機械制造工藝綠色化可行性探究

摘要：機械制造業是為多個行業提供產品的工業制造業，該行業對于能源及材料的需求是巨大的，傳統工藝存在能源浪費嚴重、污染多、成本高的缺點，應利用先進的制造技術和制造工藝對該行業進行改進和升級，以促進行業的發展。文章對機械制造工藝綠色化可行性進行了探究。

關鍵詞：機械制造工藝；綠色化；機械制造業；機械制造成型技術；快速成型技術；冷輾擴技術 文獻標識碼：A

中圖分類號：TH186 文章編號：1009-2374（2015）32-0084-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.32.045

機械制造是為各個工業生產部門提供技術裝備的行業，制造業的發展推動了工業發展，促進了國民經濟的建設與發展。機械制造是以大規模地開發和利用自然資源為基礎發展而成的，這種發展模式極大地破壞了生態環境，影響了行業的可持續性發展，綠色化制造理念由此產生。

1 機械制造工藝綠色化理念提出背景

1.1 傳統機械制造業能源浪費嚴重

傳統機械制造工藝存在能源浪費嚴重問題。在生產過程中，由于機械摩擦產生的熱量轉化為機械內能或其他形式能量，降低了機械設備的實用性能和使用壽命，使設備的精準度降低，影響了產品的質量，同時也造成了資源和能源的浪費。采用新型生產技術，降低機械設備的能源損耗，適量運用再生資源，降低機械制造業的能源損耗。

1.2 傳統機械制造環境危害嚴重

機械制造工藝是將一種物質經過系列加工制造，變為具有一定實用功能的產品的過程，在加工過程中會產生大量廢水、廢渣、廢氣、噪聲等對環境或技術人員有害的物質，需要進行改進。綠色工藝是將機械制造工藝設計進行改進或在工藝終端增加污染物處理技術，以減少或消除污染物的產生，降低機械制造工藝對環境或人的損害，提高機械效率的經濟效益和社會效益。

1.3 傳統機械制造資源浪費嚴重

傳統機械制造工藝中，工藝流程復雜，制作原料多為傳統金屬資源，在制作過程中，使用大量切削液，造成極大的資源浪費。綠色化工藝是在保持機械產品質量和性能均達標的前提下，利用先進的自動化技術對制作工藝進行改進，減少原料消耗量。另外，尋找可再生新型材料替代傳統原材料，在節約資源的同時，提高產品的使用壽命和性能。例如在制作刀具時，可通過自動化技術對毛坯形狀進行優化，并選擇新型的材料，降低切削液使用量，從而減少余料的產生，達到節約資源的目的。

2 機械制造工藝綠色化的可行性

2.1 高新技術為機械制造綠色化提供技術支持

2.1.1 先進的機械制造成型技術。在綠色生產理念推動下，機械制造工藝有了新的發展，如精密鑄造、直接沉積和冷擠壓等成型技術已得到廣泛應用。精密成型將是零件加工未來的發展方向，而自由成型相對于切削工藝，具有能耗低、成本低、生產周期短、污染少等優點，更具有發展空間。

2.1.2 快速成型技術。現代多媒體技術不斷發展，三維立體打印技術的發明，極大地推動了多個行業的發展。機械制造業利用此原理，將三維數據通過快速成型機將層層原材料快速加工成機械產品，該技術可在不使用任何磨具、工具或刀具的幫助下，快速、準確、直接地生產形狀各異的復雜零件，余料少，節約了資源，提高了企業的經濟效益。

2.1.3 冷輾擴技術。冷輾擴技術使用初期，由于精度限制，該技術應用范圍僅限于成型和碾擴，而數控技術的發展極大地推動了此項技術的應用。技術原理主要是通過碾壓輪生產產品的外輪廓、內模具生產產品的內輪廓，機械作用將二者擠壓在一起，在套圈壁的輔助下不斷滾動，使產品直徑變薄、成型。冷碾擴技術不受壓力影響，減少了工藝步驟，可達到節約原材料的目的。

2.2 綠色化理念在機械制造工藝中的應用

2.2.1 機械制造設計階段綠色化。機械制造工藝綠色化的應用體現的首要階段為設計階段，在對產品進行設計之初，應充分考慮產品生產過程中所應注意的各種環保問題，并將節能、環保作為設計的主要原則。例如，對產品的材料選擇、產品結構優化、制作技術選擇、拆卸維護設計、后期運輸、使用、報廢處置等，各階段設計方案應協調統一，使產品制造及使用全過程在節能減排方面均達到最優化，實現綠色化生產。

2.2.2 機械制造過程綠色化。機械制造在制作過程中，要達到節能減排的目的，需在選材和技術上進行嚴格選擇。材料選擇方面應選擇可再生能源、原料豐富、成本低、污染少的能源或材料；盡量避免使用有輻射性、有毒、有害的能源或材料；技術方面應采用干切削、低溫切削、高精準冷碾、金屬粉末注射成型、可編輯的數控技術等，利用先進的技術降低能耗、減少材料浪費、縮減制造成本，從而實現機械制造的綠色化生產工藝。

2.2.3 機械制造污染物處理。機械制造過程中會產生大量廢水、廢渣、廢氣、毛坯腳料、不合格零件等，直接廢棄不僅會對環境造成巨大破壞，還造成了能源和資源的浪費。對以上廢棄物進行處理的主要方法為，回收可燃性氣體作為燃料重復利用、回收或轉化廢液中的有用成分，利用化學方法將有毒物質轉化為低毒或無毒物質進行排放，將報廢零件或毛坯腳料進行回收再利用，變廢為寶。

3 機械制造工藝綠色化中亟待解決的問題

3.1 綠色制造理念普及深度有待于加強

綠色化制造理念提出和發展的時間較短，對于綠色制造理念的理解不夠全面，理解深度有待于進一步加強。鑒于國家政策的要求，部分機械制造企業針對企業生產中存在的問題進行改進，降低了生產對于周邊環境的破壞，但其制造工藝仍存在資源浪費現象，需要進一步優化，從機械制造全過程實現綠色制造理念，節約企業成本，提高企業經濟效益和社會效益。

3.2 人才的缺乏

機械制造業的發展，綠色制造理念的實現，需要大量具有高素質、高技術的人才。而機械制造專業人才一般由高職、中職、技工院校培養，在人才培養過程中，對于綠色制造理念培養深度無法滿足社會的需求，綠色制造是綠色資源、綠色生產和綠色產品的交叉綜合，是時代發展的需要，是科技發展的趨勢。傳統教學與實踐脫離嚴重，所培養的人才僅能勝任傳統制造行業的工作，而對于新型的綠色化生產工藝無法勝任。改革機械制造專業人才培養模式，提高人才的專業技能及專業理念是當今制造業急需解決的問題。

4 結語

機械制造業是關系多個行業發展水平的工業制造業，該行業的能源消耗較大，極大地限制了行業的發展。在國家提倡經濟發展綠色化的今天，機械制造業應認清形勢，充分利用先進的制造工藝及制造技術，不斷對傳統制造工藝進行改進升級，以實現機械制造工藝的綠色化。

參考文獻

[1] 陳加英.關于機械制造如何實現綠色化的幾點認識

[J].中國機械，2013，（13）.

[2] 王世敬，溫筠.現代機械制造技術及其發展趨勢[J].石油機械，2002，30（11）.

[3] 王成亭.對綠色化機械制造工藝的研究[J].大觀周刊，2013，（1）.

作者簡介：蘇慧祎（1972-），女，山東煙臺人，煙臺工程職業技術學院副教授，碩士，研究方向：機械工程材料和教學管理。

（責任編輯：秦遜玉）