绿色理念在机械设计制造中的应用

彭 超，任燕雄

（新余钢铁集团有限公司，江西新余 338000）

绿色理念发展不仅仅是时代发展与保护生态环境的硬性要求，也是我国朝着发达国家发展，进行经济转型的一项重大发展战略。将绿色理念引入机械设计制造中，可以保证机械产品的生产过程及后续使用中不会对自然生态环境产生恶劣影响；提高资源的利用率，减少能耗的同时减少环境污染，从而推动整个社会经济的全面协调可持续发展。

倡导绿色理念，是以保护环境承载力为责任，“生态文明”建设势在必行，节能减排已刻不容缓。因此，在机械产品的设计与制造中，科学、高效地运用绿色发展观念，是推动我国机械工业可持续发展的重要举措。

1 绿色理念与机械制造业

机械制造业作为我国经济产业的一大支柱，随着中国改革开放大力发展到现在的日积月累，已逐步在国内稳定发展。但与发达国家相比，我国的机械制造业发展水平仍旧稍逊一筹。并且随着机械制造业的经济形势大好，国内许多企业纷纷跳入机械浪潮，导致该行业发展现状并不乐观，存在着许多问题。例如管理制度落后、创新能力略显不足，自动化技术落后，无法可持续发展。要想在国际市场上具有竞争力，不仅要做到机械制造工艺集成化、自主化、多元化，冲破现今的壁垒，提升自己的专业水平，更重要的是引进绿色理念，在机械加工中最大限度地降低对环境、能源消耗的影响，已经成为机械制造厂商最大的竞争基础。结合绿色可持续发展理念，加强机械制造的可循环利用，推动机械制造业往更高更强的方向发展。

绿色发展理念讲究节约资源和保护环境，强调对资源的合理利用和可持续发展。随着经济的迅速增长，与此同时也给生态环境带来了巨大压力。传统发展方式的三高：高投入、高消耗、高污染已经不再适用于现代社会，绿色理念应运而生。绿色理念是基于传统发展模式上的模式创新，主要以保护环境为目的，可持续发展为结果，受环境承载力所约束，这并不代表着经济产业乃至传统工业的停止，而是新时代社会寻求的另一种出路。传统产业，例如机械制造业，结合绿色理念对自身进行升级改造，发展经济的同时做到绿色发展，避免进一步浪费自然资源。

2 绿色理念在机械设计制造中的应用

总体上讲，将绿色理念结合在机械设计制造中主要表现在以下四点：①材料选择上使用绿色材料。传统材料很大程度上在使用过程中有浪费资源的风险，后续回收利用率很低，在材料上应注重资源的循环利用，降低对生态环境的负面影响；②机械设计选择绿色设计。传统的设计模式为满足产品功能和工艺的完美体现，不顾资源的浪费，结合绿色设计，将节能减排做到最好，综合考虑产品的功能展现；③机械制造选择绿色理念。机械制造过程中为展现机械工艺的魅力，对过程中产生的资源浪费、污染环境、产生毒气的行为视而不见，极大程度上加剧了生态环境的恶化；④其他方面。例如企业管理、后续处理上采用绿色理念。绿色理念不仅要融入机械设计制造的全过程环节之中，还要在其他各个方面提高环保要求，力求保障生态环境良好发展。

2.1 绿色理念应用于材料选择

机械行业中材料选择是最重要的一步，也是从源头影响生态环境的一步。过去传统模式中，选择材料更加看重材料的性能和作用，运用到生产过程中的某些材料或许含有各种化学有毒物质，例如汞、铅。在生产过程中，稍微使用不当，该有毒物质的流出，很有可能造成动植物中毒以及水源污染，含有该物质的产品也会或多或少对人体产生不良影响。随着时代的发展，人们对于材料要求也越来越高，所以必须要加强材料的选取工作，这样才能够确保整个设计质量得到有效保障。

如何选择材料，选择什么样的材料，是机械制造绿色产品设计的关键。目前国内外已经提出了多种方法来解决这一问题。其中一条便是使用绿色材料。绿色材料是指在生产、使用、废弃、回收等全过程，对环境负面影响不大，可循环利用率高，可以让经济与环境和谐共生，另一方面对人体健康有益，避免危害人的身体。在首要考虑选择绿色材料的基础上，还要注意以下三点要求：①材料需要满足机械产品的基本设计要求与功能需求；②选择材料看重实用性，在使用过程中可以很好地联系机械工艺制造，体现机械设计功能；③选用材料要配合机械产品生产过程中的生产环境，具备耐腐蚀、抗冲击、耐高温等最基本的材料性能，与此同时要格外避开高辐射、高毒性的材料。

2.2 绿色理念应用于机械设计

受传统生产模式影响，进行机械设计时只为满足产品功能的实现，不考虑产品的后续问题，例如消耗、后续回收以及污染环境。随着人们环保意识的不断增强，这种传统的设计模式已经不能适应现代制造业的发展要求。因此，必须进行产品设计的改革与创新，以达到“绿色”设计的目的。

绿色设计主要是将生产与节能减排结合起来，对设计的机械产品讲究其回收性和可循环利用。简而言之，绿色设计就是把环境与产品结合起来，使之成为一个整体。它既符合社会发展规律，又能满足人们日益增长的物质文化需要。因此，要将绿色理念应用于机械设计中：

（1）要对设计的机械产品有全方位的评估，明确其材料成本以及功能体现、需求分析，在设计产品初期就要考虑该产品后续回收问题，如何进行再利用，从而对产品进行设计。

（2）对机械产品的模块化进行分析。根据机械产品可拆卸的原理分析该产品的组成部分数量，确保零件在不伤害本体的情况做到可拆卸、可安装、可回收的状态，进一步灵活利用资源，减少成本的投入，从而提高机械企业的生产效益。

（3）行业内部可以选择建立绿色设计机械产品数据库，通过将设计师的产品设计上传，设计者可以知晓和备份机械产品在生产过程中运用的每一个零件，分析该零件的优劣以及损耗情况，全方面系统化进行研究，以更新更具优势的机械产品零件，延长产品的使用时间，研究更符合环境概念和更具高效率的机械产品。

（4）在机械设计时，要注意其它的环境因素，以增加可再生性，达到资源的再利用，降低资源的浪费。机械产品的设计要充分利用绿色的概念，树立绿色的观念，注重绿色的设计，不会造成环境的污染。只有如此，才能在一定程度上推动我国的经济和环保工作。

（5）应加大对机械设计的研究力度，提高技术水平，为社会提供更好的服务。绿色理念是一个新的时代，在实际应用中，应充分考虑到产品质量、能源消耗、工作效率等方面的因素，从而实现对各类原料、产品的回收，降低资源的浪费。在进行绿色机械的设计时，应充分考虑到市场的实际需要，充分听取顾客的意见和建议，不断地进行产品的创新，以增强市场的竞争能力。

2.3 绿色理念应用于机械制造

机械制造是机械设计的下一步，也是真正要在实践中结合绿色理念和绿色设计的一项重要环节，想要完全实现绿色理念，需要从整体上考虑资源的损耗情况，在资源利用率最高的基础上达到延长产品生命周期、降低生产的负面影响。机械加工技术是影响整个工业生产的一个重要环节，因此需要引起有关部门的高度关注。机械制造中最容易融入绿色理念的便是制造工艺。如果机械生产企业所使用的生产技术相对落后，在生产过程中会造成大量的资源浪费和环境污染。因此，在运用绿色思想进行机械制造时，必须加强对生产工艺的改进与优化，采用先进的生产技术，以降低机械加工中的无谓浪费和能耗，达到节能目的。

绿色机械制造技术是指在机器生产过程中，依据国家可持续发展要求，运用减少污染的相关技术将各个原材料进行生产组装，获得既符合环境保护又体现功能的产品。其相关技术有智能编程的控制器技术、干切削技术、低温切削技术等。例如，液压系统就可以很好地融合绿色理念。在制作产品过程中，液压系统的使用往往存在着资源泄漏的问题，一方面为产品的质量保证产生很大影响，另一方面资源的泄漏导致资源短缺，价格高涨，同时污染环境，得不偿失。设计人员结合绿色理念，对液压系统重新设计，合理有效提升液压系统的环保效果，使得在液压系统进行工作时不会造成资源浪费的情况，同时不会影响周围的生态环境。

不仅在产品制造过程中倡导绿色理念，在产品制造结束后更要贯彻绿色理念的落实。现阶段，很多厂商为了增加产品的销量，都会在产品的设计中加入一些不太实用的设计，同时也会对周边环境产生一定的影响。例如在产品的生产和加工中，产品的包装是很重要的一部分，但是有些公司会在产品的包装上做一些花哨的设计，让消费者产生一种视觉上的震撼，从而引起消费者的注意。首先，产品本身就是一种商品，如果包装不具有环保性，那么消费者购买之后就不会再选择这种产品；产品本身的成本较高，这又会使企业蒙受巨大的经济损失。近几年，人们认识到了这一问题，在生产和加工中，以控制产品的质量为核心，减少对产品包装的外部设计，尽量降低对外部环境的影响。

2.4 绿色理念应用于其他方面

绿色理念还应贯彻于企业的绿色管理和绿色处理。绿色管理模式是促进经济和环境和谐发展的关键。在技术层面看，绿色设计、绿色加工和绿色生产成为当今先进制造业所采用的三大关键技术；在观念上，人们开始认识到：绿色制造是21世纪工业文明进步的标志之一。在组织结构方面，政府制定和执行了相关的质量标准和规章，促使某些企业采取必要的措施来降低废弃物的排放量，同时也对环境保护行业的控制提出了新的要求。目前的环保管理制度，也是为了改善企业的绿色管理、提高企业的经济效益。

绿色管理是降低产品对环境的影响，以达到更好的效果，达到有关的法律和标准。在此背景下，我国的机械设计制造企业应根据自己的具体情况，制订出一套较为完备的管理办法。在这一过程中，每个细节都要得到充分的解决。做好环保工作。在具体的发展过程中，要认识并加以控制。在设计过程中，设计师要把环保观念贯彻到机械设计和生产的每一个方面，尽可能地减少非再生材料的使用，以确保最终产品的品质得到最佳化。同时，要运用科学方法，不断地提升设计者的综合素质，使之能熟练地运用现代技术。随着社会和经济的快速发展，环保观念也呈现出多元化的趋势，设计者要在生产工艺上进行创新与研究，在机械设计与制造过程中，科学地运用环保观念，不断提高工作效率，降低环境污染，提高产品品质。

绿色处理是指对生产过程中的废液、废气、毛坯废料、破碎零部件、设备等进行再循环或转换成环境友好的材料。环保的处理方式有：①依据废气的特性，可以用物理或化学的方式将可吸收的气体吸收，而可燃气体则由燃烧炉充分燃烧。②回收转化和焚烧废物。例如，将汽车零件及引擎机油经过高温燃烧，变成可再生的燃料，或直接用于制造各类化学制品。这既能降低环境污染，又能有效地提高资源的使用，还能为企业带来一些经济利益。③对有害废物进行集中掩埋或化学处理，形成无毒无害的物质，对锐利废物进行集中处理。④加强对废弃产品的再循环。

3 引入绿色理念的意义

绿色观念是目前最符合现代社会发展的观念，在机械设计与制造中引入环保概念，既能确保产品的实用性，又能降低物料的损耗，并能回收利用，避免资源的浪费。

我们国家的自然资源十分匮乏，因此，在发展经济的过程中，必须从长期发展的观点出发，推动我国机械设计和生产的健康、可持续发展。在机械设计中运用绿色理念，既能降低资源的浪费，又能有效地提高资源的利用效率，为企业带来更大的利益。科技的发展和人民生活水平的提高，人们更加注重环保，机械的设计和制造也是环保工作的一个重要组成部分。所以，将环保理念引进到机械设计与生产中就显得尤为重要。

随着环保意识的提高，对机械的设计也进行了深入的研究。在产品的设计中，有关人员要不断地运用各种手段进行产品的检验，以选出最合理、最科学、最完善的产品，从而达到产品的绿色设计目的。

4 结束语

绿色理念与机械制造相结合是当今社会发展的必然趋势。它不仅对传统的机械制造模式产生了重大影响，而且还在一定程度上改变着人们的生活方式，促进了社会的文明进步。因此，大力宣传绿色理念具有十分重要的现实意义。绿色理念的落实也能营造有利于环保产业发展的环境，有利于贯彻可持续发展，促进国民经济的发展。总之，将绿色理念应用于机械设计和生产，不仅可以有效地节省资源，还可以提高设备的设计和制造品质，促进机械行业可持续发展。未来，在机械产品的设计和制造中，我们应该不断探索绿色设计和制造。