綠色制造工藝在汽車零配件機械加工中的應用研究

張元俊

摘要：當今環境與資源問題已成為社會經濟發展所面臨的重大挑戰。汽車產業作為國民經濟支柱性產業，在制造加工過程中會消耗巨量的資源，引起嚴重的環境問題。隨著汽車零配件制造業快速發展，綠色制造工業逐漸被應用于汽車零配件機械加工中并取得顯著效果。綠色制造工藝既可滿足汽車產業綠色發展理念，還符合我國可持續發展戰略，具有重要的現實意義。本文將根據汽車零配件機械加工中對綠色制造工藝的需求，系統分析綠色制造關鍵工藝的應用以供參考。

關鍵詞：綠色制造工藝;汽車零配件;機械加工;應用分析

0 ?引言

隨著我國汽車產業的快速發展，汽車為人們的生活提供了極大便利，但也對生態環境產生了一定的破壞。現階段，我國大部分汽車零配件制造企業存在技術更新與產品升級緩慢的問題，面對人們對自然生態環境的需求及汽車零配件綠色環保的要求，汽車零配件機械加工中的綠色制造工藝由此產生。綠色制造工藝可降低汽車零配件加工過程中的資源消耗與環境影響，極大地提高了汽車零配件制造加工資源利用率，最終使汽車零配件企業在盈利與環境保護上維持穩定平衡，以實現環境與經濟效益雙贏局面。我國汽車零配件機械加工中的綠色制造工藝起步較晚，與發達國家汽車領域相比較仍存在一定差距。因此，需要加強對綠色制造工藝在汽車零配件機械加工中的應用研究，積極解決傳統汽車零配件機械加工所存在的環境及資源浪費問題，以促進我國汽車產業綠色健康可持續發展。

1 ?汽車零配件機械加工中對綠色制造工藝的需求分析

1.1 產品設計需求

在綠色制造背景下，汽車零配件制造加工企業將會面臨重大問題，即如何有效減少其制造加工所環境的污染與資源消耗，降低企業制造加工生產成本。通常情況下，汽車零配件在設計階段便需要考慮到制造加工相關工程，通過設置參數與性能指標實現汽車零配件與總成設計。

①要高度重視汽車零配件制造加工過程中所產生的資源消耗問題。如涂裝程序中噴涂、電泳及面漆等工藝設計對電能及天然氣的消耗;利用強度高與質量輕的復合新材料，實現汽車輕量化設計以降低運行燃料消耗等，這些都是當前汽車零配件制造加工所需要克服的問題。

②在汽車零配件制造加工過程中應盡可能降低生產成本，如在選擇制造加工的原材料時，是否可用價格低、質量高且環保的材料代替，當替換后是否符合汽車零配件設計要求等內容。

③降低制造加工對環境污染的影響是產品設計的重要體現。環境保護與制造加工產品設計之間有著密切聯系，如通過廢棄物回收、零部件再利用等途徑，減少廢棄物產生;從零配件制造加工材料入手，達到節約資源及提高環保性能的效果等內容。因此汽車零配件制造加工產品設計，對綠色制造工藝存在巨大的需求。

1.2 生產過程需求

汽車零配件制造加工生產過程包括原材料選擇、零部件設計制造設計與測試等，其中主要工序有沖壓、焊裝、涂裝與總裝。在汽車零配件制造加工的每個階段，都會涉及到資源與環境問題，若想切實解決這些問題，必須從制造加工的工序入手。沖壓工序應重視控制并減少鈑金件的消耗量，合理回收利用余料，降低制造加工過程中所產生的噪音污染等問題;焊裝工序主要涉及能源消耗與廢棄物處理問題，應合理控制并減少水電天然氣的消耗，焊接過程中所產生的噪音也應進行有效控制，廢液、廢氣及廢棄固體物應進行綠色處理;涂裝與總裝所涉及到的環境與資環問題，和焊接工序類似，但它所產生的廢水廢氣及廢棄固體物會更多，而這些問題對環境污染所產生的危害最大。

上述汽車零配件生產過程對綠色制造工藝的需求，核心在于如何節約制造加工資源，怎樣以環境友好型方式進行生產等，這些需求都需要綠色制造工藝給予支撐。

2 ?綠色制造工藝在汽車零配件制造加工中的應用分析

2.1 綠色設計分析

①汽車零配件制造加工中的綠色設計技術發展起步較晚，但發展速度飛快，直至如今已經具有較為清晰的總體思想，主要從汽車零配件設計與生產整個環節，著重考慮資源節約與環境污染。傳統的經驗教訓表明，僅在汽車零配件制造加工末端進行處理顯然不科學，面對生產已造成的環境污染問題，再去尋找解決措施也為時已晚。綠色設計需要保證汽車零配件制造加工的生產質量，在不影響產品性能的前提條件下從整體角度出發，進行綠色環保的設計，如可拆卸、可回收循環利用、能耗降低等設計。綠色設計需要運用可持續發展觀點對汽車零配件制造加工的產品進行系統化分析，在產品設計初期便需要進行評價測試，以實現降低環境污染的綠色設計作用。

②在汽車零配件制造加工的設計階段，必須全面分析原材料與環境污染之間的關系，為降低制造加工過程中所形成的污染物，應選擇針對性的綠色原材料。汽車零配件制造加工原材料設計由諸多因素所決定，如零配件的使用性能、能源消耗量及制造加工過程中是否有過多廢棄固體物產生等，此外還需要考慮到原材料的成本問題，因此需要綜合考慮綠色設計。在綠色工藝規劃方面，其優劣將會直接影響汽車零配件制造加工過程中能源與原材料消耗量，因此在綠色設計初始階段，便需要高度體現出綠色工藝規劃。設計人員為充分體現出汽車零配件制造加工的綠色理念，應積極優化汽車制造加工各環節，如生產過程對人的影響、對環境的影響及對資源利用的影響等，在原有工藝上進行改進，使其逐漸發展成為綠色生產工藝。除此之外，在汽車零配件制造加工設計階段，為盡可能降低或避免廢棄物產生，實現節約資源與環境保護的目的，制造加工的產品應具有可拆卸性與可回收循環利用的特性，這樣當制造加工結束后仍可體現出綠色環保理念。

2.2 清潔生產技術

①汽車零配件制造加工在初始階段體現綠色制造工藝外，還應重視清潔生產技術。在汽車零配件制造加工過程中為降低生產所造成的環境污染，必須積極運用此項技術，其主要從生產角度出發，通過優化綠色環保原材料、降低生產能耗與減少生產過程廢棄物的產生等方式，達到保護環境的目的。清潔生產技術與綠色設計技術相同，其需要貫穿于整個汽車零配件制造加工各環節，具有系統化綜合污染防治能力。清潔生產技術是提高汽車零配件制造加工綠色化程度的重要途徑，具有兩個主要目標，即減少廢棄物與污染物排放，降低生產活動對人體與環境影響的目標;科學利用綠色生產資源，減少能源消耗的目標。清潔生產技術并非單純的概念，它與其它綠色制造工藝相比較，會根據環境發展需求而不斷進行優化與完善。清潔生產技術的本質主要體現在節能、減污與降耗，主要采取的措施為合理控制原材料的使用，提高能源的利用效率，以實現汽車零配件制造加工可持續發展。汽車零配件制造加工過程與最終產品是清潔生產技術的實施對象，其通過優化制造加工管理、升級綠色制造機械設備、合理處理后期廢棄物等方式，實現汽車制造加工的清潔化生產。汽車零配件制造加工中的清潔生產技術還涉及到資源的合理使用、規劃與分配，這是清潔生產技術的重要外在表現形式，既需要通過資源合理分配與管理，減少廢棄物的產生，又需要考慮制造加工全周期的清潔生產，以進一步處理清潔生產結束后的污染物。

②綠色制造工藝在汽車零配件機械加工中的應用重點在清潔生產技術，主要從對環境影響極小化與資源消耗極小化出發，利用清潔生產相關技術進行支持并實現，使四大工序能夠相互協調配合。如汽車鋁合金材質零配件，此材質既可提高汽車零配件的質量，還能提高制造加工經濟效益，一般以鑄造鋁合金為主，所涉及到的沖壓工序主要包括下料、剪切、校平、沖壓、保壓與檢驗等環節組成，汽車外殼及底盤等部位的零部件都是通過沖壓工序所制造的。其中清潔生產技術主要通過下料系統優化、新材料的運用及余料回收等，確保最大限度利用鋁合金材料，在沖壓工序中實現能源消耗及消化。根據當前技術分析，下料系統優化已經非常成熟，針對條材與鈑材的下來研究也已經取得突破性進展，其主要以鈑材余料最小化為主要目標，通過下料系統自動優化下料方案，以此提高汽車零配件制造加工企業的資源利用效率，同時可避免產生多余廢料而影響環境。此外，有許多新型金屬的板料研究正在逐漸投入到沖壓工序的運用之中。

③汽車零配件制造加工中的涂裝工序主要由零部件前處理、電泳烘干、底涂烘干、中涂烘干與面漆烘干等程序組成，涂裝工序會涉及到大量的材料，主要以油漆涂料為主，這些材料在使用過程中極易產生環境污染問題，如廢渣廢液與廢棄，因此清潔生產技術必須解決涂裝工序所存在的三廢問題。在廢水方面，它主要與涂裝工序的沖洗環節有著密切關系，需要優化沖洗環節避免沖洗過程中所產生具有副作用的廢水進入處理液中，此外需保持沖洗環節槽液的干凈程度，并隨著生產進程而及時補入水，以降低處理液所存在的污染度。在廢渣方面，涂裝工序主要會產生漆渣與鱗化廢渣兩種，所以在進行鱗化工序時使用鋅系磷化劑，當產生的反應物濃縮沉淀至槽低后，必須及時送至專職處理部門進行解決。在廢棄方面，涂裝工序內的噴漆室對風量需求非常大，而噴涂過程中因為材料原因會導致大量有機溶劑存在揮發現象，含有機容量的氣體必須排除室外。傳統較高的煙囪氣體排除法，已經不符合環境保護的要求，所以需要特制的綠色環保氣體處理裝置加以解決。

3 ?結束語

綜上所述，雖然綠色制造工藝在汽車零配件機械加工中得到顯著發展，但汽車零配件機械加工企業仍會面臨嚴峻的環境問題挑戰。因此，需要高度重視綠色制造工藝，從設計技術與清潔生產技術出發，貫穿于汽車零配件整個制造加工生產流程，以此實現汽車零配件制造加工綠色化生產。

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