浅析绿色机械制造工艺技术

徐贞高，曹海健，崔 林

（东台船用配件有限公司，江苏 东台224220）

绿色机械制造工艺是指以综合考虑环境因素和资源效益为前提，以传统机械制造技术为基础，将环境科学、材料科学、能源科学、控制技术等先进科学技术结合在一起，以达到预期质量和功能的先进机械制造方法和过程[1]。发展绿色机械制造工艺的目的就是达到资源、环境和经济效益的统一。

1 发展绿色机械制造工艺技术的重要意义

近年来，我国大力推进节能减排，发展循环经济，建设资源节约型环境友好型社会，为节能环保产业创造了良好历史发展机遇。机械制造行业涉及领域庞大，发展好绿色机械制造工艺技术，对国家发展、公司利益、环境保护都起着重要的作用，也对资源的合理利用具有重大意义。

机械制造业与国民经济发展的各个行业都密切相关，其为人们的衣食住行提供着各种不同性能的机电产品。传统机械制造技术的发展是一个开环式的发展模式，不考虑环境和资源的代价，从自然界中获取资源，经过加工处理得到最终产品，同时还产生了大量的废气、废液、废渣，排放到环境中，给环境带来严重的污染，甚至产生有毒有害的物质，带来巨大的安全隐患；另一方面，许多的脚料、余料以及破损的零件和设备，最终都成为了废弃物，这不仅污染了环境，更是对现有资源的一种严重浪费。而绿色机械制造工艺引用的是一个清洁生产和废弃物循环利用的闭环式发展模式，根据市场需求，设计、生产出质量合格的产品，在此过程中，充分考虑资源利用、能源消耗和环境保护等这些因素，从而达到资源和能源的最优化的配置，最大限度地减少环境污染。因由此可见，绿色机械制造工艺比传统机械制造工艺更能适应新时期的机械工业发展要求。

2 绿色机械制造工艺技术的类型

2.1 能源节约型绿色机械制造工艺

在传统的机械制造工艺中，能源的使用效率极低，大部分的能量都由于摩擦生热被转化成为了内能及其他形式的能力被消耗掉，这不仅使机械磨损严重，影响机械的使用寿命，降低机床的精密度和机械加工的精准度，同时还造成了能源的浪费和环境的污染。能源节约型绿色机械制造工艺是针对这些问题，在机械制造过程中，通过减少机械磨损，适当利用可再生资源，引进低能耗工艺技术，使用低能耗的绿色设备等方法来降低能量损耗的工艺技术。

2.2 资源节约型绿色机械制造工艺

资源节约型绿色机械制造工艺是指在机械制造过程中，以保证机械产品质量和符合机械制造标准为前提，通过简化工艺和减少原材料消耗的方法来达到资源的有效利用的工艺技术。例如，在刀具的制造过程中，我们可以通过优化毛坯的形状，选择新型的刀具材料，尽量减少切削液的使用量，从而减少机械加工的余料，降低原材料的消耗，延长刀具的使用寿命，达到节约资源和提高生产效率的目的。

2.3 环境保护型绿色机械制造工艺

机械制造工艺实际上就是一个物质经过一系列加工制造过程，变成最终需要得到的产品的过程，但在这个过程中会产生一些废液、废气、废渣、噪声等对环境和操作者有危害的物质。环境保护型绿色机械制造工艺是指通过工艺初始设计和末端处理技术，尽量减少或消除有害物质的影响，从而提高机械制造系统效率的工艺技术[2]。

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[3]。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

绿色选材是指绿色机械制造过程中，在满足产品的适用性能和制造工艺特性的条件下，综合考虑绿色环保的要求所选择的能源和材料，具体包括材料的选择和能源的选择。绿色选材应遵循以下原则：

一是，优先选用可再生能源与材料。

二是，尽量选用原料丰富，成本低，污染少的能源与材料。

三是，尽量避免选用有毒、有害、有辐射性的能源与材料。

3.3 绿色工艺

绿色工艺是指在机械制造过程中，使用一定的工具和设备，按照节约资源、控制能源、减少污染的要求，将各种原料按照一定的顺序进行加工，得到最终期望的合格机械产品的过程。先进的绿色机械制造工艺技术包括：使用干切削技术，低温切削技术，绿色湿试切削技术，应用高精度的冷辗扩技术，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[4]。

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：

（1）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。

（2）废液集中进行回收、转化、燃烧等处理。

（3）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。

（4）将已报废的产品回收并使用到下一个周期中，变废为宝。

4 实施绿色机械制造工艺技术的基本程序

实施绿色制造通常可分为五个基本程序：预审→评审→方案优选→方案实施→持续绿色制造，其核心内容是绿色机械制造过程评审，关键环节是绿色机械制造技术方案优选。绿色机械制造过程评审是指将现行的机械制造过程分为物料流和能量流两个系统，再根据两个系统的中各个环节的功能、状态、特性以及投入、产出关系，对其进行客观深入的现状调查和分析研究，找出各自系统中存在的“非绿色环节”。绿色机械制造技术方案优选是在绿色机械制造过程评审的基础上，对“非绿色环节”进行进一步分析研究，寻找可以节约能源、降低消耗、减少污染、提高效率的方案，并筛选出可行性最强、效率最高、污染最小的方案的过程。

5 结束语

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。绿色机械制造工艺技术目前在我国尚未发展成熟，还有许多现实问题尚未解决，如技术问题、资金问题、政策问题等，还需要多方配合，创新和完善绿色机械制造工艺技术的理论。

[1]侯铁丰.绿色制造环境下的机械制造工艺研究[J].商情，2010（7）：234-235.

[2]蔡茂健.基于绿色制造理念的机械制造工艺[J].信息与电脑(理论版)，2011（2）：146-148.

[3]朱佩巧.按绿色制造理念改革机械专业课程的教学内容[J].机械职业教育，2009（9）：32-36.

[4]高 佳.关于绿色制造理念下的机械制造工艺探讨[J].中国科技纵横，2010（10）：26-29.