论述机械加工制造中的低碳制造工艺

蔡志容

摘要：经济的快速发展使得机械制造业取得了辉煌的成就，即便如此，也不可忽略机械制造业带来的问题，这些随之而来的问题变得越来越多。同时，低碳时代的来临，让机械制造领域纷纷效仿低碳制造理论，此理论也成为了各大领域制造所需的生产要求。对此，此文将针对低碳制造理论和技术进行探讨，其中除了理论知识，也包含了技术的运用技巧，这样的探究有着重大的意义。因此，本文将对低碳理论做一个整理和概述，了解低碳制造理论的基础上，在将其运用到机械制造业中。

關键词：机械加工;低碳制造;工艺分析

0  引言

在成为“中国制造2025”的制造强国战略中，绿色制造业占有着非常重要的位置，它不仅能提高产业的竞争力，在市场中发展中也能稳定绿色制造工业。

1  低碳机械加工制造工艺类型

1.1 环境友好型

在机械的生产过程中，经常会对环境造成污染，因为其添加的一些工业原料，对环境造成了长时间难以降解的污染垃圾。机械在生产产品时，也将有危害性的化学物质输出了，比如：废气、废液、噪音等。对此，我国也加大了力度管控，也因此提出了环保型工艺的加工和生产，保证操作期间都能进行绿色操作，做到将废气物质的排放量降到最低，努力创造出更好的生态环境。甚至可以将资源进行二次利用，这样不仅避免了浪费资源，也确保了工艺制造的高效率。

1.2 能源节约型

在工业生产中，能及时有效的对消耗中的资源进行利用，在工加工的这个过程中，不仅避免了浪费资源，也将其转化为了动力能源，从机械制造业的角度来看，这也是机械制造业最关注的话题之一。对照以往的工业发展中，工艺生产的过程中，将大多数能源都浪费掉了，这主要是因为，机械在生产中，会产生摩擦带来一些热能，能量的消耗必然会带来对环境的影响，比如它所产生的噪音、废物等，这些废物的排出，都对周边的自然环境造成了污染。

因此，对于制造业来说，都因要求设备供应商对现代化科技技术不断专研，开发出更符合环保理念的产品，让新型设备能够最大化降低噪音和减少耗能。

1.3 原料节省型

对于新型的生产技术，其主要目的是采用以节约资源为主的工艺技术，这将颠覆原来的传统工业，环保生产技术的开发，可以从根源上对能源进行有效利用，这无论是对工艺的生产，还是生产技术而言，都是经过合理分析的，并对原材料进行研究设计，以此来减少材料使用过程中对环境造成的危害，做到环保，也使整体的操作成本大大降低，减少了资源的消耗。比如：油雾回收的技术，它将油雾转化成液态，再送回到工业机床中重新使用，很大程度上节约了成本。

2  低碳制造理论在机械造行业中的技术应用

一般来说，机械产品的设计是为了实现经济效益的最大化，和使得产品的功能性能各方面，都得到质量的保障，这便是机械产品的设计目标。但在当下，人们的环保意识在不断提高，有了更多的保护环境的意识和节约能源的理念，因此，对机械产品的要求也越来越高，提出了更高层次的需求。

最大化的符合“低碳”的标准是机械在生产设计时主要需要考虑的问题。对此，如果想让能源的消耗最大化的降低，这将涉及到机械产品的开发，产品的设计将起到非常关键性的作用。所以，为了找出对环境的影响因素和从生态保护的方面而言，分析和探索低碳制造业的理论，设计以降低能源消耗为目的，并且提高能源的利用率，这些将对环境保护起到非常重要的意义。

为了更好的发挥低碳制造的作用，我们需要不断地将低碳制造技术，应用到机械加工的生产实践之中。笔者重点分析了低碳制造在机械加工中的几方面的应用：

2.1 轻量化设计

机械加工中轻量化设计指的是，经过综合参考机械成品重量、生产加工成本、产品性能，以及配套设备的一种设计手段。现阶段，轻量化设计在很多机械制造、机械加工领域得到了广泛的应用，比如说，船舶制造、火车制造、汽车制造以及军工行业，特别是在机械加工中使用效果明显。主要是因为，轻量化设计在机械加工中具有得天独厚的优点。其优点如下：

第一点，轻量化设计可以降低原料，以及生产中的能源消耗，提升了资源的利用率，有利于经济的可持续发展;第二点，减轻机械加工中能源和原材料的碳和污染物的排放，能够达到保护生态环境的功效;第三点，它可以减小噪声，进而避免了噪声对环境的污染。

比如，在2007版的奥迪TT跑车身上，就能够较完整的展现其设计的优势。在该车型的制造中，奥迪公司应用了轻量化设计技术，通过将钢材和铝进行优势互补，降低了TT跑车自重。并且，它可以降低TT跑车在运行过程中废气的排放，能够节约资源，保护社会环境，符合可持续发展理念。

2.2 模块化设计

模块化设计，指的是通过科学的模块化进行对机械产品的设计方案。首先，按照生产产品功能的差异，我们能够把机械加工的模块化设计，划分为许多小模块。随后，按照实际生产状况，以及对机械加工产品设计的规定，将许多小模块进行集成和优化，最终得到想要的机械成品不同的种类和规格。现阶段，我们处在低碳环保的时代背景下，模块化设计因为其自身独特性，在机械生产、军事制造、电子设备等领域，得到较为充分的使用。

形成机械产品模块化设计的根本原因是，在机械产品的生产中，面临着数量巨大的非功能性生产单元，它们会导致机械生产中浪费大量的原材料和能源，以及机械产品在完工后，用户在实际使用中会出现的不便。这一方面会影响机械加工设备的运转和保养，另一方面也不符合可持续发展的要求。此外，机械加工产品中的非功能单元，很难制定一个统一的标准来测量。

所以，我们在机械加工中，应当划分每一个具有功能性的模块，并且进行各模块的测评，据此得出低碳制造的最合理方案。并且，为了更新和优化该方法，我们应当在操作中对模块化设计的使用效果进行检验。同时也有必要对低碳生产技术的效果进行验收。

以德国index集团为例，它是全球一流的数控车床制造，其开发的产品就应用到了模块化设计，在生产中将不同模块进行整合和优化，使得复杂的零件加工在有序的组合中进行全部的加工。所以，在机械生产中使用模块化设计方法，可以很大程度上节约成本和能源，增加企业经济效益。

2.3 生态化的设计

生态化设计是一种新型的设计方式，是指在不影响产品功能实现和使用寿命的前提下，利用资源消耗低、环境污染小、生态友好的设计方法进行产品设计。这种设计方法目前已在交通、化工、能源、机械、电子等领域广泛应用。材料选择是机械产品设计的一个重要环节，生态化设计中的材料选择需要考虑以下两点：

从减少资源消耗方面考虑，优先选择可再生、可降解、可循环利用的资源和能耗低的材料;从保护生态环境方面考虑，尽量避免使用有毒害、污染大及能耗高的材料，多使用绿色环保材料。

传统的机械制造产业产生大量的废水、废气、固体废弃物以及噪声等污染，严重危害生产者的身体健康和生态环境。因此，生态化设计在机械设计企业中的应用迫在眉睫，使用新工艺和新技术来提高生产效率、减少环境污染已成为机械制造行业的共识。

3  结束语

总而言之，虽然机械制造业的快速发展加快了世界经济的变革与发展，但也带来了能源和环境的危机。在这种情况下，低碳制造是应对能源危机、环境恶化的重要对策。实施低碳制造，首先要从理论出发，全面推行低碳制造理论;其次，要在理论基础上提出对应策略，从能耗、污染等角度进行低碳改进。这些都需要我们继续对低碳制造理论及技术在机械加工制造过程中的应用进行深入研究。

参考文献：

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