简析绿色设计理念在模具设计与制造中的运用

于艳华 郝爽 孙晓微

摘要：随着国经济的发展，可以使用的资源和能源正在逐渐减少。为了实现可持续发展，获得生存空间，必须坚持与自然环境相协调的可持续发展的绿色道路。模具生产是制造业的主要产业，能源消耗占中国能源消费总量的一半以上。本文将分析绿色设计概念在模具设计和制造中的应用。

关键词：绿色设计理念;模具设计与制造;运用策略

引言：目前我国社会整体经济发展十分快速，资源的大量消耗导致了人们生活环境质量的逐渐下降。在此背景下，绿色发展理念得到了大力推广。磨具设计与制造是机械行业的重要技术，对于我国制造业的发展而言十分重要。如何将绿色设计理念与模具设计和制造进行结合，是目前急需解决的事情。

一、绿色设计理念及绿色模具的相关论述

1、绿色模具的含义

绿色环保模具设计可以大大降低自然资源的节约消耗，绿色环保模具的企业设计主要是以安全、绿色的模具设计加工理念来作为首要主导，针对绿色模具的各种属性和所用材料性能进行密切相关的设计加工，并且在绿色模具的使用寿命上以及模具报废率和回收率等方面可以进行精确衡量，从而有效降低对当地生态环境的严重污染和自然资源的严重浪费，形成一个绿色模具安全可靠和持续的企业发展设计理念。

2、绿色设计

绿色环境设计也通常可以被简称作绿或是绿色生态环境设计，它主要指的是针对人类可持续发展而需要进行的环境设计。目前虽然国的很多绿色建筑设计产品理念相对于国外还算是有所区别，但是总体的设计理念都应该是一致的，都应该是以有效保护环境资源为主要目的的，在满足保证设计产品的安全生命周期的需要同时还不能严重污染自然环境和不能浪费自然资源，这就是绿色设计。[1]

二、绿色设计理念在模具设计与制造过程中的应用

1、绿色的模具设计

（1）模具架构的绿色设计

在正确设计各种模具的整体架构时，应严格遵循模具可以重复利用和或者可以随意拆卸的基本原则。如对于产品模具中一些易发生损耗的重要零部件等则应在产品设计时重点充分关注这些产品的日常维修保养方面，为便于后期维护和日常检修，在产品设计中尽量选用镶嵌拼接结构，以达到模具不可拆卸设计的目的。为了尽量减少使用系统级体系结构的需要，否则在需要拆卸时必须再次执行破坏性安装操作。另外，尽量不要采用直线焊接、铆接等特殊连接线。同时，还应努力确保每个模具的通用零件架构具有较高的模具互换性和模具通用性。只有在设计模具零件时，才应尝试使用国际标准的模具通用零件体系结构，并尽可能将其序列化。

（2）模具应采用绿色材料进行生产制造

为了真正实现绿色生产模具的使用，还必须尽量减少各种绿色环保材料的选用，这必须是成功实现绿色模具制造的重要前提，包括尽可能选择各种绿色环保材料，以及相关绿色生产设备的定期加工和控制。模具与一般加工机械和零件加工制造的主要区别在于，它只是用于生产和后续设计制造各种机械零件的机械工具。模具在投入使用时，几乎整个过程都需要在更为恶劣的高温高压工作环境中工作。因此，模具材料必须具有很强的高耐腐蚀性和高机械损耗性。同时，模具必须能够保证模具的一定使用寿命，在正确选择整个模具材料和绿色环保材料模具时容易遇到一些困难，不仅要充分考虑绿色材料模具的安全性、可行性和经济性，同时也充分考虑了整个模具的环保材料和环保性能。选择加工模具所用材料时，应严格遵循与使用环境相互协调的基本原则，即材料减量化，能够完全重复和不可循环性地使用，并且不需要可降解。因此建材企业一定要在实际采购材料方案中充分体现材料绿色性，对建筑材料质量进行严格的管控，采购出具有环保认识标志的绿色材料。

（3）模具的绿色技术

模具在加工设计时，在充分考慮整个模具的整体架构以及所用材料外，应积极推广运用各种绿色环保技术。如在工业制造大型塑料模具时，通过大量采用模具相关的塑料热流道等先进技术手段来有效避免模具产生额外的金属料头，就已经能够真正达到大大减少塑料模具大量使用金属材料的主要效果。还因为能够有效简化对原材料头部件采取废物回收及粉碎的工艺处理，从而有效节约生产操作技术人员及生产工艺设备的大量投入。同时，制造模具企业们还应不断提高对关于建设新的cax模具平台的技术重视程度，从而可以实现模具计算机的全部自动化编程操作，对制造模具的各个功能模块，如模具设计、以及模具制造、管控等各个功能系统进行自动集成，缩短模具产品的研发生产周期，提高模具工作的管理效率。

2、模具的绿色制造

绿色设计制造技术所涉及设计的技术范围十分广泛，其主要涵盖的技术内容也很多，在工业模具的加工绿色设计制造中主要含义是要泛指在模具加工的生产过程中尽量减少采取对生态环境和自然资源利用造成最小环境影响的绿色生产技艺工序以及绿色制造设备工艺。模具的制造绿色节能制造并不仅仅是指所需要生产的各种模具制造产品已经实现了本身的模具绿色性，更多是要求在模具制造的整个过程中所能够实现的对绿色的重要程度。绿色模具制造业和模具行业需要绿色实现它的一个前提条件就是必须保证模具制造业和模具生产过程的完全保持绿色。模具材料加工中的零部件由于其精密度的加工工艺程度比较高，表层的固化处理工艺质量比较好，其对于内部结构的处理复杂性多各向异构且所用模具材料的整体化学结构硬度较大等这些基本特点，与普通机械加工模具机械的所用模具加工零部件的所用模具材料加工件在设计生产制造中在工艺上具有比较明显的不同。模具设计与制造过程中，技术人员应不断创新设计理念和设计技术，将绿色制造技术的价值进行充分的体现。[2]

结语：在社会经济快速发展的背景下，相关的制造企业应积极创新自身的设计与制造理念，大力发展绿色技术，将绿色节能理念充分融入到模具的设计与制造过程中，降低生产过程中对环境造成的危害，从而不断提高人们生活环境的质量，促进社会的和谐发展。

参考文献：

[1]何强.绿色设计理念在模具设计与制造中的应用[J].内燃机与配件，2018，000（004）：P.100-101.

[2]聂嘉杰.简述模具设计与制造中绿色设计理念的应用[J].科学与财富，2019，000（001）：129.