機(jī)械制造中綠色制造技術(shù)的應(yīng)用

焦宏洋 王秋晨

摘 要：制造業(yè)的工作過程中會(huì)產(chǎn)生大量污染源，隨著環(huán)保觀念的提升，大部分制造業(yè)開始使用綠色環(huán)保的工作模式，逐步采用環(huán)保設(shè)計(jì)，機(jī)械制造也逐漸向綠色制造靠攏，自覺進(jìn)行符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械制造活動(dòng)，較大程度上避免了工業(yè)污染的出現(xiàn)，基于我國(guó)機(jī)械工業(yè)實(shí)施綠色制造技術(shù)的必要性和迫切性，本文闡述了綠色制造的實(shí)現(xiàn)技術(shù)以及我國(guó)機(jī)械工業(yè)實(shí)施綠色制造技術(shù)的主要途徑，并提出了應(yīng)注意的問題。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工業(yè);綠色制造;綠色設(shè)計(jì)

1.綠色制造的實(shí)現(xiàn)技術(shù)

1.1干切削技術(shù)

材料切削是最常見的機(jī)械制造工藝，材料一般在有切削液的條件下濕切削。實(shí)際上，清理切削液的費(fèi)用已經(jīng)高于刀具的費(fèi)用，同時(shí)，切削液還有污染環(huán)境的危險(xiǎn)。而干切削是在不使用切削液的情況下進(jìn)行的，切削液傳統(tǒng)的排屑、冷卻、潤(rùn)滑作用已經(jīng)被先進(jìn)的刀具設(shè)計(jì)、設(shè)備所取代。例如，現(xiàn)代刀具材料能抵抗高溫，可減少切屑液的使用;真空或噴氣系統(tǒng)可以改善排屑條件;先進(jìn)的刀具能改善密閉空間的排屑問題。

1.2機(jī)床技術(shù)

機(jī)床設(shè)備要適應(yīng)高溫切削條件，同時(shí)具有吸塵、排屑等功能。機(jī)床的工作臺(tái)或主軸要盡量呈傾斜式或立式布局，這樣能有利于排屑，可有效預(yù)防殘屑留在機(jī)床上，導(dǎo)致機(jī)床熱變形，影響產(chǎn)品加工質(zhì)量。所以，有必要采用排屑系統(tǒng)，以及加強(qiáng)循環(huán)冷卻系統(tǒng)的使用，使其能更好地帶走殘屑，促進(jìn)機(jī)床系統(tǒng)冷卻。高質(zhì)量的干式切削是在切削工具高速運(yùn)行情況下實(shí)現(xiàn)的，這樣可減少傳遞到工件、刀具和機(jī)床上的熱量，保證生產(chǎn)效率和質(zhì)量。由此，將超高速切削與干切削相結(jié)合，會(huì)實(shí)現(xiàn)高效、低消耗、低污染的生產(chǎn)。

1.3微機(jī)械技術(shù)

微機(jī)械技術(shù)主要是負(fù)責(zé)微型機(jī)械加工。現(xiàn)階段使用的工藝方法主要采用來自于半導(dǎo)體IC加工工藝的硅微細(xì)加工、特種精密加工和微組裝技術(shù)。微機(jī)械生產(chǎn)的質(zhì)量輕、體積小、精度高，且穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率較高，同時(shí)還具備低消耗、低成本的特點(diǎn)，多功能與智能化也代表了它在現(xiàn)代制造業(yè)中的地位。

1.4快速原型制造（RPM）技術(shù)

RPM是分層切片技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)CAD模型處理成薄截面層，再根據(jù)截面的各個(gè)二維數(shù)據(jù)，采用黏結(jié)、熔結(jié)、聚合作用或化學(xué)反應(yīng)手段，利用固化液體和凝固材料，使其快速組成所需要形狀的零部件或模型。RPM技術(shù)的發(fā)展突破了傳統(tǒng)加工中金屬成型和切削成型的工藝，即使沒有工裝夾具或模具，也能快速制造出需要的模型零件，且是具有一定功能的三維零部件，這種技術(shù)被認(rèn)為是制造業(yè)發(fā)展20多年來最偉大的生產(chǎn)技術(shù)之一。

1.5虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)形成一個(gè)逼真的，具有視、聽、觸多種感知功能的媒體空間，即人工虛擬環(huán)境，處在虛擬環(huán)境的技術(shù)人員可使用各種媒體傳感交互設(shè)備在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)際操作，有身臨其境的感覺。虛擬環(huán)境可以是模仿真實(shí)環(huán)境，也可以直接構(gòu)造一個(gè)虛擬世界。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能有效實(shí)現(xiàn)工業(yè)制造的階段性分工，同時(shí)預(yù)測(cè)下一階段的工作影響，讓技術(shù)人員能提前了解到三維模型及其加工、裝配的過程，這對(duì)提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量、工作效率有積極作用，以及能有效預(yù)防各種不良問題的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)階段性預(yù)測(cè)。另外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還可以應(yīng)用于學(xué)校的機(jī)械制造人才培養(yǎng)之中，使在其培養(yǎng)過程中，減少因需要進(jìn)行大量實(shí)際操作實(shí)訓(xùn)所消耗的能源和材料。

1.6節(jié)能環(huán)保型熱處理技術(shù)

熱處理技術(shù)一直都是高消耗、高污染、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大的制造工藝，正是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的熱處理技術(shù)存在這些弊端，很有必要進(jìn)行技術(shù)革新。如今，新技術(shù)、新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，熱處理技術(shù)趨于向低消耗、高效率的環(huán)保型工藝模式發(fā)展。例如最新的激光熱處理技術(shù)：首先，它能降低資源消耗，同時(shí)在節(jié)省成本的基礎(chǔ)上制成高性能合金表面;其次，該技術(shù)生產(chǎn)效率高，無需特別的冷卻工作，因?yàn)樗鋮s和加熱都很迅速;最后，激光熱處理技術(shù)已實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，它能有針對(duì)性地對(duì)工件局部表面進(jìn)行熱處理，硬化的程度和部位都能得到準(zhǔn)確控制;再者，也是最關(guān)鍵的一點(diǎn)，這種技術(shù)基本無污染。同時(shí)，還應(yīng)大力推廣遠(yuǎn)紅外加熱技術(shù)，真空熱處理技術(shù)等，它們都是優(yōu)秀的節(jié)能、環(huán)保綠色制造技術(shù)。

2.應(yīng)注意的問題

2.1注重綠色設(shè)計(jì)

實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)，是在產(chǎn)品制造的先前階段，將環(huán)保理念和污染預(yù)防措施融入產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造的綠色發(fā)展，例如，我們以產(chǎn)品的可拆卸性、可回收性、可制造性為綠色設(shè)計(jì)的基本概念，保證產(chǎn)品是環(huán)保的、多功能的、可持續(xù)使用的。實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)，要求產(chǎn)品在制造中，選擇綠色原材料、以及綠色制造工藝，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造的最低消耗，預(yù)防和減少產(chǎn)品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生副作用，當(dāng)產(chǎn)品已經(jīng)報(bào)廢，它也應(yīng)該是可拆卸的，可回收再利用的。

2.2使用低物耗的綠色制造技術(shù)

我國(guó)制造業(yè)一直以來都是使用大量不可再生的金屬材料作為原材料，這樣不僅會(huì)影響到生態(tài)環(huán)境的平衡，對(duì)國(guó)家資源來說也是很大的浪費(fèi)。在機(jī)械工業(yè)中，制造企業(yè)應(yīng)積極推廣綠色可持續(xù)使用材料，優(yōu)化制造工藝，使用綠色工藝，通過利用現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)綠色技術(shù)的應(yīng)用。雖然綠色設(shè)計(jì)和綠色技術(shù)都是現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)，但好的材料是促進(jìn)二者實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，因此，制造企業(yè)應(yīng)改良產(chǎn)品制造的材料，實(shí)現(xiàn)材料的可持續(xù)利用。

2.3綠色工藝技術(shù)與先進(jìn)生產(chǎn)模式相結(jié)合

先進(jìn)的生產(chǎn)模式是推進(jìn)綠色技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力。實(shí)現(xiàn)制造生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變，實(shí)行生產(chǎn)模式改革，應(yīng)做到精益生產(chǎn)、敏捷制造、智能制造。綠色技術(shù)與先進(jìn)生產(chǎn)模式的結(jié)合，在綠色技術(shù)中加強(qiáng)管理、落實(shí)責(zé)任、貫徹綠色生產(chǎn)理念，能大大降低制造業(yè)中的工業(yè)污染和能源消耗。

3.結(jié)論

保護(hù)環(huán)境、維持生態(tài)平衡是全世界人民的內(nèi)心呼喚，機(jī)械工業(yè)作為社會(huì)生產(chǎn)的主導(dǎo)，推行綠色技術(shù)已刻不容緩。我國(guó)目前的綠色技術(shù)制造還處在初級(jí)階段，并沒有完全普及，只有通過不斷優(yōu)化和改進(jìn)現(xiàn)代工藝，使用新型工藝和新型材料，加強(qiáng)管理，節(jié)省資源、從降低能源消耗做起，積極落實(shí)綠色技術(shù)的推廣和應(yīng)用，才能讓綠色制造技術(shù)成為未來機(jī)械制造業(yè)的主導(dǎo)工藝技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)綠色制造。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳京平.面向機(jī)械加工工藝規(guī)劃的綠色制造技術(shù)研究[D].南昌：南昌大學(xué)，2010.

[2]黃煒.基于綠色制造工程的再制造技術(shù)的研究[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化，2006（35）.

[3]李和平.模具的綠色設(shè)計(jì)與制造[J].熱加工工藝，2008（15）.