机械制造中绿色制造技术的应用

焦宏洋 王秋晨

摘 要：制造业的工作过程中会产生大量污染源，随着环保观念的提升，大部分制造业开始使用绿色环保的工作模式，逐步采用环保设计，机械制造也逐渐向绿色制造靠拢，自觉进行符合环保标准的机械制造活动，较大程度上避免了工业污染的出现，基于我国机械工业实施绿色制造技术的必要性和迫切性，本文阐述了绿色制造的实现技术以及我国机械工业实施绿色制造技术的主要途径，并提出了应注意的问题。

关键词：机械工业;绿色制造;绿色设计

1.绿色制造的实现技术

1.1干切削技术

材料切削是最常见的机械制造工艺，材料一般在有切削液的条件下湿切削。实际上，清理切削液的费用已经高于刀具的费用，同时，切削液还有污染环境的危险。而干切削是在不使用切削液的情况下进行的，切削液传统的排屑、冷却、润滑作用已经被先进的刀具设计、设备所取代。例如，现代刀具材料能抵抗高温，可减少切屑液的使用;真空或喷气系统可以改善排屑条件;先进的刀具能改善密闭空间的排屑问题。

1.2机床技术

机床设备要适应高温切削条件，同时具有吸尘、排屑等功能。机床的工作台或主轴要尽量呈倾斜式或立式布局，这样能有利于排屑，可有效预防残屑留在机床上，导致机床热变形，影响产品加工质量。所以，有必要采用排屑系统，以及加强循环冷却系统的使用，使其能更好地带走残屑，促进机床系统冷却。高质量的干式切削是在切削工具高速運行情况下实现的，这样可减少传递到工件、刀具和机床上的热量，保证生产效率和质量。由此，将超高速切削与干切削相结合，会实现高效、低消耗、低污染的生产。

1.3微机械技术

微机械技术主要是负责微型机械加工。现阶段使用的工艺方法主要采用来自于半导体IC加工工艺的硅微细加工、特种精密加工和微组装技术。微机械生产的质量轻、体积小、精度高，且稳定性和生产效率较高，同时还具备低消耗、低成本的特点，多功能与智能化也代表了它在现代制造业中的地位。

1.4快速原型制造（RPM）技术

RPM是分层切片技术，通过计算机系统对CAD模型处理成薄截面层，再根据截面的各个二维数据，采用黏结、熔结、聚合作用或化学反应手段，利用固化液体和凝固材料，使其快速组成所需要形状的零部件或模型。RPM技术的发展突破了传统加工中金属成型和切削成型的工艺，即使没有工装夹具或模具，也能快速制造出需要的模型零件，且是具有一定功能的三维零部件，这种技术被认为是制造业发展20多年来最伟大的生产技术之一。

1.5虚拟现实技术

虚拟现实技术是通过计算机系统形成一个逼真的，具有视、听、触多种感知功能的媒体空间，即人工虚拟环境，处在虚拟环境的技术人员可使用各种媒体传感交互设备在虚拟环境中进行实际操作，有身临其境的感觉。虚拟环境可以是模仿真实环境，也可以直接构造一个虚拟世界。虚拟现实技术能有效实现工业制造的阶段性分工，同时预测下一阶段的工作影响，让技术人员能提前了解到三维模型及其加工、装配的过程，这对提高产品生产质量、工作效率有积极作用，以及能有效预防各种不良问题的出现，实现阶段性预测。另外，虚拟现实技术还可以应用于学校的机械制造人才培养之中，使在其培养过程中，减少因需要进行大量实际操作实训所消耗的能源和材料。

1.6节能环保型热处理技术

热处理技术一直都是高消耗、高污染、工人劳动强度大的制造工艺，正是因为传统的热处理技术存在这些弊端，很有必要进行技术革新。如今，新技术、新设备不断涌现，热处理技术趋于向低消耗、高效率的环保型工艺模式发展。例如最新的激光热处理技术：首先，它能降低资源消耗，同时在节省成本的基础上制成高性能合金表面;其次，该技术生产效率高，无需特别的冷却工作，因为它冷却和加热都很迅速;最后，激光热处理技术已实现数字化，它能有针对性地对工件局部表面进行热处理，硬化的程度和部位都能得到准确控制;再者，也是最关键的一点，这种技术基本无污染。同时，还应大力推广远红外加热技术，真空热处理技术等，它们都是优秀的节能、环保绿色制造技术。

2.应注意的问题

2.1注重绿色设计

实现绿色设计，是在产品制造的先前阶段，将环保理念和污染预防措施融入产品设计中，实现产品制造的绿色发展，例如，我们以产品的可拆卸性、可回收性、可制造性为绿色设计的基本概念，保证产品是环保的、多功能的、可持续使用的。实现绿色设计，要求产品在制造中，选择绿色原材料、以及绿色制造工艺，实现产品制造的最低消耗，预防和减少产品生产过程中产生副作用，当产品已经报废，它也应该是可拆卸的，可回收再利用的。

2.2使用低物耗的绿色制造技术

我国制造业一直以来都是使用大量不可再生的金属材料作为原材料，这样不仅会影响到生态环境的平衡，对国家资源来说也是很大的浪费。在机械工业中，制造企业应积极推广绿色可持续使用材料，优化制造工艺，使用绿色工艺，通过利用现代先进技术，实现绿色技术的应用。虽然绿色设计和绿色技术都是现代机械工业发展的重点，但好的材料是促进二者实现的基础，因此，制造企業应改良产品制造的材料，实现材料的可持续利用。

2.3绿色工艺技术与先进生产模式相结合

先进的生产模式是推进绿色技术发展的动力。实现制造生产模式转变，实行生产模式改革，应做到精益生产、敏捷制造、智能制造。绿色技术与先进生产模式的结合，在绿色技术中加强管理、落实责任、贯彻绿色生产理念，能大大降低制造业中的工业污染和能源消耗。

3.结论

保护环境、维持生态平衡是全世界人民的内心呼唤，机械工业作为社会生产的主导，推行绿色技术已刻不容缓。我国目前的绿色技术制造还处在初级阶段，并没有完全普及，只有通过不断优化和改进现代工艺，使用新型工艺和新型材料，加强管理，节省资源、从降低能源消耗做起，积极落实绿色技术的推广和应用，才能让绿色制造技术成为未来机械制造业的主导工艺技术，真正实现绿色制造。

参考文献：

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[2]黄炜.基于绿色制造工程的再制造技术的研究[J].机械制造与自动化，2006（35）.

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