機械設計與制造中綠色設計理念的應用

徐久強

摘 要：在當前的工業發展環境下，綠色設計理念是一種新的趨勢，可以減少設計中的資源浪費，提高環保能力。下文分析了綠色設計理念在環境保護中的應用價值，探討了其在機械設計制造中的具體應用，分析了提高機械設計制造綠色水平的有效應用方法。

關鍵詞：機械設計與制造;綠色設計理念;應用研究

引言：

近年來，機械設計的概念不斷發展變化，從粗放式發展模式向精細化設計模式轉變。在實際設計過程中應用綠色設計理念，可以提高產品的科學性和環保性，提升整體產品的價值，滿足人們的綠色消費需求。在當前的機械設計制造中，設計理念的應用也能提高產品的附加值，順應環保發展的時代潮流。

1機械設計制造應用綠色理念的價值

1.1綠色設計理念應用的必要性

在傳統機械制造的發展過程中，很多設計師片面追求經濟價值，沒有充分重視材料本身的綠色環保性能。它不僅浪費了大量的資源，而且在機械設計制造的產品運行中造成了更多的能源消耗，本質上是一種粗放式的商業發展模式。新時代以來，提高機械制造的精細化程度，無論是從綠色設計、綠色生產還是綠色投資，都能形成完整的閉環效應，融入綠色環保理念，提升設計制造的精細化程度。有效的綠色機械制造設計是后期綠色生產和綠色使用的基礎。只有提高設計的精細化程度，才能從可持續發展的角度，減少產品投入使用過程中的資源浪費，提升產品的附加值。

1.2綠色設計理念對機械設計制造的提升作用

首先，實踐綠色機械設計和制造可以滿足人們對經濟效益的追求。特別是在當前綠色發展的社會環境下，綠色設計和制造可以降低材料使用成本，有效回收利用廢舊機械制造材料。在成本方面，具有廣闊的發展空間，機械制造的設計更加合理科學，有利于降低生產企業的成本。其次，融入綠色發展理念，可以促進經濟持續精細化發展，積極響應國家綠色生產號召。進行有效的機械產品設計，減少生產和后期維護造成的資源浪費，避免環境資源枯竭，為子孫后代創造良好的生存和發展空間，滿足經濟可持續發展的需要。

2機械設計制造中應用綠色設計理念的路徑

2.1機械視覺環境綠色設計

首先，在機械視覺設計的過程中，要考慮產品的形態和類型，而不是按照想象機械地設計產品。外包裝要符合現實形態，而不是單純強調風格和檔次，更多的綠色元素和自然資源要用于綠色設計。避免過度加工或人為建模，會影響產品的整體視覺效果。區分人工形態和自然形態，采用簡約的包裝設計，提升整個產品的親切感和自然感。比如環保充氣紙板可以用來設計機械產品的外包裝，不僅可以減少運輸過程中的振動損失和對產品的負面影響，還可以將運輸后的紙板進行回收，從而起到優化資源利用的作用。其次，在視覺設計的過程中，需要根據自然形成的一些自然形態來展現機械產品的概念和技能，尤其是要體現綠色產品在產品包裝設計中的應用環境，使其與自然充分融合。比如外包裝設計可以更準確地展現機械產品的應用環境，尤其是一些小型機械產品的設計。這種設計方法可以方便運輸人員和管理人員通過外包裝箱的信息對產品進行分類，從而減少運輸和管理的時間和資源浪費。最后，綠色產品的材料設計要綜合考慮，避免在機械設計過程中應用高能耗、高污染的材料。比如重金屬材料、能源密集型材料等，并且使用更多的綠色材料，例如低密度樹脂材料和環氧樹脂材料。這些材料的應用消耗較少的自然資源，有助于提高產品性能。同時，新材料的應用可以促進機械產品的創新升級，解決產品同質化問題，提高其市場競爭力，為產品的后續宣傳提供充足的競爭點。從最初的設計階段，就要對產品的可回收性進行綜合分析，從而提高產品結構的低碳環保性能。

2.2機械界面系統綠色設計

現代機械產品正向數字化方向發展，人機交互增強。因此，優化界面設計對提高綠色環保性能也具有重要價值。首先，在設計過程中，設計師要充分了解用戶的使用環境、使用特點和使用心理，從成本和消費需求的角度進行整體規劃。使界面操作對應用戶的生產習慣、使用習慣和身心習慣。減少不熟悉的用戶界面帶來的錯誤操作問題，降低機械產品出現問題和故障的概率。其次，基于簡潔的原則設計機械產品界面，避免復雜繁瑣的操作影響用戶體驗。從用戶的實際應用場景來看，頁面圖標和其他相關圖標的大小和顏色是集成的。整個界面要一致。如果操作按鈕太小或顏色與其他按鈕混淆，可能會導致操作錯誤的問題。第三，產品的整個界面設計要考慮用戶的使用習慣，尤其是具體的操縱桿控制器、數字接口裝置、停止按鈕等等。從而縮短用戶在特殊情況下的反應時間，更好地控制機器的運行效率。通過應用這種數字控制模式，方便用戶在使用過程中對設備進行擴展。減少因重新采購設備造成的成本浪費，提高單臺設備的使用壽命。

2.3機械液壓系統綠色設計

80%以上的機械產品將采用液壓結構。如果在設計過程中沒有充分考慮液壓系統的應用環境，漏油將嚴重影響資源利用的有效性。一方面，液壓系統的設計要充分考慮其使用環境，保證用戶能夠按照正確的操作方法使用液壓系統。在此基礎上，設計人員應綜合考慮液壓系統的應用環境，結合環境特點和操作要求，對液壓系統進行優化設計，并提供標準化的操作說明，提高操作人員對液壓系統的控制能力。在機械液壓系統設計的過程中，一些可能出現的環境問題應該得到有效的預防。另一方面，在產品設計過程中應充分考慮液壓系統的回收利用。一般來說，機械產品液壓系統的使用壽命為5 ～ 6年。更換液壓系統的零件成本很高。在設計過程中，某液壓系統制造商充分考慮了零部件更換中的資源浪費，靈活設計了各個部件的拆卸，并分析了零部件更換和回收的一致性。從生態保護的角度出發，增加了關鍵部件的緩沖系統，用移動數據分析關鍵部件的使用次數和使用壽命。通過數據輸出網絡，可以為用戶提供液壓系統零部件的更換模型。這種設計方法不僅可以為用戶創造便利，還可以減少因應用故障零件而造成的機械損傷。

2.4機械產品回收綠色設計

首先，將綠色設計的理念融入到機械設計中，分析整個產品的使用環境屬性，做好廢舊零部件的生產應用、回收維護、重復拆解回收。如果機械產品的質量和功能在使用周期結束后仍能滿足相應的生產條件，則可以按單個零件代替材料進行回收。與傳統的回收方法相比，這種回收方法可以減少70%以上的資源浪費，減少材料回收浪費的成本。在設計過程中，可以根據具體的使用場景對零件進行拆分，以保證機械產品在產品生命周期結束后能夠回到生產線進行二次加工。第二，標準化生產設計也是綠色產品方便回收的基礎之一。加工工藝尺寸嚴格按規定操作，留有加工余量，工藝尺寸鏈嚴格按工藝尺寸控制。從經濟技術角度研究設計工藝文件，根據客戶上傳的具體程序定制操作，滿足機器裝配工藝規程的設計要求。優質機械零部件的供應會降低后期的維護成本，因此只有不斷提高標準化生產水平和質量水平，才能真正實現綠色生產和設計。

結語：

綠色機械產品的設計是綠色生產和綠色維修的基礎，機械產品制造和生產的全生命周期都要考慮到各個方面。從本文的分析可以看出，在研究綠色機械產品制造時，應綜合分析相關因素。因此，需要樹立全面的綠色理念，提高機械產品的回收效率，引入更多的自然資源和綠色理念，促進產品的可持續發展，實現產品的創新升級。

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