许才华
中车沈阳机车车辆有限公司 辽宁 110142
摘要：随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们逐渐意识到可持续发展的重要。制造业在人类社会发展历史进程中起到举足轻重的作用，但制造业在将资源转化为产品的过程中，以及产品的使用和处理过程中，产生大量的废弃物。资料表明，造成全球环境污染的排放物中70%以上来自制造业。基于上述原因，国家提倡的绿色制造就是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中对环境负面影响极小，资源利用率极高。本文就锻造车间绿色制造技术应用展开探讨。
关键词：锻造车间；绿色制造技术；工艺模拟
引言
绿色制造技术使得原有的机械加工技术和绿色生产技术相互结合起来。对比于传统的机械加工手段来说，此项技术在实际应用的时候更加的环保，重视的是绿色加工这一重要的原理，运用科学的生产方案，适当的减少加工的成本，保证资源的实际利用率明显的提升，让企业的可持续发展目标顺利的达成，妥善的处理机械加工制造时的污染问题，确保生态环境得以有效的维护。
1绿色锻造及其国内外现状
绿色锻造综合考虑了环境因素和资源利用效率，在生产过程中，要求最大限度地减少对环境的影响，且原材料和配套能源的利用效率达到最高，从而达到降低生产成本，减少污染，改善作业环境，提高工作安全性，使产品具有更大的市场竞争力，使企业经济效益和社会效益协调优化。目前，世界各国制造业厂家之间的竞争日趋激烈，企业长期生存的前提条件是利用较低的生产成本，生产出高质量的产品，使产品的性价比更高，同时也提高了材料的利用率。例如，在材料利用率上和锻件综合能耗上，我国与发达国家还有一定的差距。如发达国家模锻件的材料利用率为76％~93％，国内模锻件的材料利用率在73％~78％；综上，发达国家每吨锻件综合能耗平均为0．6~0．8t标准煤，国内每吨锻件综合能耗平均为1．3~1．5t标准煤。
2绿色制造具体特点
绿色制造体现出全面性和交叉性等多种特征，全面性一般是指的绿色制造贯穿于产品的生命周期，覆盖着产品生命周期的各个阶段，对于不同阶段也需要采取不同的措施。综合性重点是指产品制造的不同阶段对于环境产生的影响，绿色制造除了要考虑环境破坏的具体原因外，还应该结合资源、设备及产品的关系，在整体上把握内在的联系，确保优化升级的目的达成，降低污染的程度。交叉性主要是指绿色制造中的多种学科，如机械制造技术和材料技术等，彰显出学科交叉的特征。绿色制造中的多种学科相互交织，应该在明确其基本特点的基础上，合理的运用相关的技术手段。
3锻造车间绿色制造关键技术
3.1近净成形技术
近净成形技术越来越受到精密锻造企业的重视，是先进绿色制造技术的重要组成部分，此技术借助于计算机仿真可以达到如下节材、节能效果。（1）采用有限元数值模拟技术可以优化模具结构，提高材料利用率，达到节材效果。如某公司开发商用车440系列锥齿轮近齿形工艺，节约原材料15%~20%。螺旋锥齿轮与差速器左壳体进行一体化结构设计，简化了装配流程，提高了装配的精度，相对原结构重量减轻了25%。（2）锻件生产过程中，通过有限元模拟软件分析变形过程，对模具的受力情况进行优化，减少试模次数，提高模具寿命，缩短产品开发周期，达到间接节能的效果。
3.2干式切削技术
干式切削技术对比于以往的加工制造手段来说，无需运用切削液体，因此不会影响到人体健康，对于生态环境的保护也有积极的作用。完全干式切削技术无需切削注液体，可以落实好加工生产细节。
半干切削技术需要适当的运用气体混合微量的润滑液，在具体应用的过程中，确保加工制造的成果更加的理想，加工形成的切削无需进行处理，并且能够进行科学的回收利用。
3.3快速原型零件制造技术（RPM）
快速原型制造技术是CAD技术、数控技术、电子技术、激光加工技术等的集成应用，实现了零件从设计到三维实体原型制造一体化。PRM技术突破了传统的零件加工模式“毛坯→加工→成品”，突破了不用刀具和模具制作零件的壁垒。利用此技术可以加工形状复杂且不规则的零件，制造成本不会随着零件的复杂程度而变化，而且成形过程不需要专用的夹具和人为的干涉，效率高。PRM技术促使企业可以快速响应市场和用户的需求，使生产向多品种、小批量、高质量、低成本的方向发展。代表性工艺技术有分层实体制造（LOM），熔化沉积制造（FDM）等。以RP&M原型作母模来翻制模具的快速模具制造技术，缩短了模具的开发周期，降低了模具制造成本，且模具的精度和寿命满足生产使用要求，从而加快了新产品的开发速度，综合经济效益显著。
3.4液压系统应用
运用以往设计制造手段所生产的液压系统存在出现泄漏问题的可能，不仅极大地影响生产制造效率，而且还可能阻碍企业的长远发展。为了保证机械设计制造的总体水平，制定科学合理的液压系统设计方案，尤其是具体设计时期融入绿色理念，能大幅度提升液压系统的环保性能，进一步增强其绿色环保性能。同时，具体设计液压系统期间，持续优化其物理处理流程丰富处理方法，确保运行期间不影响周围环境，并且根据国家及行业相关法律法规，多方面考量各种回收因素，极大地强化系统中各个零部件的提炼效果，持续增加液压系统的附加值。
3.5敏捷制造（AM）虚拟现实技术
以信息技术为基础，在全球一体化的金融环境和政治环境中，通过高素质员工、动态灵活的虚拟组织机构或动态联盟、先进的柔性生产技术集成，共同承担风险，共享成果，能对顾客需求的产品和服务驱动的市场做出敏捷反应，由此获得长期的经济效益。敏捷制造（AM）虚拟现实技术是基于网络技术（NT）和虚拟现实技术（VRT）服务制造业的基础上，由虚拟制造技术和虚拟公司组成。虚拟制造技术是利用计算机仿真技术，对设计、加工、装配、运维等环节经过建模后，形成虚拟运行的环境、虚拟的加工过程和虚拟的产品。通过仿真及时发现产品生产过程中可能出现的错误和缺陷，进行产品的工艺优化，以保证产品质量。虚拟公司是根据顾客和市场的需求，多家制造企业之间通过Internet建立制造资源信息网络，共同开拓市场。
3.6清洗与改性处理
改性处理技术是采用化学／物理的方法改变材料或工件表面的化学成分或组织结构以提高机器零件或材料性能的一类热处理技术，是制造过程中污染最严重的工艺。基于生命周期的工艺设计可以使得金属热处理、电镀等改性处理的污染源最小。另外，还可通过如下方式减小改性处理的环境影响：减少上游工艺的冷却润滑残留；开发低热量的热处理工艺替代整体热处理，如超声、激光、微波处理等；采用选择性局部热处理工艺，如热喷涂替代整体表面电镀工艺；减少有毒有害溶剂的使用和提高回收再利用等。
结语
我国大型锻造企业经过一系列绿色关键技术改造升级，提高了材料利用率、降低了能源消耗，达到了节能减排效果，实现了绿色锻造技术的应用示范，但与西方发达国家相比，在能耗和对环境影响方面仍有较大差距，因此，要积极推广绿色制造技术在锻造行业中发展，必须开展行业前沿工艺技术研究，并结合中国制造2025提倡的自动化、网络化、信息化、智能化技术，促进传统行业转型升级。
参考文献
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