綠色制造技術在機械制造過程中的應用研究

張巖波 武利兵 閆 偉

（山西航天清華裝備有限責任公司，山西 長治 046000）

0 引言

在社會發展的過程中，機械制造業也有了明顯的進步，為了充分保證生態環境的質量，提出了綠色制造生產技術的應用，這項技術滿足可持續發展的要求，不僅能夠起到保護環境的作用，還能促進工業的發展[1]。

1 綠色制造技術的概念及特點

1.1 綠色制造技術的概念

綠色制造技術是在傳統工藝技術的基礎上，采用較為先進的綠色材料和制造技術，是考慮環境因素和資源因素的一種現代化的機械制造技術，主要是在機械生產整個過程中，充分利用各種環保節能資源，并實現資源的優化和配置，從機械設計、制造、包裝、運輸一直到使用等各個階段中，都能提升其環保效率，這能夠在很大程度上減少機械制造成本的投入，減小對環境的污染和破壞，能夠提升企業的經濟和社會效益。綠色制造也可以理解為環境意識制造，以環境保護為主要目的，進行機械生產制造，主要是保證產品的全生命周期中不會產生對環境造成污染或者減少環境污染的生產模式。

1.2 綠色制造技術的特點

1.2.1 采用綠色材料

在綠色制造技術的應用中，材料是否具備環保性質是決定該技術功能的基礎和關鍵。因此，在機械制造選擇材料的過程中，盡可能地選擇那些對環境沒有污染和損害，并且能夠被回收再利用的材料[2]。目前，我國機械制造行業要想達到環境保護戰略目標，需要提高對綠色材料的重視程度，能夠自主研發綠色環保材料，并在研發過程中對成本使用進行綜合考慮，保證企業的經濟效益的同時做好環境保護工作。

1.2.2 采用綠色設計

在機械制造的過程中，要考慮到材料的質量、壽命、環保性能和使用途徑等方面的內容，保證機械設計中具有綠色環保的特點，減少機械產品對環境造成的危害。

1.2.3 采用綠色工藝

在進行機械制造過程中，應用綠色工藝能夠有效減少對環境的破壞，提高資源的利用率，因此，在進行綠色制造的過程中，需要考慮如何有效利用綠色材料保證機械產品的正常功能的同時，還能有效提升其質量。

1.2.4 采用綠色處理

綠色制造技術中的綠色處理特點主要是能夠回收再利用廢棄的材料，或者二次加工使用那些在制造過程中無法投入使用的材料或產品，提升機械制造的利用率，體現出機械制造的環保價值。

2 機械制造過程中綠色制造技術的應用

2.1 綠色材料的應用

隨著科學技術水平的提升，在機械制造方面也體現出融合的特性。因此，在使用綠色材料的過程中，要結合其他技術，進行融合應用，不僅能夠提升機械制造的質量和水平，還能在制造過程中有效地減少環境污染，保證機械生產的效率。材料是進行機械制造的基礎，只有提升材料的環保性能，才能在最大程度上達到綠色制造的目的，因此，就需要對綠色材料進行合理的加工，有效運用綠色原料。例如，現階段很多機械制造企業廣泛應用自動化技術，并在此基礎上應用一些具有環保性質的材料，并對其進行加工和使用，自動化技術可以應用到機械制造的各個單元中，機械制造主要分為3 個環節，也就是毛坯制作、粗加工和精加工3 個環節，采用環保材料集合自動化技術，不僅能夠減少對環境的污染，還能有效提升整個生產過程中的質量[3]。在應用自動化技術的過程中，其控制功能能夠對機械整個過程進行控制，特備是在應用綠色材料后，更能對材料的使用進行自動檢測、監督和控制。在機械制造中，需要應用很多構件，其中管控構件能夠對整個機械系統的運行過程進行合理的監督、控制和管理。在機械制造的功能單元中，定位系統和綠色材料的使用，能夠制造合理施工所需要的能量；傳感單元主要是對機械制造過程中產生的數據進行檢測，特別是對于綠色材料的應用，對相關信息進行實時動態監測，保證自動化生產系統的穩定性；定制單元主要對機械制造中使用的傳感器進行數據分析和研究，制定切實可行的工作信號，進而對自動化機械制造的運行提供指導。

2.2 綠色設計的應用

從綠色設計應用角度分析，機械產品的制造要想充分利用綠色制造技術，就需要對機械產品的使用壽命、功能價值等方面進行綜合性的考慮。機械產品在設計過程中，就對制造的各個階段和環節進行了合理規劃，并在設計的過程中就融入了綠色環保的理念，因此就產生了各種方面的綠色設計，包括機械產品的重復利用、可回收利用，同時保證機械產品在安裝和維護中的環保性，在進行機械產品設計時，設計師要將環境特性作為主要的設計原則。目前，在很多機械制造設計過程中，已經廣泛應用了綠色虛擬建模技術，也可以理解為機械產品的設計能夠利用數字建模進行構建，圖1 是某機械構件的綠色數字建模圖，在模型中分析產品的實用性、結構性以及制造性，保證機械產品在設計后能夠制造出來，進而提升產品的制造通過率，避免出現制造失敗或者制造出現問題的情況，有助于企業節約成本，達到節能環保制造的目的[4]。

圖1 某機械零件綠色建模圖

2.3 綠色生產工藝的應用

在環境保護意識逐漸增強的時代下，機械制造企業也要在進行制造生產的過程中，改變傳統的觀念，在現有工藝技術的基礎上添加綠色生產工藝，這樣能夠提升對原材料的利用率，減少在進行機械制造過程中對環境的影響，經過進一步研究，綠色生產工藝的應用可以分為3 種方式。1）節能工藝技術的應用，也就是在進行機械制造的過程中，減少能量的消耗。2）資源節約工藝的應用，也就是在機械制造時能夠對生產過程進行簡化，減少資源的消耗。3）環保生產工藝的應用，也就是在進行機械制造的過程中能夠選擇合適的加工方式，將制造中產生的廢料進行回收再利用，減少制造過程造成的環境破壞[5]。現階段，國家提升對綠色環保技術的重視程度，也強調制造生產企業要廣泛應用綠色生產工藝，在保證機械制造企業正常發展的前提下，減少環境的污染，實現節能環保的目標。

2.4 綠色包裝技術的應用

在進行機械制造的過程中，產品制作完成后也要有包裝的設計，正是由于包裝的存在，導致很多環境污染問題的發生。在進行機械產品包裝的過程中，會有很多材料被丟棄不能利用[6]。因此，可以在綠色制造技術的引導下，采用綠色包裝技術，對這些被丟棄的材料進行回收分解，不能直接將其投放到環境中，這樣會對環境造成嚴重的污染。但是廢棄物回收分解所需要的成本較高，在這種情況下，可以對機械產品的包裝進行改良，采用新型環保的包裝材料，能夠在使用的過程中減少對環境的污染，這樣在節約成本的同時，還能起到一定的環境保護作用。目前，很多機械制造企業較多使用環保模板或者三合板，利用這些材料能夠實現有效的綠色環保，在包裝拆除后還能進行二次利用。現階段，國家已經重視這樣技術的研究，并取得有效的成果，其中蜂窩紙板的研究充分將綠色環保的理念體現出來[7]。

3 機械制造過程中綠色制造技術應用未來發展趨勢

3.1 社會化

綠色制造技術的研究和發展需要社會全體人員的支持和努力，結合相關政策、企業對產品的設計、用戶對產品的需求等方面，共同建立綠色制造技術的研究和發展系統。

3.2 全球化

人類只有一個地球，共同生活在同一片生態環境中，不管是哪個國家，都對機械制造產品的綠色制造技術有嚴格的規定，而且綠色制造技術將會成為日后產品市場競爭和環境保護證策落實的主要力量。

3.3 產業化

綠色制造技術的產生在未來必然會帶動一些與綠色產品相關的制造業、軟件開發等產業，這些產業能夠進一步推動綠色制造技術的發展，實現資源的有效利用，減少環境污染，推動社會可持續發展。

3.4 并行化

并行化是現有綠色制造技術的全面性特點之一，主要是指綠色并行工程，在產品的全生命周期中考慮到用戶、環境、資源等各方面因素，采用各種先進技術和各種先進系統。

4 結語

對于機械制造過程中綠色制造技術的應用來說，要想控制對污染，就需要對制造的源頭加以重視，充分利用自然資源，盡可能地提升資源利用率，避免出現資源浪費的情況，同時還要積極使用綠色生產工藝和包裝技術，實現對廢料的回收再利用，避免造成嚴重的環境污染問題，對保證機械產品質量，促進機械制造企業獲得更高利益，實現穩定發展起到了重要的作用。