綠色設計法在機械設計制造中的應用探析

談 潔

江蘇省靖江中等專業學校 江蘇靖江 214500

在工業化迅速進步的時代背景下，在機械設計和制造當中，如若并沒有科學合理地遵從綠色理念，很有可能導致在設計過程中應用到大批量的非綠色以及非環保材料，并且制作出的機械產品并不具備充足的可回收性。為切實有效地解決此種問題，相關工作者有必要從嶄新的視角著手，審視和分析機械設計與制造工作的形態，需要積極地引入綠色設計法，使其能夠成為未來機械設計制造的重要支柱。

一、綠色設計概述

(一)綠色設計的概念

綠色設計也被稱之為生態設計、環境設計以及生命周期設計，要求相關工作者能夠重點從產品的整個生命周期著手，考量到產品所具備的環境屬性，包括低能耗和可回收等，同時將其作為關鍵目標，在充分貼合環境目標需要的同時保障產品的應有功能以及基本質量。

綠色設計和傳統設計是存在著本質上的差異的，綠色設計所包含的是從產品的概念設計開始到后續生產制造甚至是最終廢棄回收的全部流程，直接和產品的全生命周期相互聯系。所以，如果想要從本質上避免環境污染問題所帶來的影響，節省需要耗費的經濟資源以及生態能源，那么首先需要做好的就是設計工作，同時要重點分析產品和所采用工藝將會給生態環境帶來的負面沖擊，盡可能地將此種沖擊控制在更小的范圍內，甚至是完全消除，這便是基本的綠色設計思想，在現代機械設計制造當中發揮著極為重要的理論意義和現實作用。

機械設計是工業化道路發展進程中不可或缺的組成部分，在現代工業化發展當中占據有極為重要的位置，所以將綠色設計應用在機械領域就顯得相當重要，其能夠充分切合時代發展的潮流，實現對資源的有效循環利用。綠色設計是生產綠色產品的前提保障，在實行并推動綠色制造工作的時候，做好綠色設計是相當關鍵的工作，結合相關的研究調查來看，幾乎70%～80%的性能都是由設計決定，但是設計工作所需要耗費的成本僅僅只有整個生產流程的10%左右。

(二)綠色設計法的主要內容

綠色設計法綜合囊括材料選擇、材料管理、產品可拆卸設計、可回收設計以及綠色包裝、綠色生產和綠色處理等多種技術；而綠色設計的支撐技術則主要由綠色設計數據庫與知識庫、綠色設計成本分析等，現階段綠設計法已經受到越來越廣泛的應用和認可，其正在極為深刻地影響著現代機械設計制造工作的建設和發展。

二、綠色設計法在機械設計制造中的應用必要性

首先，促進綠色設計法和機械設計制造的相互整合是現代社會健康安全發展的需要，在工業化發展進程中，能源消耗和環境污染向來都是社會公眾關注的焦點，經濟的發展絕對不能以犧牲環境作為代價。在此種嶄新時代背景下，需要探索出足夠環保的發展路線，切實有效地擺脫傳統的發展形態和發展模式的限制，更為有效地推動綠色設計法的應用，使其成為現代機械設計制造工作必不可缺的組成部分，保障機械制造和運行中生產的各種廢棄物不會影響到生態環境的健康安全，同時還能夠科學合理地實現對此類垃圾的回收再利用，從更為廣泛的視角完成對現代社會環境的保障。

其次，將綠色設計法應用在機械設計制造中也是生態環境保護的必然需求。需要明確的是環境問題只要出現，那么無論工業化進步的速度有多快，發展情況有多么良好，也是絕對不行的。正如“既要金山銀山，又要綠水青山，寧要綠水青山，不要金山銀山”,所以人們在向生態自然索取的同時，也需要給予自然相應的回饋，切實有效地擺脫傳統發展道路缺陷的限制，這樣才可以更為有效地邁入綠色化發展的道路，這是時代發展的必然需要，同時也是國家得以繁榮昌盛的前提支撐。

三、綠色設計法在機械設計制造中的應用策略

現代工業化的迅猛發展雖然正在日漸改變人們的現實生活，但是也帶來諸多問題，其中最為普遍的就是對能源的高消耗和對污染的高排放，為切實有效地節省能源，保護生態環境，走上綠色可持續發展道路將會成為必然。所以盡可能地強化對綠色設計法的應用是非常重要的工作，目前相關單位需要持續增強在機械設計制造方面的建設和投入，為保障設計水準的提高，切實有效地滿足未來行業的發展需要。

(一)機械視覺環境綠色設計

首先，相關設計人員在開展機械視覺設計工作時，需要重點考量到產品的類型和形態，而并非是簡單地結合自己已有的工作經驗和想象力著手設計機械產品。機械產品的外包裝需要充分貼合現實形態的需求，而并非是簡單地強調包裝的格局或者等級，更多地應用綠色元素以及自然界當中的資源，推進綠色設計工作的建設和發展，這是極為重要的。還需要盡可能地避免過度加工或者人為制造的情況的出現，否則將會導致產品本身的視覺效果受到巨大沖擊，重點做好對人工形態以及自然形態的區分處理，可以通過對環保充氣紙板的應用實現對機械產品外包裝的設計處理，此舉不僅能夠切實有效地降低在后續運輸中可能產生的撞擊問題，而且還能夠保證在完成運輸工作以后，及時地收回充氣紙板，此舉能夠更好地完成對生態環境的保護，也能夠真正意義地貫徹落實資源優化的目標。

其次，綠色產品的材料設計工作也是相關人員需要重點考量的內容，此舉主要用于避免后續機械設計活動中對各種各樣的高能耗和高污染的材料的應用。比如各種重金屬材料，其對于環境的危害是極大的，所以需要更多地應用綠色環保材料，包括低密度樹脂材料等。對此類材料的應用可以有效地減少自然界當中的能源消耗以及資源損耗，需要重點關注的是在設計制造的過程中會產生諸多廢渣和廢水，這同樣會給環境帶來負面影響，無益于機械設計與制造的可持續發展，嚴重威脅生態平衡極大程度地促進產品效能的提高。所以針對于新型材料的巧妙運用還可以促進機械產品創新水準的提升，進而為解決同質化問題奠定了堅實的基礎，促進其市場競爭水平的提升，為今后的產品宣傳提供充足的幫助。從最初設計階段就需要著眼完成對產品回收再利用的全流程的分析，進而提高產品的低碳環保效益。

(二)機械液壓系統綠色設計

近乎八成以上的機械產品都會應用到液壓結構，如果在開展設計工作的過程中并沒有綜合考量和分析液壓系統的實際應用環境，就很有可能引發漏油等問題，進而嚴重影響到生態環境的健康安全。

首先，液壓系統設計需要充分考量到其實際使用環境，保證使用人員能夠按照更為正確的操作方法完成對液壓系統的使用。在此前提支撐下，設計人員需要綜合考量和分析液壓系統的實際工作環境，同時貼合環境的特征以及機械運作的實際需求，做好對液壓系統的改進和優化，提供規范且具體的操作說明，促進操作者對于液壓系統的掌控和認識的提升，此外，在開展研發設計工作時，還需要盡可能地預防可能會出現的各種各樣的環境問題。

其次，在開展針對于液壓系統的綠色設計工作時，還需要采用符合實際規范需要的液壓油，避免應用到不合格或者會嚴重浪費資源的液壓油，否則將會極大程度地污染環境；增添隔音墊、減震器等，盡可能地降低液壓系統運作過程中可能會出現的噪聲污染問題。比如，某液壓系統的制造企業曾經在生產過程中多次進行調試處理，對噪聲等級進行綜合判定，整合獲取大量的系統數據，旨在為生產企業和使用企業提供必要的數據支持，方便結合實際工業生產需求，選擇適應性更強的液壓機。此種系統化設計方法可以促使生產企業更為有效地解決存在的噪聲污染問題，促進整體生產環保效能的上漲。

(三)機械界面系統綠色設計

現階段，機械產品正在逐漸朝向現代化和綠色化的方向建設和發展，人機互動開始顯著增強，因而推進對界面的優化和設計，這對于促進綠色環保性能的提升而言意義非凡。

首先，在開展設計工作的過程中，設計人員需要全方位地了解和認識到用戶的使用環境需要、使用特征以及使用心理，從成本耗費角度以及消費者的需要角度著手，統籌掌握，盡可能地促進界面操作和用戶的生產習慣以及使用習慣的相互對應，盡可能地降低用戶因為對界面操作不熟悉的問題的存在而影響到操作的準確性，減少機械產品出現問題和故障的概率。

其次，針對于產品的每個環節的設計需要充分考量到用戶的使用習慣需求，特別是需要結合用戶的個性化需要，設計具體的、符合需要的操作桿控制器以及停止鍵等。通過此種方式切實有效地減少用戶在特殊情況下所需要耗費的反應時間，更為有效地實現對機器的操作質量和操作效率的管控，同時通過此種數字化控制方法，為用戶的正常擴展提供必要的支撐作用，降低后續重新購置機械設備所需要投入的高額經濟成本，切實有效地促進單一設備全生命周期的提升。

(四)機械產品回收綠色設計

在機械設計當中全面融入綜合綠色設計理念需要從整體產品的應用環境上著手考量，全方位地做好對產品的生產利用、回收維護以及反復拆解等廢舊零部件回收工作。在機械產品到達使用周期以后，如果質量與使用功能依舊能夠滿足實際需求的話，那么可以結合單部分零件做好回收工作，但并非是依托于材料進行回收。此種回收方法與傳統的回收方法相比，可以更為顯著地降低成本耗費的問題，整體節約率高達70%，與此同時還能夠降低回收所需要浪費的經濟成本。在開展實際設計的過程中，可以針對于零件的實際使用場景做好拆分工作，以此來保障產品的生命周期結束以后的機械設備仍然可以被退回到生產線當中，進行二次加工處理，有效地實現廢物回收再利用的目標。另外還需要有針對性地推進對生產設計的標準化處理，這同樣是便于綠色產品回收的前提條件以及基礎支撐。機械加工的工藝尺寸需要嚴格地結合相關章程開展操作工作，留置充足的加工余量，同時還需要結合工序、尺寸實現對工藝尺寸鏈條的全面生產以及嚴格管理。從經濟現實的角度著手，研讀工藝文件，貼合客戶所提供的具體規章完成定制化操作，以此為基礎，切實有效地貼合機械產品的設計需要。高質量機械產品的供應零件會極大程度地減少后期維護成本所需要耗費的經濟資金，所以只有切實有效地促進生產流程的規范化發展和質量水準的有效提升，才可以真正意義地貫徹落實綠色生產和設計的具體目標。

比如在飛機制造當中的機械產品設計，結合鑄造—鍛造—沖壓—機械加工—裝配—焊接的整個工藝流程，可以極為有效地促進機械制造產品設計的綠色化水準的提高，同時還可以結合成品、半成品實現對工藝流程的有效管理和優化，降低生產活動中所引發的資源浪費問題，切實有效地保障產品工藝以及質量。在實際設計和發展的過程中，需要結合更為科學合理的工藝流程，實現對產品設計全流程的指導，同時切合自動化設計流程等多項內容，綜合考量到電子工藝規程等內容。在現階段已有環境當中，可以強化對數字化平臺的應用，加強對各種各樣的機械組建的分配和應用，編制更為全面且具體的工藝機制，進而推進高質量制造工作的建設。

除此以外，針對機械制造設備的綠色化設計還需要綜合考量到工步以及工作形成等多項內容，其中的工步所代指的是在加工表面相同、切削用量相同以及所采用的加工工具相同的情況下，切實有效地促進整體設計精細化水平的提升，工作行程也通常被稱之為走刀，所代指的是在完成單次精細化的情況下所需要耗費的工步，在機械制造的過程中需要充分進行考量，同時開展全面且精細化的分析，這樣才可以促進整體精細化水準的提升，促進檢查的一致性的提高。相關設計人員需要充分進入一線的生產車間，全方位地認識和理解生產制造所存在的問題，這樣才能夠切實有效地實現對操作流程的改進和優化，降低因為設計不合理的問題而引發的后續生產資源浪費，切實有效地促進環境保障能力的提升。

結語

總而言之，在現代機械產品的設計制造工作中，綠色設計是所有工作的前提支撐，更是基礎條件，在機械產品制造生產的全生命周期當中均需要進行深切且具體的考量，這樣才能夠從根本上促進綠色設計工作水準的提高。結合對本文的分析和研究可以明確，綠色機械產品設計制造需要綜合分析大批量的元素，做好產品性能設計、材料設計以及回收設計等多種工作，以此來降低和減少對生態環境造成的負面影響。所以相關單位有必要從更加全面的方向著手，建立具體的綠色觀念，提升機械產品的循環使用效率，引入更為充足的自然資源以及綠色理念，以此來為產品的可持續發展奠定下堅實的基礎支撐，全面推進機械設備的發展，此舉具有極為重要的理論意義和現實作用。