浅析绿色设计在机械设计制造中的应用

王清源 徐环宇 李洋洋

摘 要：绿色设计理念是近几年新兴的一种新的设计理念，并在机械设计制造中得到了广泛的应用。一方面，绿色设计理念可以缓解环境污染问题，改善环境质量；另一方面还能够实现提高产品的质量，增强企业竞争力。本文将深入阐释如何实现绿色设计的措施，以便更好地为社会以及经济的发展服务。

关键词：绿色设计；机械设计制造；

Application of Green Design Theory in the Mechanical Design and Manufature

WANG Qingyuan CUI Fuming CHEN Wei

（ Zhengzhou University， Zhengzhou 450000）

Abstract： Green design is the new design concept in recent years， and it has been wildly used in the Mechanical Design and Manufature. On the one side， green design can help us to alleviate environmental pollution； On the other side， it can also improve the quality of the product and enhance the competitiveness of the corporation. In this paper， the auther will explain how to implement green design measures， so as to serve social and economic development.

Keywords： green design； mechanical design and manufacture；

引言

在机械设计制造初期，人们片面地追求经济效益和生产效率，忽略了对环境的保护， 至于导致了大量的资源浪费，以牺牲环境为代价来获取眼前的利益。环境问题的日益严峻使得人们认识到了环境保护的重要性，绿色设计理念也受到了重视。绿色设计理念是以节约资源和保护环境为宗旨的设计理念和方法，它强调保护自然生态，充分利用资源，实现人与自然的和谐发展。绿色设计要求设计者必须将眼光放得更长远将当前利益和长远利益相结合传统的机械设计追求的都是眼前的利益。

绿色设计的概念

绿色设计是指机械产品在产品设计、选材、生产、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期的全部过程中，充分的考虑产品对环境和资源的影响，既考虑功能、质量、开发周期和成本，同时也将可拆卸性、可回收性、可制造性等作为机械产品的设计目标，积极选择与环境友好的材料、机械结构和制造工艺，在使用过程中能耗最低，不产生或少产生毒副作用，使机械产品及其制造、使用和报废后，对环境和资源的消耗影响减到最低。

其基本的设计原则有：

（1） 生态效益最好原则绿色设计强调不论是在产品制造过程中，还是在产品使用过程中，都要求产品对周围环境“零污染”。这就要求在设计过程中尽量选择低污染的材料及零部件，避免选用有毒、有害和有辐射性的材料；设计能源消耗少的产品，减少对材料和资源的需求，保护地球的矿物资源。

（2） 经济效益最好原则设计的机械零件既要功能满足客户要求，又要成本低廉。设计上保证合理的原理方案，选用正确的材料；制造上考虑零件的加工工艺性和装配工艺性。

（3） 安全可靠原则安全可靠是机械产品品质的保证，必须确定零件在强度、刚度、耐磨性、稳定性及热平衡性上满足设计要求。

绿色设计的意义

在机械制造生产过程中，机械设备在运行过程中会对环境产生一些危害，如有害气体的排放等，而应用绿色设计理念，在“健康、可持续” 原则下进行机械设计制造，可以有效地降低有害物质的排放，减少对环境的破坏，进而促进机械制造行业的可持续发展。

机械产品的绿色创新设计不仅可以提高自身的学术水平，更主要是可以获取较大的经济效益和社会效益。主要的意义有：

（1）绿色设计的理念及产品，使得人们在生活当中不但要追求物质文明，而且要追求生态文明，是走可持续发展道路的重要方面。机械产品的绿色设计可将生态环境经济社会联结为一个协调发展的有机整体，使环境和资源既能满足當前经济发展的需要，而且还能满足人类长远生存的需要。

（2）绿色设计对产品的生命周期全过程进行主动控制，将废物减量化、资源化和无害化，大大提高了产品的绿色程度，提高企业的市场竞争能力。

（3）使企业追求的效益目标从原来的单一经济效益转化为经济效益和社会效益的协调优化，从而兼顾了环境效益和可持续发展效益。

绿色设计的发展与应用

（1）绿色材料

绿色材料主要是指在绿色制造的过程中，尽可能的选择一些污染比较小或者无污染的材料进行使用，而且这些材料应该要有回收利用的价值，这样才能达到绿色制造的基本要求。所以，我国应该对这种能够多次使用或者回收使用的污染小的材料进行合理的研发，使得这些材料能够满足我国制造业的需求。同时，要对绿色材料开发的成本进行控制，不能够盲目的对绿色进行研发而忽略了原始的成本。

（2）绿色设计

绿色设计应该充分的对制造产品进行综合考虑，比如，产品的质量、产品的寿命、产品和环境的关系等方面。绿色设计使用的方法一般要包含以下几种产品设计特性：绿色性、集成性以及并行性等，在绿色技术全部设计的过程都应该对产品周期关联方面的原因进行充分考虑，在对产品的设计中要对产品各方面的功能进行合理改进，从而达到产品最优化的效果。

（3）绿色制造

绿色制造是指在对产品生产的过程中，有效的减少环境污染和节约资源。对绿色制造的合理使用要对节能环保的技术方面进行考虑，进一步对怎么样降低产品的污染进行研究，还需要对怎么样降低材料的使用、怎么样减少废弃材料的产生、怎样减少对环境的影响等等进行充分的考虑。绿色制造的最终目标是要将产品的整个流水线以及其生命周期内产生的负面影响最小，但是资源的利用率要达到最高。简单的说，绿色的机械制造就是要保证高质量、低成本、高度的可靠性以及完善的功能等各个方面都要达到一定程度的标准。

（4）绿色循环

绿色循环主要是指把一个在生产中废弃的材料，通过合理有效的加工，让其能够在下一个产品生产中进行合理有效的运用，这种技术和资源循环利用的形式类似。所以在对产品进行设计的时候，就应该对产品的原材料和结构进行合理的分析，对再次使用技术进行合理有效的使用，从而实现产品功能升级的目标。

结语

随着现代化科学技术的发展，机械产品已成为多学科交叉的科技密集性产品， 功能日益增多，它涉及信息、制造、计算机、控制、人工智能等各个领域，技术含量越来越高，市场竞争日益激烈，特别是中国融入国际市场后，对机械产品的绿色化会有更高的要求。机械产品采用绿色设计方法后所具有的特性说明，绿色设计具有非常良好的应用前景，可以达到机械产品整个生命周期的最优化控制。虽然绿色设计方法在不断完善和发展的，但要真正要实现机械产品的绿色设计，还需要社会各界人士广泛参与进行更多的试验与探索。

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