綠色理念在機械設計制造中的應用

龔林生

摘 要：隨著我國經濟的快速發展以及工業化進程的不斷推進，環境污染問題日益嚴峻，“綠色環保”已經成為當今社會發展的主題。機械制造業是我國工業發展的重要支柱產業，對于推動我國國民經濟的發展具有極其重要的現實意義，為了實現機械制造業的健康、穩定、可持續發展，促進自然與社會經濟的協調發展，加強機械制造工藝的綠色理念顯得尤為重要。產品的開發設計階段是產品生命周期的源頭，70%-80%的產品性能都是由這一階段決定，因此機械制造綠色工藝的核心在于綠色設計。文章主要介紹了基于綠色理念下機械設計的基本概念及內容，分析綠色理念在機械設計制造中的重要性，探討綠色理念在機械設計制造中的具體應用。

關鍵詞：綠色理念；機械設計；機械制造；應用分析

分析我國經濟的發展現狀以及未來的發展趨勢，“綠色環保”、“節能”是我們必然的選擇，也是實現可持續發展的唯一、有效策略，目前綠色理念已經滲入到各行各業的發展戰略。機械制造業是我國工業發展的重要標志，從某種程度上而言，機械制造的水平代表了一個國家、地區的經濟發展水平以及科學技術水平，在我國的經濟發展中占有舉足輕重的地位。綠色理念設計是一種全新的發展戰略，符合當前時代的發展需求以及人們的生活要求，傳統的機械設計制造并沒有融入環保意識，不僅造成資源的嚴重浪費，后期加工廢品也并未得到正確的處理，極大的破壞了自然環境，也極大的限制了機械制造業的長久、健康發展，因此在機械設計制造中注入綠色設計這一全新元素，顯得非常重要，也非常必要。

1 綠色理念設計的基本概念以及內容

機械設計是機械生產的第一步，機械設計水平直接決定機械性能，其主要是結合機械產品的使用要求，對產品的結構、零件材料、零件形狀、零件大小、運作原理、運行方式、能量傳遞等各方面內容進行分析和精密的計算，進而設計出符合使用要求的機械產品。綠色設計理念貫穿于產品生命周期的全過程，在考慮產品的質量、性能、成本以及開發周期等問題的同時，充分考慮設計產品對資源以及環境的影響，以產品的可循環使用為導向優化產品設計的各方面因素，最大限度的降低產品及其制造過程中消耗資源總量以及對環境的危害程度。綠色設計主要將產品的設計眼光投放在未來的可持續發展上，將綠色產品設計的要求作為設計約束條件，提倡無廢物、可回收的產品設計技術。綠色設計的核心內容是減少環境污染，降低能源消耗，實現產品以及零部件的回收以及循環利用，降低機械的更換頻率，大體可概括為“Reduce（減少）”、“Recycle（循環）”以及“Reuse（重新利用）”--3R理念。

2 基于綠色理念的機械設計制造的重要性

近年來，我國機械制造業對于綠色機械設計的研究內容比較多，研究的深度和廣度也不斷拓寬，很多人將綠色機械設計也稱為“生態設計”、“自然環境設計”、“環境意識設計”等。和傳統的機械設計制造理念相比，在產品的設計與開發過程中，傳統的機械設計制造首先立足于市場需求分析，根據市場需求設計產品的使用功能、使用壽命等基本屬性，并且需求反復的修改，往往會導致設計過程以及產品制造周期延長，生產后不易拆卸，產品以及回收難度較大，部分產品在報廢之后，可能無法回收，造成資源大量浪費以及環境污染。綠色設計的重要性主要表現在可節省原材料，減少能源消耗，減少使用過程中廢水、廢氣、廢料的排放，進而保護自然生態環境。更加符合可持續發展要求主題，實現更大的經濟價值以及社會價值。

3 綠色理念在機械設計中的具體應用分析

3.1 綠色設計方案

目前比較常用的綠色理念設計方案包括生命周期設計、可拆卸性設計以及模塊化設計三種，生命周期設計主要是基于環境保護、機械產品的成本需求以及產品性能等方面考慮，包括產品的回收、再利用成本、產品代替以及污染物的處理等問題；可拆卸性設計主要是在保證產品功能不受影響的前提下，進行有規律拆卸，主要針對產品的再利用設計以便產品生產后期的維護；模塊化設計主要是考慮產品的功能以及模塊，通過產品模塊的重新組合從而形成新的系統，既可以實現產品的更新換代，也可以提高零部件的充分利用率。最后應建立健全綠色機械設計數據庫，設計人員可將機械設計制造過程中用到的數據以及需要的數據進行系統化儲存，以便日后查詢以及綠色設計的理論基礎。

3.2 綠色機械設計制造中的材料選擇

材料是綠色設計的主要內容，在機械設計制造過程中應首選環保、健康的制造材料，綜合考慮材料與材料之間的相容性、材料的經濟性和安全性，分析材料對環境的影響。傳統的機械制造產品材料主要包括汞、鉛等特殊的有害化學物質構成，產品在使用報廢后，回收利用率低，對環境有極大的損害，為了實現綠色機械制造工藝，應從源頭開始抓起，慎重選擇機械制造材料。機械設計的綠色選材應選擇能夠滿足產品需求的基本性能，保證材料的可用性，選擇高溫性能、抗沖擊性能以及耐腐蝕性能材料，避免選擇有毒材料。其次應加強綠色材料的管理工作，認真審核材料的性能、根據不同的材料進行分類管理并加以標注，在材料投入實際生產后應實現材料的動態管理，及時回收和有效利用設計中產生的副產品以及廢棄物。

4 綠色機械設計實現的基本要求

在機械設計制造中，若想要真正實現綠色理念設計，需要國家政策的支持、產品設計人才以及先進的設計技術，人才是實現綠色設計的核心力量，首先應加強對機械設計人才的培養，重點培養的對象應該是高中職院校中機械設計專業的學生，加強綠色理念設計的概念，讓他們重視綠色設計。其次，國家應制定相關的綠色機械產品支持政策，加強社會以及廣大群眾對機械產品設計的監督力度。同時應不斷學習、引進一些先進發達國家先進的技術，積極實現產品的創新，盡量優化設計方案。

綜上所述，綠色理念是一種符合當前經濟社會發展的重要發展戰略，可以實現機械制造產品的低耗能、低成本、高利用率以及高回收率，大大的提高機械機械產品的經濟價值以及社會價值，推動我國可持續發展觀的實施路徑，是未來世界發展的主流。

參考文獻

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