高英杰

（晋中学院机械学院，山西晋中030619）

基于绿色制造的新型机械制造工艺及装备技术研究

高英杰

（晋中学院机械学院，山西晋中030619）

随着国家工业进程的加快，机械制造业已经成为了促进国家经济建设发展的重要支柱产业，在可持续发展的背景之下，机械制造业的发展整体趋势应当有所改变，尤其是近年来生态环境恶化日益加剧，为了优化人类的生存环境，机械制造业应当积极转型，以绿色制造为主要的发展方向，本文从节约资源、保护环境以及降低能源消耗方面积极推进新型机械制造，为新型机械制造工艺以及装备技术优化和长久发展奠定良好的基础。

新型机械制造业；绿色制造；可持续发展

1 绿色制造技术与传统制造技术的区别

1.1 绿色制造技术的含义

随着经济的高速发展，社会人口爆发式的增长，人口密度大大的增加，社会的发展面临着严重的资源枯竭问题以及环境恶劣的问题，且人口生存以及经济法发展需要的资源量大大的增加，传统的机械制造业在以往的发展模式之中推动了社会结构的完善和进步，但是在新时代背景之下，传统机械制造业产生的资源消耗量过大，管理模式过于的粗放，甚至形成了“先破坏后治理”的恶性循环，对于人类的长久发展十分的不利。

在20世纪80年代第一次提出了绿色制造的概念，绿色制造技术致力于传递绿色发展的理念，融合绿色设计、绿色工艺、绿色包装以及绿色处理等综合性的绿色生产技术。在发展推进绿色制造技术的时候，对环境科学、材料科学以及能源科学进行了深入的研究，目的在于从开始的设计阶段就降低不必要的资源消耗，从当地的生态环境实际状况出发降低资源消耗的负面影响，提高资源的利用效率，使得工业制造的效益与经济发展的社会效益都得到大大的提高。

发展绿色制造技术能够保障机械制造产品的功能、质量以及生产成本，综合考虑环境的影响和资源的消耗，让有限的资源得到更好地利用，人类赖以生存的环境得到更好的保护和发展，使得我国尽快建成生态文明的社会生存环境，未来实现建成制造业强国的目标。

1.2 绿色制造技术与传统制造技术之间的区别

建国之后，我国的经济生产百废待兴，机械制造行业扛起了国民经济发展的责任，大力生产提高产值。但是随着科学技术的进步以及经济结构的转型优化，过往的机械制造业已经成为了传统产业，技术应用水平以及生产应用质量大大的降低，同时还消耗了大量的自然资源。

传统机械制造技术虽然能够完成机械制造的目标，但是在生产制造的过程中产生了大量危害人类身体健康以及生存环境的废气、废水以及废渣等等污染物，以往的生产制造缺少环境治理意识，将生产产生的污染物肆意排放，严重影响了人类的正常生活，同时技术制造水平的低下无法高效率地利用自然资源，造成了大量自然资源的流失以及浪费，其中多数都是石油、煤炭、贵金属等不可再生的资源，在很大程度上造成了人类健康与自然环境压力的增大。

而绿色制造技术的研究致力于在整个产品生命周期解决传统生产工艺产生的资源问题以及环境问题，绿色制造技术将整个制造过程当做一个闭环的生产系统，即便产生了危害生态环境的污染物也会在闭合的生产系统内处理解决。绿色制造技术在在全过程应用清洁生产等技术，并优化生产制造产生的废弃物，使其能够循环利用或者最大程度地降解，优化自然资源的使用效率，同时也降低了自然资源的浪费现象，有效地保护人类的生存环境，提高机械制造的生产效率以及生产质量。

由上可以看出，传统制造技术与绿色制造技术最大的差异在于资源的利用效率和生态环境的保护，相比较而言，绿色制造技术从机械制造产品的全生产周期出发，考虑最优的生产方式，在不影响机械制造质量与效率的前提下节约资源、保护环境和降低能源消耗，促进社会的可持续发展。

2 绿色制造的新型工艺技术的应用

2.1 低能耗的绿色制造工艺技术

绿色制造工艺技术有很多种，其中最普遍应用的便是低能耗绿色制造技术，低能耗技术从几个方面着手：资源节能、管理节能以及发展和利用新能源。其中资源节能主要是从技术角度进行革新和改造，从资源的角度应用最新科学成果对节能技术进行研究，多研究节能型的设备，换下老旧设备从而提高资源利用效率。管理节能即是在设计生产环节的时候强化管理，对科学的生产环节进行设计研究，结合实际情况对机械制造的能源使用进行管理。最后，新能源是未来机械制造业发展的希望，尤其是在当前及今后资源枯竭现象严重，不可再生资源存量大大减少的情况下，研究新能源使之能够替代传统不可再生资源且优化人类的生存环境，强化对于风能、太阳能、地热能等等可再生能源的研究和利用，将保障机械制造业的长久发展。

在社会经济发展可持续的阶段，绿色制造技术对社会资源进行全方位的设计和利用，在产品设计的阶段进行优化，全面且综合的考量机械制造产品的运输、产品使用和后续的产品报废处理，降低能源的消耗和不合理利用，尽可能地减少采用切削液的减材加工技术，更多应用干式切削加工技术，提升机械制造的废弃物循环处理和使用。

2.2 节约型的绿色制造工艺技术

绿色制造技术的核心技术就是绿色工艺制造技术，节约型绿色制造技术旨在简化生产环节以及生产系统，实现工艺材料的节约以及自然资源的高效率利用。在机械制造的过程中不可避免的会消耗大量的原材料，且产生大量的生产废物，绿色制造工艺技术不仅能够减少废弃物的产生，还能够降低废弃物的危害，绿色制造工艺技术能够将一些废弃物带入生产循环系统，在闭合的生产系统内降解废弃物，尽可能地减少废弃物流失到外部环境之中影响生态环境的稳定性。

在机械制造的过程中需要大量的使用钢铁、有色金属、煤炭等资源，这些资源都是地球上稀缺的不可再生资源，实施节能减排方案对生产资源进行循环使用，提高资源的使用效率，应用节能设备促进生产环节的顺利递进，既节约了机械制造的生产效率，也大大的缓解了机械制造的压力。

2.3 环保型的绿色制造工艺技术

传统的机械制造工艺较少考虑对于当地环境和人类身体健康的影响，引发了严重的大气污染、水污染以及土地污染等环境问题，其中工业生产产生的含氮化合物对于人类的身体健康造成了巨大的危害，环保型绿色制造工艺技术采用了不同的能源燃烧方式以及集中供给的科学方法，使得煤炭等供热资源在机械制造过程中尽可能地减少使用。为了保护土地资源，工业生产产生的固体废弃物不能擅自排入其中，为应当在机械制造产生固体废弃物的环节进行污染治理，特别是源头处理，绿色制造技术的目标就是在生产环节减少固体废弃物的产生和不良影响，优化工业固体废弃物的处理环节，使得工业固体废弃物得到专业人员的重视以及积极治理。

在机械制造加热环节，传统的工艺消耗了大量的不可再生能源，也产生了很多空气污染，对当地的大气生态环境产生严重的影响。为了优化机械加工中的加热环节，改变节能结构和燃烧方式，积极使用新能源作为燃料，使用集中加热方式的供给机械加工，从而缓解大气污染的危害。治理水资源污染的时候，机械制造过程要严格地设置污水排放制度并对其生产过程进行全面的监督和管理，一旦发现违规废水处理，究其责任，及时解决废水问题，确保工业制造过程中废水问题能够妥善的解决，从源头上治理水资源污染问题。

3 绿色制造技术中新型工艺系统的应用

3.1 绿色制造技术中新型机械设备的切削液系统

切削液系统主要针对机械加工设备的过程进行冷却及润滑，是机械制造加工中的关键环节。绿色的切削液系统能够提高能源的利用效率，利用科学的配比原则确定切削液的用量，使得机械工件的冷却、润滑以及防锈效果得到极大改善，精准的材料用量杜绝了浪费的现象。

3.2 绿色制造技术中新型机械设备的机床和刀具系统

机械生产制造离不开机床设备，在绿色生产制造原则指导下研究新型的机床设备以及刀具系统，结合先进的科学技术改善传统的机床设备，使之朝着安全、环保以及节能的方向转变，采用绿色制造技术的新型机床设备拥有高速干切削的功能，并使用MQL技术对机床结构进行功能完善和改造，大大的缓解了机床生产过程中产生的环境污染，也降低了切削液的使用，利用绿色环保的机床设备制造全新的机械装备，使得机械制造的刀具系统在运行的时候更加高效率，有效地降低了机械制造过程中刀具的磨损，从根本上规避了不可再生资源的使用和浪费，同时还能够降低机械设备制造中刀具的生产升本，促进刀具的循环和再利用，最大限度地提升不可再生资源的利用率。

4 结束语

随着经济发展速度的加快，人们不仅追求高质量的生活水平，还要求生态环境的健康以及自然资源的可持续利用，尤其是当今的生态环境污染、自然资源匮乏的问题已经威胁到了人类的可持续发展，传统的机械制造技术造成的社会环境问题颇为严重，为了促进机械制造行业的革新改造，将绿色制造技术以及新型的机械设备引入到生产制造之中，能够有效地整合自然资源、实现自然资源利用效率的最大化，为工业企业经济效益提高以及社会经济发展、结构优化奠定良好的基础，有助于维持社会结构的稳定，保护人类生活的环境，建成资源节约型社会，实现可持续发展的目标。

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[6]袁俊瑞.机械制造企业绿色化发展趋势[C]//中国科协年会.2013.

Research on New Manufacturing Technology and Equipment Technology Based on Green Manufacturing

GAO Ying-jie
（School of Mechanical Engineering，Jinzhong University，Jinzhong Shanxi 030619，China）

With the development of national industry to speed up the process，mechanicalmanufacturing industry has become the important pillar industry to promote the development of national economic construction，under the background of sustainable development，the development trend of mechanical manufacturing industry as a whole should be changed，especially in recent years，the ecological environment deterioration is increasing，in order to optimize the living environment of human and machine manufacturing industry we should actively transition to green manufacturing as themain direction of development，this article from the conservation of resources，protect the environment and reduce the energy consumption and actively promote the new machinerymanufacturing，lay a good foundation for the new machinerymanufacturing technology and equipment technology optimization and longterm development.

new machinerymanufacturing industry；greenmanufacturing；sustainable development

TD406

A

1672-545X（2017）04-0251-03

2017-01-15

山西省高等学校科技创新项目（2014148）

高英杰（1966－），男，山西晋中人，研究生，讲师，主要研究方向为先进制造技术、绿色制造技术。