模具綠色制造技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展淺談

摘要：制造業(yè)是整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的重要支柱，模具作為制造業(yè)中必不可少的生產(chǎn)工具，它的綠色制造顯得尤為必要。本文首先概括了模具綠色制造的基本概念和特點(diǎn)，詳細(xì)介紹了模具綠色制造的內(nèi)容與流程，最后分析了幾種模具綠色制造技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：制造業(yè) 模具制造 綠色制造技術(shù) 可持續(xù)發(fā)展

制造業(yè)一向是社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要支柱，同時(shí)也是造成資源浪費(fèi)最多和對(duì)生態(tài)環(huán)境污染程度最大的行業(yè)。面對(duì)全球資源日漸匱乏和環(huán)境問題的逐漸嚴(yán)峻，如何最大程度的減少制造業(yè)的資源浪費(fèi)和降低制造業(yè)對(duì)環(huán)境帶來的危害，成了迫在眉睫的問題。而模具是制造業(yè)中最重要的生產(chǎn)工具，是工業(yè)生產(chǎn)中最基本的裝備。模具制造水平的高低，制約著一個(gè)國(guó)家整體制造業(yè)的水平。在這種情況下，“綠色模具”制造應(yīng)運(yùn)而生。

一、模具綠色制造的基本概念和特點(diǎn)

綠色制造技術(shù)是指將節(jié)能、低碳、環(huán)保、可回收、可循環(huán)等有機(jī)的結(jié)合在一起，依托高科技實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的高質(zhì)量、低成本、少污染、高利潤(rùn)。綠色制造技術(shù)既能推動(dòng)企業(yè)的發(fā)展，又能保護(hù)自然資源和環(huán)境。模具綠色制造是指在模具制造的每一個(gè)環(huán)節(jié)上，都要把對(duì)環(huán)境的影響和對(duì)資源的利用考慮進(jìn)去，實(shí)現(xiàn)環(huán)境污染最小化和資源利用最大化。

傳統(tǒng)的模具制造只考慮模具的質(zhì)量、成本、功能、壽命等，基本不考慮模具對(duì)環(huán)境造成的影響。一些模具的材料中甚至含有有毒物質(zhì)，嚴(yán)重污染環(huán)境。而且傳統(tǒng)的模具在使用結(jié)束后就變成了一堆廢鐵，回收率低，嚴(yán)重浪費(fèi)了資源。與傳統(tǒng)的模具制造相比，模具綠色制造具有以下特點(diǎn)：

模具綠色制造由“模具制造的全部過程”、“對(duì)環(huán)境的影響”、“資源優(yōu)化”三個(gè)問題組成，這三個(gè)問題貫穿模具綠色制造的始終。模具綠色制造具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。綠色技術(shù)的采用有助于減少資源浪費(fèi)，降低制造成本、減少環(huán)境污染，改善工作環(huán)境，有利于企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

二、模具綠色制造的內(nèi)容與流程

（1）選擇綠色的模具材料

模具材料的選擇非常重要，材料是否屬于綠色產(chǎn)品，對(duì)最后成型的模具影響深刻。考慮到對(duì)環(huán)境的污染問題，模具的材料要選擇有害物質(zhì)含量低的材料，以保證在加工過程中不會(huì)產(chǎn)生大量的有害物質(zhì)。考慮到對(duì)資源的節(jié)約問題，模具材料要選擇成本低、可回收的材料，或者選擇可以重復(fù)使用、可以降解的材料。

（2）進(jìn)行綠色模具設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)模具的綠色制造時(shí)，首先要考慮模具的使用年限，壽命越長(zhǎng)，相對(duì)成本越低，越節(jié)約制造資源。可以采用一模多形、一形多用、拼裝等技術(shù)改進(jìn)模具的結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)模具的使用壽命。其次，在綠色模具設(shè)計(jì)中要注重模具的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和規(guī)范化，可以提高模具的專業(yè)性，提高模具的質(zhì)量，縮短制造周期，降低成本，也能促進(jìn)模具的多次重復(fù)使用。

（3）采用綠色制造技術(shù)加工模具

在綠色制造技術(shù)方面，可以采用模具CAM/APP/CAD一體化。CAD技術(shù)能夠節(jié)約設(shè)計(jì)圖紙，并且可以對(duì)產(chǎn)品的剛度、強(qiáng)度、抗沖擊度進(jìn)行分析。模具的包裝材料也應(yīng)當(dāng)采用綠色包裝材料，選擇無毒無公害的材料或者可以降解的材料。或者對(duì)模具進(jìn)行從簡(jiǎn)包裝，節(jié)省包裝材料。

（4）綠色模具的維護(hù)和回收

由于模具的使用比較頻繁，要對(duì)模具進(jìn)行定期的維護(hù)。在維護(hù)中，要盡量減少使用具有腐蝕性的溶液，減少對(duì)模具的熱處理，延長(zhǎng)模具的使用壽命。當(dāng)模具要徹底廢棄時(shí)，要對(duì)模具展開合理有效的回收再利用，將可以使用的零件拆下來清洗以備重復(fù)使用，將可循環(huán)的材料進(jìn)行再加工，將模具綠色制造納入良性循環(huán)的軌道。

三、模具綠色制造技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

（1）高速干切削技術(shù)

將高速切削技術(shù)與干切削技術(shù)相結(jié)合，提取兩者的優(yōu)點(diǎn)，就形成了新興的高速干切削技術(shù)。高速干切削技術(shù)彌補(bǔ)了高速切削技術(shù)和干切削技術(shù)的不足，提高了切削工藝的效率、精度和柔性。最主要的是高速干切削技術(shù)限制了切削液的使用，消除了切削液對(duì)環(huán)境帶來的污染，符合綠色制造技術(shù)的要求。如果在模具綠色制造中使用高速干切削技術(shù)，有利于提高模具的制造效率，改善模具質(zhì)量，降低傳統(tǒng)的電火花技術(shù)對(duì)環(huán)境的污染。

（2）凈成形技術(shù)

焊接、塑性、鍛造等加工技術(shù)都可以進(jìn)行成形制造。目前我國(guó)的成形制造正在向凈成形方向發(fā)展。凈成形是指在加工過程中，直接將材料制成工件形狀。凈成形技術(shù)加工的工件可以直接應(yīng)用于產(chǎn)品，減少了原材料的浪費(fèi)，降低了能源的消耗。在模具綠色制造中采用凈成形技術(shù)也是未來發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。

（3）工藝模擬技術(shù)

在模具的熱加工過程中，可以使用工藝模擬技術(shù)。工藝模擬技術(shù)主要用模擬的方式來確定最佳參數(shù)，包括物理模擬、數(shù)學(xué)模擬和專家系統(tǒng)合成。工藝模擬可以優(yōu)化制造方案，預(yù)測(cè)加工缺陷，防止加工意外，控制工件的質(zhì)量。一般的模擬軟件可以在用戶輸入模具的基本幾何參數(shù)之后，自動(dòng)計(jì)算制造模具所需要的各個(gè)物理量，并將這些物理量反饋給用戶。用戶不再需要進(jìn)行大量的試驗(yàn)來確定這些參數(shù)，只需要在模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行微調(diào)即可。毫無疑問，工藝模擬技術(shù)節(jié)約了材料、節(jié)省了設(shè)計(jì)者的時(shí)間、降低了模具制造成本。

四、總結(jié)

面對(duì)全球資源日漸匱乏和環(huán)境問題的逐漸嚴(yán)峻，綠色制造技術(shù)成為了制造業(yè)的主要發(fā)展方向。綠色制造技術(shù)能夠提升經(jīng)濟(jì)效益、降低生產(chǎn)成本、縮短制造周期、減少環(huán)境污染、提高資源利用率。本文首先概括了模具綠色制造的基本概念，通過與傳統(tǒng)模具制造技術(shù)相比較總結(jié)了模具綠色制造技術(shù)的特點(diǎn)。其次，詳細(xì)介紹了模具綠色制造的內(nèi)容與流程，包括對(duì)材料的選擇、對(duì)模具的設(shè)計(jì)、加工以及維護(hù)、回收等。最后，分析了高速干切削技術(shù)、凈成形技術(shù)、工藝模擬技術(shù)等模具綠色制造技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。

總之，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的時(shí)期，發(fā)展綠色制造技術(shù)，是社會(huì)發(fā)展必然的選擇。筆者相信，模具綠色制造技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展也必將為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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