綠色設計制造理念在冶金機械的應用

周錫華

【摘 要】通過回收金屬，再生合理利用金屬資源，以及盡可能降低礦產資源消耗，是冶金技術可持續發展的必經歷程，也是我國建設綠色中國的需要，此操作要求傳統的冶金機械必須解決污染、噪聲以及高能耗等問題。為滿足時代對冶金行業不斷提出的嚴格要求，冶金機械的綠色設計與制造則更需要為提升產值而減少冶金企業的成本支出。

【關鍵詞】綠色；設計制造理念；冶金機械；應用

工業技術的不斷發展，在一定程度上推動了我國經濟發展，使我國獲得巨大經濟利益，但同時也給生態環境造成嚴重污染。鋼鐵冶煉是我國經濟發展重要組成部分，在國民經濟發展中占據較大比重，但金屬冶煉工業環境污染也相對比其他行業更大，如廢氣排放、噪音污染等都給生態環境造成巨大破壞。綠色技術在生產過程中其主要目的在于合理對資源進行利用，最大限度節約能源，從而實現生態環境保護。

一、冶金機械綠色技術概念及應用的必要性

1.1冶金機械綠色技術概念

綠色設計也常被稱為生態設計或環保設計，在設計過程中，不僅考慮到機械使用功能、質量、使用壽命及還考慮到環境屬性，既滿足產品使用需求，同時堅持重復使用原則，后期可對機械進行回收，符合環境要求，減少機械對生產而產生的污染，給環境帶來污染，進一步減少能源消耗，使機械更具有實用性和環保性。在冶金機械主要包括在冶金工業搬運、冶煉及包裝過程中各項相關機械設備，由于冶金操作較為復雜，因此，所使用的冶金機械要求也更高、更大，加之，冶金多處于高溫、腐蝕環境中，且灰塵較大，會對環境造成破壞。因此，在冶金機械綠色設計中將產品生命周期作為設計制造的主要理念，在設計過程中充分考慮到產品制造產品、功能、使用壽命及環境資源屬性。

1.2冶金機械綠色技術應用的必要性

冶金機械在實際生產應用過程中不僅噪音較大，且排放出的廢氣、廢水多具有腐蝕性，如不及時處理對生產廠房周圍環境造成污染，同時，機械因腐蝕污染使用壽命也會縮短，導致安全隱患加大。就目前我國社會環境整體來看，自進入到世貿組織后，我國機械制造業受到阻礙，不僅是因為我國在機械制造方面綜合能力較差，還因我國一直未掌握到機械綠色環保制造技術，而隨著人們環保意識不斷提升，在冶金機械加工中融入綠色設計已成為未來機械制造的趨勢。在設計中將綠色設計理念融入其中，也可提醒企業在作業及生產過程中堅持綠色發展，將節約資源，保護環境作為發展核心目的，提高作業經濟性及質量保障。

特別是隨著環境問題日漸嚴重，我國在經濟發展中更應該結合環境保護，堅持走可持續發展道路，才能有效避免酸雨及全球變暖問題，為人類營造一個良好的生活環境。

二、綠色理念在機械設計制造中應用優勢分析

2.1減少能源消耗

目前來看，能源消耗問題日益嚴重，而人們向環境中投放的污染物越來越大，嚴重威脅社會環境和人類生存環境。綠色理念的提出能夠有效的緩解資源過量耗費現狀。在機械設計及制造領域，能夠結合產品生產需求及市場需求，合理分配生產資源，利用綠色理念可以提高產品生產效率，實現產品的高效回收與應用，同時能夠增強產品質量，提升產品使用品質，大大提升能源利用率，降低能源耗費。

2.2促進技術創新研發

綠色理念能夠促進生產資源的合理應用，提升資源利用率，為保證機械產品的生產工藝規范化提供了理論指導。在機械設計制造中融合綠色設計理念，能促進機械生產效益和經濟效益有效結合，促進機械制造業技術研發，為技術創新提供良好的開發環境。

三、綠色理念在機械設計制造中應用

3.1綠色生產材料的選擇

機械設計制造過程中需要多種原材料，且應無污染，使用效果好等特點，但是機械原材料市場監管不力，導致大量危害性材料（如尼龍、聚甲醛等）流入整個市場，并在生產及應用后危害社會環境。其中，吸水會在一定程度上影響制件尺寸和精度，特別是薄壁件增厚影響較大；吸水亦會由于吸水性的影響，尼龍材料的機械（強度、蠕變）及電性能皆會變劣；對人體的皮膚有刺激性的作用，里面含有的原漿是屬于毒物質。因此在機械設計制造中滲透綠色理念，能夠從經濟利益和環境效益兩方面提升機械產品的整體使用質量。

3.2機械產品綠色設計

設計是機械產品制造的重中之重，其不僅要適應人們審美觀念的變化，同時要符合機械設計規范的要求，還要遵循環保節能，設計出對環境污染，能夠有效回收的機械產品。因此，綠色理念的應用能夠很好的適應當前機械設計及制造的要求，設計出可拆卸、組裝且回收利用的相關機械產品。同時，在可拆卸的過程中要保證各個組件部分能夠再次合理安裝，合理利用資源，節約資源。

例如，齒輪加工機床綠色設計。結合綠色設計理念，應在實際加工改進中應用以下措施：干式切削技術、少無切削加工技術采用齒輪冷軋機，直接對齒輪進行輪壓作業，此技術雖然是綠色設計技術之一，但也要克服噪音大等弱勢。再比如采用模塊化機械設計及制造，采用再制造技術等。

其次，應實現機械模塊化設計，將產品進行組合式安裝，構建新的機械模塊系統，為更好的促進和提升產品升級提供設計支撐。此外，還應建立綠色機械設計數據資料庫，對于建模過程、模具生產過程等用到的數據內容進行儲存備份，為日后的創新研發提供數據支撐，同時能夠方便日后使用數據。

3.3機械產品綠色制造

機械產品的制造環節中，需要不斷的進行設計論證、反復實踐，再投入到相對應的制造環節中，在制造的過程中應融入綠色理念，以獨特的制造環節，結合設計創新性，實現高效率、高品質的生產及制造，不斷吸引消費者。例如機械產品的外觀包裝，在設計及生產制造的過程中，可充分的利用綠色理念的優勢，有效減少外界環境因素的影響。在機械產品制造的過程中，會大量應用金屬原材料，難免會對環境造成污染，利用綠色理念，應從材料供應的源頭做起，控制金屬材料污染源的蔓延。其次，應加大綠色制造技術的應用范圍，應以減少制造能耗為依據，大力研發和創新綠色技術，切實保障機械產品綠色制造的實現。

此外，在綠色理念實踐與應用的過程中，應對機械產品中的重金屬材料使用量進行嚴格的檢驗，選材過程中主要關注材料的毒性，應選擇無毒材料，增加材料的環保性和無害化，因此在設計和制造的流程上應結合綠色理念，改善各工序，有效開展相關的檢驗檢測工作。例如在汽車涂裝作業中，應選擇環保性的水性化材料，改進流平室、烘干室等結構，并結合綠色理念，堅持環保涂裝的原則進行作業。

四、結論

綜上所述，人類生存離不開環境，環境質量與人類生活質量密切相關，在工業發展過程中，人們應認識到環境保護的重要性，切勿將環境作為工業發展的犧牲品。而在冶金機械行業中，要想更進一步發展，不僅需要社會給予一定的支持，同時，冶金機械行業自身也應對環境保護引起高度重視，將綠色設計理念融入到冶金制造業，減少生產給環境造成的負擔，堅持走綠色化發展道路，提高綠色技術的合理性和有效性，提高冶金機械設計環保，進一步促進我國冶金機械業穩步發展。

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