綠色制造技術(shù)概述

綠色制造技術(shù)概述第一節(jié)綠色制造的基本概念一、綠色制造的定義20世紀高速發(fā)展的工業(yè)經(jīng)濟給人類帶來了高度發(fā)達的物質(zhì)文明，同時也帶來了染源之一，據(jù)統(tǒng)計，造成環(huán)境污染的排放物以上來自制造業(yè)。傳統(tǒng)的制造業(yè)而且投資大、運行成本高、消耗資源很能源。國內(nèi)外經(jīng)驗證明，要消除或減少工20世紀90了廣泛的應(yīng)用。綠色制造（GreenManufacturing一個綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式，其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個周期內(nèi)，對環(huán)境的影響（負面影響）為零或者極小，資源消耗盡可能小，并使企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。這里的環(huán)境包含了自然生態(tài)環(huán)境、社會系統(tǒng)和人類健康等因素。二、綠色制造的內(nèi)涵和特征綠色制造具有非常深刻的內(nèi)涵，其要點主要有：1）綠色制造涉及制造技術(shù)、環(huán)境影響和資源利用等多個學(xué)科領(lǐng)域的理論、技術(shù)和方法。具有多學(xué)科交叉、技術(shù)集成的特點，是廣義的現(xiàn)代制造模式。2）綠色制造考慮兩個過程：產(chǎn)品的生命周期過程和物流轉(zhuǎn)化過程，即從原材料實現(xiàn)資源優(yōu)化。3）綠色制造技術(shù)綜合考慮了產(chǎn)品在整個生命周期過程中對環(huán)境造成的影響和損害，內(nèi)容十分廣泛，包括綠色設(shè)計、清潔生產(chǎn)、綠色再制造等現(xiàn)代設(shè)計和制造技術(shù)。4）資源、環(huán)境、人口是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展要面臨的三大主要問題，綠色制造是一要生產(chǎn)方式，也是實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的基礎(chǔ)和保障。模式具有本質(zhì)的不同，主要表現(xiàn)為以下幾方面：1）綠色制造是面對整個產(chǎn)品生命周期過程的廣義制造，要求在原材料供應(yīng)、產(chǎn)品制造、運輸、銷售、使用、回收的過程中，實現(xiàn)減少環(huán)境污染、資源優(yōu)化的目標(biāo)。2）綠色制造是以提高企業(yè)經(jīng)濟效益、社會效益和生產(chǎn)效益為目標(biāo)，強調(diào)以人為效益的協(xié)調(diào)與優(yōu)化。3）綠色制造致力于包括制造資源、制造模式、制造工藝、制造組織等方面的創(chuàng)新。鼓勵采用新的技術(shù)方法、使用新的材料資源用于制造工程。4）綠色制造模式具有社會性。相對于傳統(tǒng)制造模式，綠色制造需要企業(yè)投入更多的人、財、物來減少廢物排放，保護生態(tài)環(huán)境。三、綠色制造的結(jié)構(gòu)體系在機械制造業(yè)中，從設(shè)計、毛坯制造、機械加工、熱處理、裝配、包裝、使用和業(yè)的綠色制造內(nèi)容主要包括：綠色設(shè)計、綠色材料、綠色工藝、綠色處理等。在計費用僅占產(chǎn)品全部成本的5%左右，卻決定了80%～90%的產(chǎn)品生命周期的全部消耗。3.1綠色設(shè)計法，具有綠色性、集成性和并行性，它首先是在綠色設(shè)計的原則指導(dǎo)下，在一開擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝設(shè)計、包裝運輸設(shè)計、使用維護設(shè)計、拆卸回收設(shè)計、報廢處置設(shè)計等多個設(shè)計階段同時進行、相互協(xié)調(diào)，各進一步深入研究。3.2選用綠色原材料境有較好地協(xié)調(diào)性，選擇綠色材料是實現(xiàn)綠色制造的前提和關(guān)鍵因素之一。綠色制造要求選擇材料應(yīng)考慮以下幾個原則:②選用原料豐富，低成本，少污染的材料代替價格昂貴，污染大的材料；③盡量提高產(chǎn)品的回收率，節(jié)約資源，減少產(chǎn)品毀棄物，保護生態(tài)環(huán)境。3.3綠色工藝密不可分。綠色工藝主要還應(yīng)從技術(shù)入手，盡量研究和采用物料和能源消耗少、廢棄物少、對環(huán)境污染小的工藝方案。如現(xiàn)在的精確成形、干式切削、準(zhǔn)干式切削、生產(chǎn)廢物再利用、快速原型制造等都是綠色工藝的新技術(shù)。3.3.1.干式切削技術(shù)干式切削加工方法有很多種,如干車削、干銑削、干鉆削、干式螺紋加工、干式齒輪加工等。其中干車削是研究和應(yīng)用最多的一種方法,在加工絲杠時,先是在軟的工件上加工出螺紋,再把有螺紋的工件淬硬,然后逐件精磨。3.3.2.準(zhǔn)干式切割技術(shù)準(zhǔn)干式切削技術(shù)是將干、濕加工的優(yōu)點結(jié)合,即在切削加工中,向加工部位噴射混有少量潤滑油的氣體,只要使用恰當(dāng),,避免切削液的污染與處理問題,并改善了作業(yè)環(huán)境。既能夠達到加工要求,又能夠使切削液的費用降到最低,達到與干切削相同要求的一種切割方式。3.3.3.成形工藝技術(shù)成形工藝技術(shù)主要包括精密下料、精密鑄造、精密鍛造、精密軋制、冷擠壓、粉末冶金等。為提高生產(chǎn)效率和材料利用率,可采用精密剪切下料工藝。復(fù)雜形狀零件如齒輪的冷擠壓技術(shù)應(yīng)用也越來越廣,它具有材料利用率高高者可達92%),使成形工藝技術(shù)從接近零件形狀向直接制成零件,即精密形或凈成形(NetShape)方向發(fā)展。3.3.4.減磨技術(shù)在機械工業(yè)中,磨損大致可分為粘附磨損、疲勞磨損和微動磨損等。潤滑得當(dāng)就可以有效地減少磨損,于是金屬減磨劑就應(yīng)運而生。適當(dāng)?shù)氖褂脺p磨劑能有效地減少摩擦,降低磨損,減少故障,,還可以采用將中,,牢固地附在金屬的表面,這樣就可在,機件的摩擦?xí)兂蓾櫥砑觿┓肿又g的摩擦,從而減少噪聲,降低磨損,達到節(jié)約能源,提高經(jīng)濟效益的目的。3.3.5.水噴射加工技術(shù)水噴射俗稱“水刀”加工技術(shù),利用超高壓水射流及混合于其中的磨料對各種材料金屬或非金屬,具有無火花、不產(chǎn)生煙塵或,加工件不產(chǎn)生熱效應(yīng),且水資源可重復(fù)使用,加工環(huán)境清潔等特點。3.3.6.風(fēng)冷卻切削技術(shù)風(fēng)冷卻切削技術(shù)是將從空氣供給源來的空氣經(jīng)過除濕器將水份除去后,送入空氣冷卻器冷卻至零下30,再經(jīng)絕熱管由風(fēng)嘴將冷風(fēng)送至切削部位,同時向加工點噴少量的無害植物油,以防銹并且有一定潤滑作用。在風(fēng)嘴的對面設(shè)有集塵裝置以收集廢屑和風(fēng)塵,通過集塵器內(nèi)的過濾器將切屑濾去。3.3.7.優(yōu)質(zhì)清潔表面技術(shù)對于一些耐磨性要求高的重要零件,采用離子束輔助鍍膜技術(shù),可大幅度提高航空—自泳涂裝,它為水分散體系,完全不含有機溶劑,,與傳統(tǒng)的電泳涂裝工藝相比,,涂膜均勻,耐蝕性優(yōu)良,汽車零部件、家電、儀器儀表等行業(yè)獲得推廣與應(yīng)用,并取得較為顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。3.4綠色處理綠色處理是指上一個生命周期報廢的產(chǎn)品通過有效的回收又進入下一個生命周制造技術(shù)，如再制造加工、過時產(chǎn)品的性能升級等。4．綠色制造的發(fā)展趨勢41全球化—綠色制造的研究和應(yīng)用中將愈來愈體現(xiàn)全球化的特征和趨勢近年來外一個角度說明了全球化的特點。4．2社會化—綠色制造的社會支持系統(tǒng)需要形成水平，收取高額的污染廢氣排放費。這樣，廢氣排放量大的汽車自然沒有銷路，市場機制將迫使汽車制造廠生產(chǎn)綠色汽車。4．3集成化—將更加注重系統(tǒng)技術(shù)和集成技術(shù)的研究功能目標(biāo)體系、產(chǎn)品和工藝設(shè)計與材料選擇系統(tǒng)的集成、用戶需求與產(chǎn)品使用的集成、綠色制造的問題領(lǐng)域集成、制造的重要研究內(nèi)容。4．4并行化一綠色并行工程將可能成為綠色產(chǎn)品開發(fā)的有效模式與并行工程的結(jié)合，從而形成一種新的產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)模式——綠色并行工程。品開發(fā)人員在設(shè)計一開始就考慮到產(chǎn)品整個生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報廢處理的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進度計劃、用戶要求、環(huán)境影響、資源消耗狀況等。4．5智能化一人工智能和智能制造技術(shù)將在綠色制造研究中發(fā)揮重要作用綠色制造的決策目標(biāo)體系是現(xiàn)有制造系統(tǒng)即產(chǎn)品上市時間T、產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品成本和為用戶提供的服務(wù)S)目標(biāo)體系與環(huán)境影響E和資源消耗R的集成。即形成了的決策目標(biāo)體系。要優(yōu)化這些目標(biāo)，是一個難于用一般數(shù)學(xué)方法綠色產(chǎn)品評估指標(biāo)體系及評估專家系統(tǒng)中，需要工智能和智能制造技術(shù)。4．6產(chǎn)業(yè)化—綠色制造的實施將導(dǎo)致一批新興產(chǎn)業(yè)的形成除了目前大家已注意到的廢棄物旦收處理裝備制造業(yè)和廢棄物回收處理的服務(wù)產(chǎn)業(yè)外，另有兩大類產(chǎn)業(yè)值得特別注意：(1)綠色產(chǎn)品制造業(yè)：制造業(yè)不斷研究、設(shè)計和開發(fā)各種綠色產(chǎn)品以取代傳統(tǒng)的資源消耗和環(huán)境影響較大的產(chǎn)品，將使這方面的產(chǎn)業(yè)持續(xù)興旺發(fā)展。(2)實施綠色制造的軟件產(chǎn)業(yè)：企業(yè)施實綠色制造。需要大量實施工具和軟件產(chǎn)計算機輔助綠色產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)、綠色工藝規(guī)劃系統(tǒng)、綠色制造的決策系統(tǒng)、產(chǎn)品生命周期評估系統(tǒng)、IS014000的國際認證的支