绿色制造技术在机械制造过程中的应用研究

张岩波 武利兵 闫 伟

（山西航天清华装备有限责任公司，山西 长治 046000）

0 引言

在社会发展的过程中，机械制造业也有了明显的进步，为了充分保证生态环境的质量，提出了绿色制造生产技术的应用，这项技术满足可持续发展的要求，不仅能够起到保护环境的作用，还能促进工业的发展[1]。

1 绿色制造技术的概念及特点

1.1 绿色制造技术的概念

绿色制造技术是在传统工艺技术的基础上，采用较为先进的绿色材料和制造技术，是考虑环境因素和资源因素的一种现代化的机械制造技术，主要是在机械生产整个过程中，充分利用各种环保节能资源，并实现资源的优化和配置，从机械设计、制造、包装、运输一直到使用等各个阶段中，都能提升其环保效率，这能够在很大程度上减少机械制造成本的投入，减小对环境的污染和破坏，能够提升企业的经济和社会效益。绿色制造也可以理解为环境意识制造，以环境保护为主要目的，进行机械生产制造，主要是保证产品的全生命周期中不会产生对环境造成污染或者减少环境污染的生产模式。

1.2 绿色制造技术的特点

1.2.1 采用绿色材料

在绿色制造技术的应用中，材料是否具备环保性质是决定该技术功能的基础和关键。因此，在机械制造选择材料的过程中，尽可能地选择那些对环境没有污染和损害，并且能够被回收再利用的材料[2]。目前，我国机械制造行业要想达到环境保护战略目标，需要提高对绿色材料的重视程度，能够自主研发绿色环保材料，并在研发过程中对成本使用进行综合考虑，保证企业的经济效益的同时做好环境保护工作。

1.2.2 采用绿色设计

在机械制造的过程中，要考虑到材料的质量、寿命、环保性能和使用途径等方面的内容，保证机械设计中具有绿色环保的特点，减少机械产品对环境造成的危害。

1.2.3 采用绿色工艺

在进行机械制造过程中，应用绿色工艺能够有效减少对环境的破坏，提高资源的利用率，因此，在进行绿色制造的过程中，需要考虑如何有效利用绿色材料保证机械产品的正常功能的同时，还能有效提升其质量。

1.2.4 采用绿色处理

绿色制造技术中的绿色处理特点主要是能够回收再利用废弃的材料，或者二次加工使用那些在制造过程中无法投入使用的材料或产品，提升机械制造的利用率，体现出机械制造的环保价值。

2 机械制造过程中绿色制造技术的应用

2.1 绿色材料的应用

随着科学技术水平的提升，在机械制造方面也体现出融合的特性。因此，在使用绿色材料的过程中，要结合其他技术，进行融合应用，不仅能够提升机械制造的质量和水平，还能在制造过程中有效地减少环境污染，保证机械生产的效率。材料是进行机械制造的基础，只有提升材料的环保性能，才能在最大程度上达到绿色制造的目的，因此，就需要对绿色材料进行合理的加工，有效运用绿色原料。例如，现阶段很多机械制造企业广泛应用自动化技术，并在此基础上应用一些具有环保性质的材料，并对其进行加工和使用，自动化技术可以应用到机械制造的各个单元中，机械制造主要分为3 个环节，也就是毛坯制作、粗加工和精加工3 个环节，采用环保材料集合自动化技术，不仅能够减少对环境的污染，还能有效提升整个生产过程中的质量[3]。在应用自动化技术的过程中，其控制功能能够对机械整个过程进行控制，特备是在应用绿色材料后，更能对材料的使用进行自动检测、监督和控制。在机械制造中，需要应用很多构件，其中管控构件能够对整个机械系统的运行过程进行合理的监督、控制和管理。在机械制造的功能单元中，定位系统和绿色材料的使用，能够制造合理施工所需要的能量；传感单元主要是对机械制造过程中产生的数据进行检测，特别是对于绿色材料的应用，对相关信息进行实时动态监测，保证自动化生产系统的稳定性；定制单元主要对机械制造中使用的传感器进行数据分析和研究，制定切实可行的工作信号，进而对自动化机械制造的运行提供指导。

2.2 绿色设计的应用

从绿色设计应用角度分析，机械产品的制造要想充分利用绿色制造技术，就需要对机械产品的使用寿命、功能价值等方面进行综合性的考虑。机械产品在设计过程中，就对制造的各个阶段和环节进行了合理规划，并在设计的过程中就融入了绿色环保的理念，因此就产生了各种方面的绿色设计，包括机械产品的重复利用、可回收利用，同时保证机械产品在安装和维护中的环保性，在进行机械产品设计时，设计师要将环境特性作为主要的设计原则。目前，在很多机械制造设计过程中，已经广泛应用了绿色虚拟建模技术，也可以理解为机械产品的设计能够利用数字建模进行构建，图1 是某机械构件的绿色数字建模图，在模型中分析产品的实用性、结构性以及制造性，保证机械产品在设计后能够制造出来，进而提升产品的制造通过率，避免出现制造失败或者制造出现问题的情况，有助于企业节约成本，达到节能环保制造的目的[4]。

图1 某机械零件绿色建模图

2.3 绿色生产工艺的应用

在环境保护意识逐渐增强的时代下，机械制造企业也要在进行制造生产的过程中，改变传统的观念，在现有工艺技术的基础上添加绿色生产工艺，这样能够提升对原材料的利用率，减少在进行机械制造过程中对环境的影响，经过进一步研究，绿色生产工艺的应用可以分为3 种方式。1）节能工艺技术的应用，也就是在进行机械制造的过程中，减少能量的消耗。2）资源节约工艺的应用，也就是在机械制造时能够对生产过程进行简化，减少资源的消耗。3）环保生产工艺的应用，也就是在进行机械制造的过程中能够选择合适的加工方式，将制造中产生的废料进行回收再利用，减少制造过程造成的环境破坏[5]。现阶段，国家提升对绿色环保技术的重视程度，也强调制造生产企业要广泛应用绿色生产工艺，在保证机械制造企业正常发展的前提下，减少环境的污染，实现节能环保的目标。

2.4 绿色包装技术的应用

在进行机械制造的过程中，产品制作完成后也要有包装的设计，正是由于包装的存在，导致很多环境污染问题的发生。在进行机械产品包装的过程中，会有很多材料被丢弃不能利用[6]。因此，可以在绿色制造技术的引导下，采用绿色包装技术，对这些被丢弃的材料进行回收分解，不能直接将其投放到环境中，这样会对环境造成严重的污染。但是废弃物回收分解所需要的成本较高，在这种情况下，可以对机械产品的包装进行改良，采用新型环保的包装材料，能够在使用的过程中减少对环境的污染，这样在节约成本的同时，还能起到一定的环境保护作用。目前，很多机械制造企业较多使用环保模板或者三合板，利用这些材料能够实现有效的绿色环保，在包装拆除后还能进行二次利用。现阶段，国家已经重视这样技术的研究，并取得有效的成果，其中蜂窝纸板的研究充分将绿色环保的理念体现出来[7]。

3 机械制造过程中绿色制造技术应用未来发展趋势

3.1 社会化

绿色制造技术的研究和发展需要社会全体人员的支持和努力，结合相关政策、企业对产品的设计、用户对产品的需求等方面，共同建立绿色制造技术的研究和发展系统。

3.2 全球化

人类只有一个地球，共同生活在同一片生态环境中，不管是哪个国家，都对机械制造产品的绿色制造技术有严格的规定，而且绿色制造技术将会成为日后产品市场竞争和环境保护证策落实的主要力量。

3.3 产业化

绿色制造技术的产生在未来必然会带动一些与绿色产品相关的制造业、软件开发等产业，这些产业能够进一步推动绿色制造技术的发展，实现资源的有效利用，减少环境污染，推动社会可持续发展。

3.4 并行化

并行化是现有绿色制造技术的全面性特点之一，主要是指绿色并行工程，在产品的全生命周期中考虑到用户、环境、资源等各方面因素，采用各种先进技术和各种先进系统。

4 结语

对于机械制造过程中绿色制造技术的应用来说，要想控制对污染，就需要对制造的源头加以重视，充分利用自然资源，尽可能地提升资源利用率，避免出现资源浪费的情况，同时还要积极使用绿色生产工艺和包装技术，实现对废料的回收再利用，避免造成严重的环境污染问题，对保证机械产品质量，促进机械制造企业获得更高利益，实现稳定发展起到了重要的作用。