绿色制造理念在机械制造工艺中的应用

发表时间:2020/5/11   来源:《科学与技术》2020年2期   作者:马超
[导读] 绿色制造是在保护环境的基础上
        摘要:绿色制造是在保护环境的基础上,建立的一种资源节约型的现代化理念模式。绿色制造可以降低生产对环境的不利影响,同时提高资源利用效率,使之达到最高标准,符合当前国家环境与经济和谐发展的主题。本文旨在展示当代大学生在制造新潮流的时代背景下,探究绿色理念渗透的重要性以及在机械设计制造中的具体应用。
        关键词:绿色制造;企业实习;制造工艺
        前言
        绿色制造理念在机械制造中的应用,是建立在机械制造标准的基础上。其目的是通过各种环保手段的应用,对机械制造的产品在设计、安装、运输、使用以及回收等各个环节进行绿色理念的植入,降低产品的能源消耗和对环境造成的污染,提高产品制造的经济效益和生态效益。绿色机械制造理念贯穿于产品制造的整个生命周期内,而不是单纯从尾端防治入手,这种制造理念的应用,有助于推动我国机械制造业更加长远的发展,并且为机械制造智能化发展提供了一定的基础。
        一、绿色制造理念下机械制造的工艺类型
        在绿色制造理念下的机械制造工艺类型可分为资源节约型、能源节约型和环保型工艺三种,其主要目的都是降低资源、能源的消耗和对环境的污染,提高经济效益和生态效益。1)资源节约型工艺技术主要是针对我国粗放型生产方式而言,通过加工工艺的改进减少资源的消耗。少无切削加工技术的应用可有效缩短加工流程,减少原材料的消耗,这类技术在孔类零件制造中比较常见。干式加工主要是减少或者不使用切削液,由此减少对环境的污染。通过控制切削速度来减少加工余量,避免工件变形,从而提高生产效率。2)能源节约型工艺技术主要目的是减少机械制造过程中能量的消耗。通过生产工艺的改进或者新能源的利用,来减少生产过程中对传统能源的消耗量。可使用新型润滑剂,通过改善润滑效果来降低生产过程中产生的能耗和对环境的污染。3)环保型工艺技术的主要目的就是在绿色理念的支持下,通过加工工艺的改进,减少在生产过程中以及生产结束后“三废”的产生,降低对环境的污染。无论是哪种加工类型,都应该建立在绿色制造理念的基础上,才能最大限度地实现绿色制造。
        二、绿色制造在机械制造过程中的应用
        机械制造车间噪音大,特别是冲压车间,如果没有采取必要的防护措施,势必对环境造成恶劣的影响,是实施绿色制造首先要解决的一个大问题。公司在这份方面采取的措施有:在冲压机产生噪声的主要部位加盖隔声罩、采用具有油减震器的无冲击模架、进购高效率、低噪音的冲压机。虽然这样会花费一些资金,但是在有效的控制噪音污染的同时,也大大的提高了生产效率。此外,传统机床工艺作为机械产品生产过程中最为重要的环节,在冲压的生产过程中,工序繁多,工人的劳动强度也较大。而公司采用的全自动数控机床,只需要在电脑中调取数据库里的零件数据,全自动冲压机床就可以自动完成从搬料到加工,再到卸料的全过程,大大降低了工人的劳动强度,生产效率大大提升。同时,更高的成品率和更少的原料浪费,以及更小的噪音污染,这些无疑都是践行绿色制造的最好体现。
        三、绿色制造在机械制造过程中的应用
        机械产品的设计、制造过程,其复杂程度大大高于机械产品的设计、制造过程,就公司现在的生产技术,很难在短时间内实现全面绿色制造,但是绿色制造的理念已经慢慢地渗透到设计、生产的各个环节。
        1、设计过程中的绿色制造
        在设计初期,明确设计要求及目标,结合企业生产能力设计产品,多次试验,以达到在满足产品性能的同时,实现产品能耗最低化的设计目标。

结合我自己的实习经历,在一个项目的初期,公司会从法国及日本设计师得到产品设计图纸,我们研发部结合公司生产能力,制定生产方案,确定各零部件的生产方式,有的零部件由公司直接生产,这些零部件基本都可以从公司的零件数据库中找到基础数据,加以改进,就能达到设计要求。而有个别零部件,如塑壳断路器的塑料外壳和内部的锁扣装置,公司不具备其生产能力,需要从其他厂家采购,但外厂生产的零部件多多少少在功能或者外观上不能满足设计要求和产品要求,尤其是从新加坡采购的注塑外壳多次出现外观缺陷,发过来的注塑外壳还需要人工挑拣,将不符合外观要求的挑拣出来,直接扔掉,造成了大量的人力、财力的浪费,这样的现象极不符合绿色制造的基本要求。所以,在发现这个问题之后,我们会在项目初期,联系采购部门,明确产品要求,坚决从根源上解决这种浪费的问题。此外,公司采取改进设计的方法,将机械产品模块化,统一标准,然后组合成不同的模块组件。这样做的好处是,公司在设计生产过程中,可以针对不同的客户要求,个性化地从数据库中调取相关功能模块,稍加调整就可以投入生产,大大减少了设计周期和生产成本,从而实现绿色制造。
        2、生产过程中的绿色制造
        除了上文提到的,公司不仅从外场采购注塑零件,一些符合公司生产能力的注塑产品,公司会自行生产,在生产过程中,由于注塑工艺的特殊性,一次的注塑过程中会产生较多的废料。对于这些废料的处理,公司的做法是,经过多次测试,将废料按照合适的比例与原材料混合,再次加热融化,注入磨具,产出产品。所以,公司的注塑产品的原料都是由之前的废料和新原料混合而成,再多出来的废料则会统一送至指定处理厂进行处理。这些步骤使资源利用效率达到最高的同时,也减少了对环境的污染。在我们得到生产线下来的第一批样品之后,我们会将样品送至实验室,进行各方面检测,检测产品是否达到设计要求,并实验在此基础上,能否简化结构或者简化工艺。针对塑壳断路器内部的金属部件,只要满足设计要求和使用寿命,尽量规避涂层材料的使用或者电镀工艺的加入,这很可能会造成环境污染。因为涂层、镀层的原料一般具有毒性;而且有涂层的材料很难进行回收利用,若废弃则存在环境安全隐患。这些都不符合绿色制造的理念。所以,通过对样品的测试,我们会选择性减少涂层和镀层,以达到绿色制造的要求。
        3、改进和完善绿色工艺
        绿色工艺理念是源于绿色设计和绿色材料的应用,同时绿色工艺的实现很大程度上取决先进的加工方式。在机械制造向自动化、数字化和智能化方向发展的过程中,很多先进的制造技术已经应用于机械制造中,不仅提高了生产效率,而且减少了资源的浪费。比如快速成型制造技术的应用,就是建立在自动化、数字化的基础上,利用CAD软件建立零件加工的模型,然后将这些数据编成程序,通过3D打印设备,不需要刀具、模具和工装夹具即可在短时间内制造出比较复杂的零件。
        结语
        为了降低能源和资源消耗,促进经济的可持续发展,需要大力推广绿色制造理念的应用。在机械制造的过程中渗透绿色制造理念,可以实现材料的循环利用,降低生产成本,减少对环境的污染,最终实现经济效益、生态效益和社会效益的共同发展,这也是我国工业发展的主要趋势。
        参考文献:
        [1]杨柳.绿色理念在机械设计制造中的应用浅析[J].山东工业技术,2019(18).
        [2]朱道锋.浅谈绿色制造环境下的机械制造工艺[J].河南科技,2010.
        [3]司丙乐,张凤.绿色制造在新型机械制造工艺中的应用研究[J].计算机产品与流通,2019.06.
        [4]敖三妹.绿色制造在可持续发展的现代制造模式[J].南京工业大学学报,2005.07.
       
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