绿色制造理念下机械制造工艺发展探究

李俊

（石家庄常丰环境工程有限公司，石家庄050000）

1 绿色制造内涵与主要内容

1.1 绿色制造内涵

绿色制造也可以叫做清洁制造、环境意识制造、无浪费制造。绿色制造区别于简单地把一些资源通过特定的生产工艺制作成一些可供使用的工业用品或者生活消费品的传统制造业，它是一种经济效益与社会效益统筹协调进而达到最优状态的现代制造业新模式。绿色制造在最初的产品设计、原料选取到产品的制作、包装直至使用、维修、报废回收的整个生命周期都要求综合考虑环境、资源等多种因素的影响，在不以牺牲环境为代价的前提下争取以最少的资源消耗换取最大的经济效益。

1.2 绿色制造理念内容

由于绿色制造充分考虑到了产品在设计、生产、制造、包装、使用等整个生命周期对环境的影响程度，所以它能有效降低产品从设计之初到结束生命周期这一过程对环境的不利影响，大大提高了资源的利用率。绿色制造的基本内容可以简单概括为以下几个方面：建立机械绿色设计模型、选择机械材料，机械产品可拆卸性能、机械产品可回收性能、成本、数据库与知识库、使用安全保护的设计。以绿色制造为基础，在综合考虑整个生命周期中机械产品的技术、经济效益、对环境的影响等多种因素作用的前提下，才能有效提高企业的经济效益、提升用户的体验度、增强社会功用，降低生产对环境的污染程度，同时也使企业承担起相应的社会责任，最终实现可持续发展。

2 绿色制造理念下的机械制造工艺

2.1 选择绿色原材料

作为绿色制造的原材料，不仅要保证良好的使用性能，也要符合制造工艺的特点，同时还要保持好与环境的协调性，选择合适的原材料既是绿色制造的前提保障，又是实现绿色制造的重要因素[1]。

绿色制造要求选择材料应考虑以下几个原则：①优先选择可重复利用、可再生的原材料，大力发展循环经济，实现可持续发展；②发掘价格低、污染少、可替代品多的原材料，减少使用多污染且成本高的原料；③为节约资源、尽可能实现资源的循环利用，有效减少废弃物、降低其对环境的破坏程度，要多使用兼容性高的材料，减少有毒、有害、有辐射材料的使用量。

2.2 采用先进的成型技术

2.2.1 少无切削加工技术

随着科技的发展，以精密铸造、冷挤压、直接沉积等为主的成型技术和工程塑料在实践中的应用逐步成熟，新技术、新工艺使得机械制造从接近零件形状向精密成形、仿形方向发展。切削加工的工艺逐步被自由成型替代，某些成型件甚至不用进行机械加工就能直接使用，这些新技术、新工艺既降低了制造过程的能耗、物耗，也有利于缩短产品的制造周期，降低生产成本。

2.2.2 快速成型RP 技术

快速成型（RP-RapidPrototyping）又叫快速原型制造技术，其在三维CAD 数据的基础上，利用快速成型机把材料组合成实体原型。在去除材料的方法上，它与传统机械加工完全不同，不论形状多么复杂的三维实体和零件，在不具备任何刀具、模具及工装夹具等工具辅助的情况下，它都能迅速而精确地直接制造出来。所以说，该工艺不仅有效节约了资源，降低了生产成本，减少了制造过程中产生的废弃物对环境的破坏，还使得制造新产品样件的速度得以迅速提高。

2.2.3 绿色切削加工技术

在机械加工过程中，占零件制造成本1/6 的切削液是主要污染源，只有采用绿色切削技术才能有效解决切削液的污染问题。绿色切削加工技术在整个加工过程中综合分析环境污染和资源利用的基础上，争取以最小的环境污染和最高的资源利用率来完成生产。现在，国际上主要在干式切削、低温切削、绿色湿式切削等几个方面对绿色切削加以集中研究，其中，在当前条件下最为可行的是绿色湿式切削的加工方法。加紧研发新型环保切削液、如何有效使用切削液及净化、处理废液等问题已经迫在眉睫。

作为21世纪一个新的研究方向，绿色切削加工技术备受关注。即使绿色切削技术还有待完善，但干式切削、低温切削、绿色湿式切削等技术优越性正慢慢显现，绿色切削必将成为未来绿色制造业不可分割的一部分。

3 全面推进绿色制造工艺良好发展的积极对策

在机械制造的实际生产流程中，包括产品设计与生产维护等多个环节都会耗费一部分资源，严重污染环境。因此，要综合考虑各方面的因素，坚持绿色制造理念的指导，逐步完善制造工艺，更好地实现绿色制造工艺。

3.1 秉承绿色发展、绿色制造的积极理念

随着经济发展，第二产业地位更加突出，随之而来的是资源的消耗和环境的污染。因此，需要将绿色生产工艺全面运用到第二产业中，树立绿色发展、绿色制造的理念。第一，将环保、绿色地球积极融入到整体行业当中，这需要国家政策的积极引导，并制定严格的环境保护管理规范和市场准入标准，严格排污管理，工业三废经处理达标后才能排放，从根源上优化第二产业。第二，在全社会营造可持续发展、绿色发展的氛围，并将这一理念植根于民众心中，提高全员的绿色生产意识，提高人民大众的环保意识、监督意识，为第二产业的绿色发展创造良好的宏观环境。

3.2 绿色设计思路的有效开发

绿色设计是生产发展的必然结果，被称为生态设计或者环保设计，是一种全生命周期的设计。其设计重点在于关注产品寿命、质量、环境及各种功能的实现，其中加强了对环保的重视，以环保为基本设计理念，对绿色设计全方位开发。绿色设计是一个系统性、社会性的设计项目，牵涉面极广，需要多重设计相互配合，相互扶持，如原材料设计、工艺设计、裁剪维护设计以及多重结构设计。因此绿色设计一定要采取系统性的设计思路，在生厂商生产之前，就对产品的特性、质量、规格、维护、回收、利用和以及全生命周期有所了解，保证生产过程中对细节的严格把关。在各个环节相互配合的同时，还要探讨生产商存在的问题，务必在未造成损失之前将各项问题加以排除，并对问题点或环节加以修正和改进，实现资源的节约和能源消耗的减少，达到环境保护的目的[2]。

3.3 全面优化绿色制造工艺的各个环节

产品从设计、选料、生产、使用、维护到最终的报废回收，都要进行全面优化，充分结合绿色制造工艺理念和手段，这样才能真正发挥作用。第一，对设计而言，要做到绿色设计。设计是问题产生的根源，是绿色工艺的首要环节，直接决定后续生产等环节。绿色设计就是要把问题倒过来想，也就是要从源头上全方位考虑生产的各个环节以及后续回收处理等，将环保设计和产品设计理念进行完美融合，绿色设计是系统性全方位设计，其细致入微地考虑到了生产的各个环节，如材料工艺设计、结构设计、运输设计、维修回收设计等。第二，原材料是生产的基础，因此绿色生产的前提就是要做到绿色选材。材料不仅要选择绿色环保的，还应考虑到原材料与其他工艺设备的匹配性、实用性及其他工艺特性，必须全面通盘考虑，在这些有保证的前提下，可以选择一些低成本、低消耗的原材料。第三，要想实现绿色工艺就必须梳理制造工艺的各项流程，选择最佳的工艺方案，打造最优的工艺效果。第四，绿色生产还需要绿色处理，我们需要对生产的产品或者废旧物资进行绿色处理，做到回收再利用。

4 结语

绿色工艺技术是经济全球化、社会大发展的必然产物，也是实现机械化生产和可持续发展的技术支持和工艺保证。因此，机械制造从业者要正确认识绿色工艺技术，认识到绿色工艺对现代社会发展和人民生活水平提升之间的紧密关系，不断创新绿色工艺技术还需要从业者进行专业的学习、研讨，潜心研究绿色生产技术，将绿色工艺内化成自己行业的标杆技术，提升制造业的综合竞争力，让绿色工艺技术真正服务于现代化生产和人民生活，建立有竞争力、影响力的企业状态和行业态势，为整个产业的发展奠定多方面的基础。