浅析机械工业中的绿色制造

一、前言

    据统计，造成全球环境污染的70％以上的排放物来自制造业，它们每年约产生55亿吨无害废物和7亿吨有害废物。由于消费品的大量普及，产品使用寿命的缩短，废弃产品的数量也在急剧增长。整个人类的生存环境面临着迅猛增长的废弃机电产品的压力。在此背景下，世界各国对绿色制造的呼声越来越强烈。特别是在国内，绿色制造更是成为实现可持续发展的有效途径之一。

二、绿色制造的概念

    绿色制造是人类社会可持续发展战咯在现代制造业中的体现。绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境的负面影响最小，资源效率最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。而真正促使绿色制造走向市场，却是多种因素共同作用的结果。

三、绿色制造技术的特点

    绿色制造是一个综合考虑影响和资源效益的现代化制造模式，其目标是使产品从设计、制造、包装、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境的影响（负作用）最小，资源利用率最高，并使企业效益和效益协调优化。其主要特点有以下几点：

1．绿色设计

    绿色设计是融产品的质量、功能、寿命和环境于一体的系统设计方法。在设计之初就应在产品生命周期的各个环节都考虑产品的环境属性（如；可拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用性等），并将其作为一个重要的原则。绿色设计方法具有绿色性、集成性和并行性：它首先是在绿色（节能、环保）设计的原则指导下，在一开始就考虑产品周期全过程的所有因素，包括产品质量、、进度计划、用户要求等。在设计过程中使选择、结构设计、工艺设计、包装运输设计、使用维护设计、拆卸回收设计、报废处置设计等多个设计阶段同时进行、相互协调，各阶段和整体设计方案、分析评价结果及时进行信息交流和反馈，从而在其设计研发过程中及时改进，使产品设计达到最优化。

2．绿色材料

    绿色材料是指在选材时尽量选择无污染或少污染，易回收的材料。为此，一是要多开发绿色材料，并建立绿色材料库；二是设计选材时要注意经济效益与社会效益相协调。

3．绿色工艺

    绿色工艺是指在产品加工过程中尽量节约能源、减少污染。绿色工艺与洁清生产密不可分。绿色工艺主要还应从技术入手，尽量研究和采用物料和能源消耗少、废弃物少、对环境污染小的工艺方案。如现在的精确成形、干式切削、准干式切削、生产废物再利用、快速原型制造等都是绿色工艺的新技术。

四、绿色制造工艺在机械加工中的应用

1、绿色切削加工工艺技术

    切削液在机械加工中起到冷却、润滑、排屑和清洗的作用，但是在机械加工过程中使用的切削液用量过大，大量的切削液会污染环境。因此，要采用绿色切削加工艺技术，来解决切削液带来的问题。

    (1)干式切削加工工艺：干式切削加工工艺是通过不用或减少切削液的使用。来减少环境的污染和成本控制的加工方法，在加工过程中获得洁净无污染的切屑，从而省去了切削液及其处理的大避费用。

    (2)干磨削加工工艺：在磨削加工时，采用油基磨削液会产生油气、烟雾，使生产环境恶劣，而且磨削液的后期处理成本太高，要改善这种情况，可以采用干磨削方式来加工。

    (3)采用MQL润滑的准干切削工艺：对于某些加工方式和工件材料组合，纯粹的干切削目前尚难于在实际生产中使用，故义产生了极微量润滑技术。MQL是将极微量的切削油与具有一定压力的压缩空气混合并油雾化，然后一起喷向切削区，对刀具与切屑和刀具与工件的接触界面进行润滑，以减少摩擦和防止切屑粘到刀具上，同时也冷却了切削区，并有利于排屑，从而显著地改善切削加工条件。

    (4)低温切削加工工艺：低温切削一般用于一些难度比较大的材料加工，比如钛合金、高锰钢、淬硬钢等。由于要配备相应的低温冷风装置，包括氮气流发生装置、使用低沸点工质作冷媒的间接冷却装置等，因此其成本会相对比较高，这也成为改技术需要解决的问题。其中的低温冷风切削技术得到广泛应用。

2、绿色机床加工工艺技术

    (1)高速复合机床加工工艺：21世纪的今天，机械加工只有追求高效率、高精度和绿色化，才能适应社会的发展。这就需要在高效生产的同时，提高零件的加工精度和表面质量，高速机床加下工艺技术可以实现这个要求，由于较高的切削速度、较高的进给速度及较短的换刀等辅助时间，高速机床加工工艺技术通过一次性加工就可以获得高质量的加工表面，大大提高厂加工效率和质量，满足了机械行、止品种多、批量大、投资少的要求。

    (2)干加工机床：在进行干切削加工时，会产生大量的切削热，会直接影响机床外形，影响加工精度。为了避免对机床的热变形影响，必须采用适合该加工工艺的车床，来保证工件加工的精度。

五、结束语

    制造业考虑产品整个生命周期对环境的影响，最大限度地利用原材料、能源，减少有害废物和固体、液体、气体的排放物，改进操作安全，减轻戴消除对环境的污染。这样不仅有效地减少了资源消耗，节约了生产成本，而且还有利于降低对环境污染，有利于操作人员的劳动保护。绿色制造是解决该问题的根本方法和途径，是21世纪制造业的必由之路。在大力倡导环保主题的今天，基于可持续发展观点的绿色制造技术是一种以保护环境和资源优化为目标的现代制造模式。