基于綠色制造的新型機械制造工藝及裝備技術研究

高英杰

（晉中學院機械學院，山西晉中030619）

基于綠色制造的新型機械制造工藝及裝備技術研究

高英杰

（晉中學院機械學院，山西晉中030619）

隨著國家工業進程的加快，機械制造業已經成為了促進國家經濟建設發展的重要支柱產業，在可持續發展的背景之下，機械制造業的發展整體趨勢應當有所改變，尤其是近年來生態環境惡化日益加劇，為了優化人類的生存環境，機械制造業應當積極轉型，以綠色制造為主要的發展方向，本文從節約資源、保護環境以及降低能源消耗方面積極推進新型機械制造，為新型機械制造工藝以及裝備技術優化和長久發展奠定良好的基礎。

新型機械制造業；綠色制造；可持續發展

1 綠色制造技術與傳統制造技術的區別

1.1 綠色制造技術的含義

隨著經濟的高速發展，社會人口爆發式的增長，人口密度大大的增加，社會的發展面臨著嚴重的資源枯竭問題以及環境惡劣的問題，且人口生存以及經濟法發展需要的資源量大大的增加，傳統的機械制造業在以往的發展模式之中推動了社會結構的完善和進步，但是在新時代背景之下，傳統機械制造業產生的資源消耗量過大，管理模式過于的粗放，甚至形成了“先破壞后治理”的惡性循環，對于人類的長久發展十分的不利。

在20世紀80年代第一次提出了綠色制造的概念，綠色制造技術致力于傳遞綠色發展的理念，融合綠色設計、綠色工藝、綠色包裝以及綠色處理等綜合性的綠色生產技術。在發展推進綠色制造技術的時候，對環境科學、材料科學以及能源科學進行了深入的研究，目的在于從開始的設計階段就降低不必要的資源消耗，從當地的生態環境實際狀況出發降低資源消耗的負面影響，提高資源的利用效率，使得工業制造的效益與經濟發展的社會效益都得到大大的提高。

發展綠色制造技術能夠保障機械制造產品的功能、質量以及生產成本，綜合考慮環境的影響和資源的消耗，讓有限的資源得到更好地利用，人類賴以生存的環境得到更好的保護和發展，使得我國盡快建成生態文明的社會生存環境，未來實現建成制造業強國的目標。

1.2 綠色制造技術與傳統制造技術之間的區別

建國之后，我國的經濟生產百廢待興，機械制造行業扛起了國民經濟發展的責任，大力生產提高產值。但是隨著科學技術的進步以及經濟結構的轉型優化，過往的機械制造業已經成為了傳統產業，技術應用水平以及生產應用質量大大的降低，同時還消耗了大量的自然資源。

傳統機械制造技術雖然能夠完成機械制造的目標，但是在生產制造的過程中產生了大量危害人類身體健康以及生存環境的廢氣、廢水以及廢渣等等污染物，以往的生產制造缺少環境治理意識，將生產產生的污染物肆意排放，嚴重影響了人類的正常生活，同時技術制造水平的低下無法高效率地利用自然資源，造成了大量自然資源的流失以及浪費，其中多數都是石油、煤炭、貴金屬等不可再生的資源，在很大程度上造成了人類健康與自然環境壓力的增大。

而綠色制造技術的研究致力于在整個產品生命周期解決傳統生產工藝產生的資源問題以及環境問題，綠色制造技術將整個制造過程當做一個閉環的生產系統，即便產生了危害生態環境的污染物也會在閉合的生產系統內處理解決。綠色制造技術在在全過程應用清潔生產等技術，并優化生產制造產生的廢棄物，使其能夠循環利用或者最大程度地降解，優化自然資源的使用效率，同時也降低了自然資源的浪費現象，有效地保護人類的生存環境，提高機械制造的生產效率以及生產質量。

由上可以看出，傳統制造技術與綠色制造技術最大的差異在于資源的利用效率和生態環境的保護，相比較而言，綠色制造技術從機械制造產品的全生產周期出發，考慮最優的生產方式，在不影響機械制造質量與效率的前提下節約資源、保護環境和降低能源消耗，促進社會的可持續發展。

2 綠色制造的新型工藝技術的應用

2.1 低能耗的綠色制造工藝技術

綠色制造工藝技術有很多種，其中最普遍應用的便是低能耗綠色制造技術，低能耗技術從幾個方面著手：資源節能、管理節能以及發展和利用新能源。其中資源節能主要是從技術角度進行革新和改造，從資源的角度應用最新科學成果對節能技術進行研究，多研究節能型的設備，換下老舊設備從而提高資源利用效率。管理節能即是在設計生產環節的時候強化管理，對科學的生產環節進行設計研究，結合實際情況對機械制造的能源使用進行管理。最后，新能源是未來機械制造業發展的希望，尤其是在當前及今后資源枯竭現象嚴重，不可再生資源存量大大減少的情況下，研究新能源使之能夠替代傳統不可再生資源且優化人類的生存環境，強化對于風能、太陽能、地熱能等等可再生能源的研究和利用，將保障機械制造業的長久發展。

在社會經濟發展可持續的階段，綠色制造技術對社會資源進行全方位的設計和利用，在產品設計的階段進行優化，全面且綜合的考量機械制造產品的運輸、產品使用和后續的產品報廢處理，降低能源的消耗和不合理利用，盡可能地減少采用切削液的減材加工技術，更多應用干式切削加工技術，提升機械制造的廢棄物循環處理和使用。

2.2 節約型的綠色制造工藝技術

綠色制造技術的核心技術就是綠色工藝制造技術，節約型綠色制造技術旨在簡化生產環節以及生產系統，實現工藝材料的節約以及自然資源的高效率利用。在機械制造的過程中不可避免的會消耗大量的原材料，且產生大量的生產廢物，綠色制造工藝技術不僅能夠減少廢棄物的產生，還能夠降低廢棄物的危害，綠色制造工藝技術能夠將一些廢棄物帶入生產循環系統，在閉合的生產系統內降解廢棄物，盡可能地減少廢棄物流失到外部環境之中影響生態環境的穩定性。

在機械制造的過程中需要大量的使用鋼鐵、有色金屬、煤炭等資源，這些資源都是地球上稀缺的不可再生資源，實施節能減排方案對生產資源進行循環使用，提高資源的使用效率，應用節能設備促進生產環節的順利遞進，既節約了機械制造的生產效率，也大大的緩解了機械制造的壓力。

2.3 環保型的綠色制造工藝技術

傳統的機械制造工藝較少考慮對于當地環境和人類身體健康的影響，引發了嚴重的大氣污染、水污染以及土地污染等環境問題，其中工業生產產生的含氮化合物對于人類的身體健康造成了巨大的危害，環保型綠色制造工藝技術采用了不同的能源燃燒方式以及集中供給的科學方法，使得煤炭等供熱資源在機械制造過程中盡可能地減少使用。為了保護土地資源，工業生產產生的固體廢棄物不能擅自排入其中，為應當在機械制造產生固體廢棄物的環節進行污染治理，特別是源頭處理，綠色制造技術的目標就是在生產環節減少固體廢棄物的產生和不良影響，優化工業固體廢棄物的處理環節，使得工業固體廢棄物得到專業人員的重視以及積極治理。

在機械制造加熱環節，傳統的工藝消耗了大量的不可再生能源，也產生了很多空氣污染，對當地的大氣生態環境產生嚴重的影響。為了優化機械加工中的加熱環節，改變節能結構和燃燒方式，積極使用新能源作為燃料，使用集中加熱方式的供給機械加工，從而緩解大氣污染的危害。治理水資源污染的時候，機械制造過程要嚴格地設置污水排放制度并對其生產過程進行全面的監督和管理，一旦發現違規廢水處理，究其責任，及時解決廢水問題，確保工業制造過程中廢水問題能夠妥善的解決，從源頭上治理水資源污染問題。

3 綠色制造技術中新型工藝系統的應用

3.1 綠色制造技術中新型機械設備的切削液系統

切削液系統主要針對機械加工設備的過程進行冷卻及潤滑，是機械制造加工中的關鍵環節。綠色的切削液系統能夠提高能源的利用效率，利用科學的配比原則確定切削液的用量，使得機械工件的冷卻、潤滑以及防銹效果得到極大改善，精準的材料用量杜絕了浪費的現象。

3.2 綠色制造技術中新型機械設備的機床和刀具系統

機械生產制造離不開機床設備，在綠色生產制造原則指導下研究新型的機床設備以及刀具系統，結合先進的科學技術改善傳統的機床設備，使之朝著安全、環保以及節能的方向轉變，采用綠色制造技術的新型機床設備擁有高速干切削的功能，并使用MQL技術對機床結構進行功能完善和改造，大大的緩解了機床生產過程中產生的環境污染，也降低了切削液的使用，利用綠色環保的機床設備制造全新的機械裝備，使得機械制造的刀具系統在運行的時候更加高效率，有效地降低了機械制造過程中刀具的磨損，從根本上規避了不可再生資源的使用和浪費，同時還能夠降低機械設備制造中刀具的生產升本，促進刀具的循環和再利用，最大限度地提升不可再生資源的利用率。

4 結束語

隨著經濟發展速度的加快，人們不僅追求高質量的生活水平，還要求生態環境的健康以及自然資源的可持續利用，尤其是當今的生態環境污染、自然資源匱乏的問題已經威脅到了人類的可持續發展，傳統的機械制造技術造成的社會環境問題頗為嚴重，為了促進機械制造行業的革新改造，將綠色制造技術以及新型的機械設備引入到生產制造之中，能夠有效地整合自然資源、實現自然資源利用效率的最大化，為工業企業經濟效益提高以及社會經濟發展、結構優化奠定良好的基礎，有助于維持社會結構的穩定，保護人類生活的環境，建成資源節約型社會，實現可持續發展的目標。

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[3]劉旭.論綠色制造與新型機械制造工藝[J].才智，2011（12）：58.

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[6]袁俊瑞.機械制造企業綠色化發展趨勢[C]//中國科協年會.2013.

Research on New Manufacturing Technology and Equipment Technology Based on Green Manufacturing

GAO Ying-jie
（School of Mechanical Engineering，Jinzhong University，Jinzhong Shanxi 030619，China）

With the development of national industry to speed up the process，mechanicalmanufacturing industry has become the important pillar industry to promote the development of national economic construction，under the background of sustainable development，the development trend of mechanical manufacturing industry as a whole should be changed，especially in recent years，the ecological environment deterioration is increasing，in order to optimize the living environment of human and machine manufacturing industry we should actively transition to green manufacturing as themain direction of development，this article from the conservation of resources，protect the environment and reduce the energy consumption and actively promote the new machinerymanufacturing，lay a good foundation for the new machinerymanufacturing technology and equipment technology optimization and longterm development.

new machinerymanufacturing industry；greenmanufacturing；sustainable development

TD406

A

1672-545X（2017）04-0251-03

2017-01-15

山西省高等學校科技創新項目（2014148）

高英杰（1966－），男，山西晉中人，研究生，講師，主要研究方向為先進制造技術、綠色制造技術。