1.5 回收利用 绿色设计与制造,非常看重机械产品废弃后的回收利用,它使传统的物料运行模式从开环式变为部分闭环式。产品生产厂家对回收可再利用的元器件,进行选择、回收和再利用等处理。
2.2 节省能源的工艺技术 加工过程中要消耗大量的能量,这些能量一部分转化为有用功,而大部分则转化为其他能量形式而消耗掉。消耗掉的能量总是伴随着各种各样的有害损失。目前,可采取以下绿色技术。技术节能。加强技术改造,提高能源利用率,如采用节能型电机,淘汰能耗大的老式设备。工艺节能。改变原来能耗大的机械加工工艺,采用先进的节能新工艺和绿色新工装。管理节能。加强能源管理,及时调整设备负荷,消除滴、漏、跑、冒等浪费现象,避免设备空车运转等。适度利用新能源。可再生利用,无污染的新能源是能源发展的一个重要方向。绿色设备和制造装备将向着低能耗,与环境相协调的绿色设备方向发展。现在已出现了干式切削加工机床、强冷风磨削机床等。绿色化设备减少了机床材料的用量,优化了机床结构,提高了机床能效,不使用对人和生产环境有害的工作介质。
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2.3 环保型工艺技术 生产过程是一个输入输出系统,当系统输入所要求的要素时,系统输出除最终产品外,还会输出对环境、操作者等有影响或危害的物质,如废液、废气、废渣、噪声等。环保型工艺技术就是通过一定的工艺手段,使其尽可能减少或完全消除,提高系统运行效率。
3、发展绿色机械制造工艺技术的策略
3.1 绿色设计 绿色设计是指根据产品的品质要求,在绿色理念的指导下,对机械的工作原理、结构、运动方式力、能量的传递、各个零件的材料和形状的尺寸进行设计,并通过计算分析转化图纸作为制造依据的工作过程。要做好绿色设计,需从设计之初就要充分考虑产品流转的各个环节中所应注意的环保问题,并将环保作为设计的重要指导原则。绿色设计涉及十多项设计阶段,包括选材、结构设计、工艺设计、包装运输设计、使用维护设计、拆卸维护设计、报废处置设计等。要将各阶段的设计方案系统地协调和整合起来,因此,绿色设计也成了一个具有绿色性、集成性、并行性的系统。
3.2 绿色选材 绿色制造所选择的材料既要有良好地适用性能,又要满足制造工艺特性以及与环境有较好地协调性,选择绿色材料是实现绿色制造的前提和关键因素之一。绿色制造要求选择材料应考虑以下几个原则:(1)优先选用可再生材料,尽量选用回收材料,提高资源利用率,实现可持续发展;(2)选用原料丰富,低成本,少污染的材料代替价格昂贵,污染大的材料;(3)尽量选择环境兼容性好的材料,避免选用有毒、有害和有辐射性的材料。这样有利于提高产品的回收率,节约资源,减少产品毁弃物,保护生态环境。
3.3 绿色工艺 绿色技术就是在机器生产程序中,运用相关的工具以及设施,根据节省能源、操纵能源、降低污染的需求,把各式原材料根据相关的秩序开展生产,以便获得所期望的达标产品。优异的绿色机器生产措施包含:运用干切削措施,低温切削措施,绿色时时切削措施,使用高精准度的冷碾措施,金属粉末的注射成型工艺,采用可编程的控制器技术、数显技术、数据技术来改造旧机床,净化废液等。
3.4 绿色处理 绿色处理是指将在机械制造过程中排放出的废液、废气、毛坯脚料以及破损的零件设备等废渣,进行回收利用或将其变成对环境无污染的物质的过程。绿色处理的方法有:第一,根据各排放气体的性能,能吸收的就采用物理或化学方法吸收,能燃烧的就在燃烧炉中通入氧气完全燃烧。第二,废液集中进行回收、转化、燃烧等处理。第三,将有毒的废渣进行集中深埋,或是采用化学方法将其变成无毒无害物质,将有棱角的锐利废弃物收集在一起并作集中处理。第四,将已报废的产品回收并使用到下一个周期中,变废为宝。
结语:虽然近年来我国的经济得到了迅猛的发展,制造业也是蓬勃向上,但是为了未来长久的发展,更为了实现自然和社会的和谐发展,实现机械制造行业的清洁生产和绿色制造势在必行,工业生产只有采用生态学原理,才能从源头上解决环境污染问题。
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论文作者:黄伟豪
论文发表刊物:《红地产》2017年9月
论文发表时间:2018/9/3
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