機械制造過程綠色制造技術探討

時間:2022-11-22 04:49:09

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機械制造過程綠色制造技術探討

摘要:綠色制造技術也被稱為環境意識制造技術,其最終目的在于進一步促進循環利用資源。文章首先概述了綠色制造技術,其次,深入探討了綠色制造技術在機械制造過程中的應用,具有一定的參考價值(zhi)。

關鍵詞:機械制造;綠色制造技術;應用

1概述

我國機械制造業在近年來得到了較快的發展,也取得了一定的成就,已經成為了我國支柱性產業之一,但機械制造業也是用水用電大戶,會排出大量的工業廢水、廢氣、廢物,一直以來都存在著低效率、高消耗的問題。據統計,我國機械制造業每年都會產生數以億噸計的工業廢水、廢氣、廢物,造成了嚴重的污染,也消耗掉了大量的寶貴資源。在這種情況下,社會各界都亟盼在機械制造過程廣泛應用綠色制造技術,為節能減排、營造和諧社會做出貢獻。文章就機械制造過程綠色制造技術應用進行探討

2綠色制造技術概述

綠(lv)色(se)制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)技(ji)術是在(zai)傳統制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)技(ji)術的基礎之(zhi)上發展起來的,采(cai)用新型節能材料和先進(jin)制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)技(ji)術來進(jin)行(xing)制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)生(sheng)產(chan),使(shi)得(de)制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)出來的產(chan)品對環境污染小、成本低、質(zhi)量(liang)高。

2.1綠色工藝

綠(lv)(lv)色制(zhi)造(zao)的重要一環(huan)(huan)就是(shi)(shi)綠(lv)(lv)色工(gong)(gong)藝(yi)(yi),清(qing)潔生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)與(yu)綠(lv)(lv)色工(gong)(gong)藝(yi)(yi)緊密相(xiang)關(guan)、密不可(ke)分(fen);綠(lv)(lv)色工(gong)(gong)藝(yi)(yi)是(shi)(shi)指(zhi)那些(xie)既能夠(gou)降低(di)環(huan)(huan)境影響,又(you)能夠(gou)保障(zhang)產(chan)品質量(liang)(liang)的機(ji)械(xie)制(zhi)造(zao)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)技術(shu);通常(chang)而言,綠(lv)(lv)色工(gong)(gong)藝(yi)(yi)有(you)以下一些(xie)實(shi)現(xian)(xian)途徑:(1)基于(yu)環(huan)(huan)境負荷的相(xiang)對(dui)尺度(du)來(lai)確定其影響自然資(zi)源、人體健(jian)康、生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)多樣性程度(du)的評價;(2)對(dui)廢物(wu)排放、自然資(zi)源利用(yong),以及(ji)水(shui)體、土壤、空氣可(ke)能造(zao)成影響的環(huan)(huan)境評價;(3)通過對(dui)原有(you)設(she)備和原有(you)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)機(ji)械(xie)改善來(lai)達到改變(bian)產(chan)品制(zhi)造(zao)技術(shu)或者(zhe)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)的效果,將生(sheng)(sheng)(sheng)態損壞(huai)、原材料消耗量(liang)(liang)、健(jian)康與(yu)安全風險、能源消耗、廢物(wu)生(sheng)(sheng)(sheng)量(liang)(liang)降低(di)到最低(di)程度(du)。(4)將原材料、過渡產(chan)品在工(gong)(gong)藝(yi)(yi)過程中實(shi)現(xian)(xian)循環(huan)(huan)利用(yong)。

2.2綠色材料

綠(lv)色材料也(ye)被稱(cheng)為生(sheng)態材料,是(shi)指在(zai)機械制(zhi)造(zao)產(chan)品(pin)生(sheng)產(chan)過程(cheng)中選(xuan)用那些(xie)(xie)對環境無(wu)害、無(wu)毒、噪聲小、能耗低的材料,或者有(you)(you)一(yi)定的危害性,但是(shi)在(zai)應(ying)用一(yi)些(xie)(xie)相應(ying)措(cuo)施之后就可消除或者減少的材料,具有(you)(you)較佳的環境兼容性。

2.3綠色包裝

綠色包裝(zhuang)(zhuang)指(zhi)機(ji)(ji)械(xie)(xie)制造產品(pin)所采(cai)用(yong)的(de)包裝(zhuang)(zhuang)工藝、包裝(zhuang)(zhuang)材(cai)料都務必要滿足(zu)節能減(jian)排的(de)要求。既要考(kao)慮到包裝(zhuang)(zhuang)材(cai)料的(de)可(ke)(ke)回(hui)收(shou)性(xing)、可(ke)(ke)降解性(xing)、成本,又要考(kao)慮到機(ji)(ji)械(xie)(xie)制造產品(pin)的(de)質量(liang)優良、包裝(zhuang)(zhuang)精(jing)美。在(zai)機(ji)(ji)械(xie)(xie)制造產品(pin)的(de)包裝(zhuang)(zhuang)階段(duan),要盡(jin)量(liang)選擇節能環(huan)保、循環(huan)利(li)用(yong)率高(gao)、耐用(yong)性(xing)強(qiang)的(de)高(gao)科技綠色材(cai)料,例(li)如可(ke)(ke)以選擇符(fu)合“3R1D”原則、可(ke)(ke)以自行降解、并且可(ke)(ke)多次(ci)循環(huan)利(li)用(yong)的(de)綠色包裝(zhuang)(zhuang)材(cai)料。

3綠色制造(zao)技術(shu)在機械制造(zao)過程(cheng)中的應用

3.1鑄鍛焊(han)工藝綠色(se)化

美國(guo)(guo)作為(wei)消(xiao)失模(mo)(mo)鑄(zhu)造(zao)技(ji)術(shu)的發(fa)源,率先并領跑消(xiao)失模(mo)(mo)鑄(zhu)造(zao)應用于工(gong)業(ye)(ye)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan),其產(chan)量(liang)(liang)(liang)己(ji)(ji)占世界產(chan)量(liang)(liang)(liang)的50%以上。隨著工(gong)業(ye)(ye)技(ji)術(shu)的不斷發(fa)展和創新,鋁合金和黑色合金鑄(zhu)件(jian)(jian)的技(ji)術(shu)被美國(guo)(guo)、日本等發(fa)達(da)國(guo)(guo)家(jia)發(fa)展的非常成熟了(le),并且(qie)己(ji)(ji)進入大批量(liang)(liang)(liang)生(sheng)(sheng)(sheng)階(jie)段。中(zhong)國(guo)(guo)有(you)26000多家(jia)鑄(zhu)造(zao)企業(ye)(ye),消(xiao)失模(mo)(mo)鑄(zhu)造(zao)企業(ye)(ye)僅(jin)100多家(jia),中(zhong)國(guo)(guo)鑄(zhu)件(jian)(jian)年(nian)產(chan)量(liang)(liang)(liang)己(ji)(ji)達(da)2400多萬(wan)(wan)t,消(xiao)失模(mo)(mo)鑄(zhu)造(zao)產(chan)量(liang)(liang)(liang)僅(jin)僅(jin)20多萬(wan)(wan)t。我(wo)國(guo)(guo)一汽輕型發(fa)動(dong)機(ji)用消(xiao)失模(mo)(mo)鑄(zhu)造(zao)法(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)的鋁合金進氣(qi)管(guan),毛坯(pi)重由原(yuan)來金屬的3.39kg減少到2.84kg,機(ji)加(jia)工(gong)量(liang)(liang)(liang)減少30%,而且(qie)模(mo)(mo)具壽命提高(gao)了(le)10倍。傳統的鉛錫焊料由于污染、抗蠕變性能(neng)(neng)差,已經完全不能(neng)(neng)滿足電子工(gong)業(ye)(ye)對其可靠性、環境(jing)性能(neng)(neng)的要求。

3.2切削加(jia)工工藝(yi)綠色化

德(de)國制造(zao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)中(zhong)心(xin)中(zhong)將有5%用(yong)(yong)氣冷(leng)與(yu)潤滑(hua)性涂層刀具相結(jie)合來(lai)(lai)取代澆注式冷(leng)卻。但采用(yong)(yong)油(you)基磨(mo)削液(ye)有一(yi)個缺(que)點,那就是在加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)過(guo)程中(zhong)會(hui)產生煙霧(wu),使工(gong)(gong)作環境發生變(bian)化(hua)而(er)不利(li)于(yu)生產,而(er)且過(guo)多的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)磨(mo)削液(ye)會(hui)造(zao)成(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)本(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)。在各種加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)方式中(zhong),其資源的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)量及污(wu)染(ran)(ran)量居于(yu)前列,要改善這(zhe)種情況,可(ke)以采用(yong)(yong)干凍(dong)磨(mo)削方式來(lai)(lai)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)。針(zhen)對(dui)單件(jian)小批量零(ling)件(jian)需求,德(de)國開發出數(shu)控干切削加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)鑄型,用(yong)(yong)于(yu)零(ling)件(jian)制造(zao)。同時(shi),在機床切削加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)過(guo)程,切削液(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)、存貯、采購都需要專門的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物流系統和技術(shu),會(hui)消耗(hao)掉10%-15%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)成(cheng)(cheng)本(ben),而(er)若不能正確處(chu)理和使用(yong)(yong)切削液(ye),那么(me)必將會(hui)污(wu)染(ran)(ran)環境,危(wei)害(hai)到(dao)操作人員的(de)(de)(de)(de)(de)(de)身心(xin)健康,針(zhen)對(dui)這(zhe)種情況,可(ke)以將原(yuan)來(lai)(lai)那種有害(hai)健康、高污(wu)染(ran)(ran)、高成(cheng)(cheng)本(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)濕切削過(guo)程用(yong)(yong)微(wei)量潤滑(hua)(MQL)技術(shu)、干切削技術(shu)來(lai)(lai)代替,進一(yi)步促進機械制造(zao)業的(de)(de)(de)(de)(de)(de)“綠色”。

3.3深孔鉆削(xue)工藝(yi)綠色(se)化

亞干式(shi)(shi)加(jia)工(gong)(gong)(gong)是控制環(huan)境(jing)污(wu)(wu)染(ran)源頭(tou)的(de)(de)(de)(de)(de)一項綠色制造(zao)工(gong)(gong)(gong)藝(yi),它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)優點是在(zai)切(qie)削(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)過程中(zhong)(zhong)(zhong)沒有污(wu)(wu)染(ran),省(sheng)去使(shi)(shi)用切(qie)削(xue)(xue)液造(zao)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)一切(qie)費用開支,大(da)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)控制住(zhu)了生產的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本。相對(dui)(dui)傳統(濕(shi)式(shi)(shi))深(shen)孔(kong)鉆(zhan)削(xue)(xue)中(zhong)(zhong)(zhong)大(da)量使(shi)(shi)用切(qie)削(xue)(xue)液進行冷卻(que)、潤滑(hua)、排屑,造(zao)成(cheng)環(huan)境(jing)污(wu)(wu)染(ran)和(he)(he)成(cheng)本增加(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)問題,在(zai)整個制造(zao)過程中(zhong)(zhong)(zhong)做(zuo)到對(dui)(dui)環(huan)境(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)最(zui)小(xiao)和(he)(he)對(dui)(dui)資源的(de)(de)(de)(de)(de)利用率最(zui)高(gao)。濕(shi)式(shi)(shi)深(shen)孔(kong)鉆(zhan)削(xue)(xue)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)切(qie)削(xue)(xue)力(li)比(bi)亞干式(shi)(shi)深(shen)孔(kong)鉆(zhan)削(xue)(xue)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)切(qie)削(xue)(xue)力(li)略小(xiao),濕(shi)式(shi)(shi)深(shen)孔(kong)鉆(zhan)削(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)磨損和(he)(he)加(jia)工(gong)(gong)(gong)表(biao)(biao)面(mian)粗糙度(du)(du)(du)值與亞干式(shi)(shi)深(shen)孔(kong)鉆(zhan)削(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)不多,能夠獲(huo)得比(bi)較好的(de)(de)(de)(de)(de)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)耐(nai)用度(du)(du)(du)和(he)(he)內(nei)孔(kong)表(biao)(biao)面(mian)質量。亞干式(shi)(shi)深(shen)孔(kong)鉆(zhan)削(xue)(xue)中(zhong)(zhong)(zhong)切(qie)削(xue)(xue)液顆(ke)粒容(rong)易進入刀(dao)(dao)具(ju)(ju)與已(yi)(yi)加(jia)工(gong)(gong)(gong)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)接(jie)觸區,潤滑(hua)及冷卻(que)效果良好,切(qie)削(xue)(xue)區溫度(du)(du)(du)較低,后刀(dao)(dao)面(mian)與已(yi)(yi)加(jia)工(gong)(gong)(gong)表(biao)(biao)面(mian)不易枯(ku)接(jie),使(shi)(shi)兩者之間的(de)(de)(de)(de)(de)摩擦減小(xiao)從而使(shi)(shi)已(yi)(yi)加(jia)工(gong)(gong)(gong)表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)粗糙度(du)(du)(du)減小(xiao)。

3.4綠(lv)色生(sheng)態機床的應用(yong)

綠色生態機(ji)(ji)(ji)床(chuang)是(shi)(shi)綠色機(ji)(ji)(ji)械制(zhi)(zhi)造(zao)技術(shu)的(de)(de)最新應用,它提出了一種(zhong)全新的(de)(de)節能(neng)(neng)減(jian)排理(li)念:降低(di)使(shi)用機(ji)(ji)(ji)床(chuang)時的(de)(de)能(neng)(neng)源(yuan)消耗(hao),并且減(jian)少機(ji)(ji)(ji)床(chuang)的(de)(de)量,節省材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)。據統計,為了確(que)保機(ji)(ji)(ji)床(chuang)的(de)(de)剛度,不(bu)得不(bu)占用80%的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)床(chuang)重量,而只有(you)不(bu)到20%的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)床(chuang)重量用于對機(ji)(ji)(ji)床(chuang)運動學(xue)進(jin)行滿足。針對這(zhe)(zhe)種(zhong)情況(kuang),應該從新材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)、新結(jie)(jie)構(gou)兩個方面(mian)來優(you)(you)化(hua)機(ji)(ji)(ji)床(chuang)結(jie)(jie)構(gou),降低(di)機(ji)(ji)(ji)床(chuang)的(de)(de)質(zhi)量。新材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)是(shi)(shi)指(zhi)在機(ji)(ji)(ji)床(chuang)制(zhi)(zhi)造(zao)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)中(zhong)采(cai)用復合(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)、陶瓷、人(ren)造(zao)花(hua)崗石(樹脂混凝土)、碳(tan)素(su)纖維等(deng)新材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao),而新結(jie)(jie)構(gou)是(shi)(shi)指(zhi)可(ke)以采(cai)用箱中(zhong)箱結(jie)(jie)構(gou)機(ji)(ji)(ji)床(chuang)、聯(lian)機(ji)(ji)(ji)床(chuang)等(deng)新型結(jie)(jie)構(gou)機(ji)(ji)(ji)床(chuang),能(neng)(neng)夠(gou)讓其具有(you)熱(re)穩定性好、抗振性強、阻尼(ni)系數(shu)大等(deng)顯(xian)著的(de)(de)優(you)(you)點。此外,要以產(chan)業化(hua)生產(chan)和(he)先進(jin)技術(shu)為手段(duan),以環保、優(you)(you)質(zhi)、節能(neng)(neng)、高效(xiao)為目(mu)標(biao),以機(ji)(ji)(ji)械制(zhi)(zhi)造(zao)產(chan)品(pin)的(de)(de)全壽命周期設計管(guan)理(li)為指(zhi)導來開(kai)展廢舊機(ji)(ji)(ji)床(chuang)的(de)(de)再制(zhi)(zhi)造(zao)項目(mu),充分回(hui)收利用廢舊機(ji)(ji)(ji)床(chuang),這(zhe)(zhe)樣(yang)一來,能(neng)(neng)夠(gou)節約70%以上的(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao),能(neng)(neng)夠(gou)節約60%的(de)(de)能(neng)(neng)源(yuan)消耗(hao),生產(chan)成本僅為新品(pin)的(de)(de)50%左右。

作者:田(tian)煒(wei) 單位:呼倫貝爾學院

參考文獻:

[1]李聰波(bo),王秋蓮,劉飛(fei),等.基于(yu)可拓理論的綠(lv)色制造實(shi)施(shi)方(fang)案(an)設計[J].中國機械(xie)工程,2010,21(01):120-124.

[2]王永靖(jing),劉飛,王琦峰.面向綠(lv)色(se)制造的(de)汽車制造企業信息系統及(ji)關鍵(jian)技(ji)術研究[J].中國機械工程(cheng),2009,19(07):133-135.

[3]李(li)聰波(bo),劉飛,譚顯(xian)春,等.基(ji)于協同效益的綠色制(zhi)造技術(shu)實施順序(xu)決策模型[J].系(xi)統工程與電(dian)子技術(shu),2009,18(11):109-113.