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绿色制造技术在机械制造中的运用分析

2018-01-29王孝峰

中国设备工程 2018年18期
关键词:切削液干式机械

王孝峰

(吕梁职业技术学院,山西 吕梁 032200)

绿色制造技术是传统生产工艺和绿色生产技术融合而来的一项新的基础,与传统生产技术最大的差异就是该项技术在使用过程中更加环保,以绿色生产理念作为核心,充分利用现代化技术,提高资源的利用率、合理性,从而缓解机械生产污染问题。通过利用绿色制造技术,能够保障所生产的机械产品更加符合当代市场需求,提高机械制造企业的市场竞争力,保障机械生产企业健康发展。

1 绿色制造技术概述

简单来说,绿色制造技术就是一种综合考虑环境影响以及资源效率绿色制造模式,绿色制造技术可以从制造、设计、使用到报废处理整个生产生命周期当中,减少对生态环境的影响,提高资源利用率,这样即可实现经济效益、社会效益协调发展。绿色制造技术相比传统制造工艺多出一个生产环节,也就是增加资源回收率和资利用环节,通过对旧料、废料进行二次回收,通过二次加工即可减少资源浪费量、提高资源利用率。绿色制造技术发展需要从以下三点出发:首先,减量化。也就是在产品研发过程中注重节能环保重要性;其次,多次利用。也就是针对生产的产品实施多级利用;最后,再循环。也就是实现生产材料的二次利用,通过回收相关产品再加工,实现生产产品的绿色循环,从而实现节能减排的目的。但是,在当今机械制造生产过程中,依然存在着一些问题,例如在热处理调质过程中使用淬火油液、涂装前处理所采用的酸洗磷化液,其中的重金属、电镀液、“三苯”等指标超标,对环境、人体带来负面影响。所以,需要全面发展绿色制造工艺,减少机械生产对环境的影响,在严格控制机械生产成本、减少能/资源浪费量的同时,提高机械生产质量,最终实现机械生产领域的可持续发展。

2 绿色制造技术在机械生产中的应用特点

(1)设计层面。机械生产设计就是对产品的功能、质量、寿命、环境关系进行综合分析,减少机械生产对环境造成的负面影响。在机械制造当中突出绿色设计理念,可以保障生产方案的绿色性、可行性、集成性,处理所有的影响因素,采用良好的设计方案减少各方面因素的影响,对生产产品进行良性改造,实现最终的生产目标。

(2)工艺方面。绿色生产工艺就是要结合相应的生产手段进行加工制造,从而提高生产资源的利用率,减少对周边环境的影响。工艺就是从技术层面上出发,深度探究降低肥料产生的方法,并且尽可能选择绿色生产材料,提高资源的利用率。在绿色生产工艺当中,主要的应用工艺有干式切削、废物二次利用、精准成型等。

(3)材料方面。绿色生产材料就是在正式批量生产当中,选择对环境尽可能小的生产材料,其中无污染材料需要重点考虑,进而保证生产材料可以二次利用。在机械制造过程中,加强对绿色生产材料的研究,构建一个能够满足生产要求的绿色资料库,选择最优的材料配置方法,在生产制造当中实现经济效益的最大化。

3 绿色制造工艺类型

(1)节能减耗工艺技术。节能减耗工艺技术主要是采用了减磨、低能耗等施工手段,减少生产能源的损耗量,从而提高生产加工水平。在机械生产制造过程中,会产生大量的能源损耗,通过能源、材料所产生的能量,只有一部分可以转化成机械能等有用能量,另一部分被直接浪费。如生产中的摩擦就会损失一定的机械能,这些能量损耗可能对机械制造工艺造成一定的影响,减少工艺加工的可靠性。而采用节能减耗技术,需要选择磨损刀具和光整的材料,在加工中最大程度上减少摩擦系数,从而提高资源利用率。

(2)节约型工艺技术。节约型生产工艺主要是强调对机械原材料、能源方面的节约,通常的做法是简化生产流程。首先,在产品设计当中,采用更加精密算法,明确材料生产的重量和数量,确定原材料投入量,从而提高生产材料的利用率;其次,在加工工艺上可以应用新的刀具,选择质量好、精度高、刚度高的加工刀具,提高刀具使用寿命、减少应用能耗;再次,采用干式加工技术可以减少对资源的损耗;最后,采用更加先进的机械加工技术,事先对毛坯零部件进行预处理,并收集废料熔炉重造,减少在正式加工中产生过多的资源浪费。

(3)快速成型技术。快速成型技术是诸多技术的融合体,包括计算机技术、数控技术、激光技术、精密传动等,是当今应用十分广泛的生产技术之一。快速成型技术主要是运用了“逐层堆积”的生产原理,能够结合产品实际生产情况得出生产数据,从而减少机械加工时间,快速制造成具备一定的功能、结构的原产品,此过程可以减少资源损耗,也可以减少“三废”处理。

(4)干式切削技术。传统加工方法需要使用切削液,而切削液会对人体、环境造成影响。当代所采用的干式切削技术就是不使用或少使用切削液的一项技术,从而改善切削加工条件,确保加工方法满足生态标准。干式切削技术包括完全干式切削,不需要使用任何切削液;半干式切削,采用气体形态混合微量润滑剂替换传统的切削液,实质上是一种润滑技术。其中,半干式切削技术应用中,需要保持切削刀具、工件、切屑都保持干燥,这样切屑不需要二次处理即可回收利用。

4 绿色制造技术在机械制造中的运用

(1)绿色机械生产设计。在机械制造当中融入绿色机械生产设计理念,需要结合机械产品自身结构特点,从而满足机械加工功能、质量等标准展开的设计。在机械产品设计当中,需要结合以往的经验,分析机械产品对环境、市场发展的作用,在诸多设计当中选择出最优方案,保证机械生产产品能够满足绿色生产要求,同时也可以实现循环利用,减少机械产品的制造成本。

(2)绿色生产材料。绿色生产材料需要从本质上满足机械产品生产要求,以满足企业经济效益为目的,在材料选择上减少对生态环境的不良影响,实现环境、经济协调发展。这就需要生产企业可以转变传统工艺思想,以保护环境、降低能耗作为前提条件,重点选择新型、绿色材料,如能耗低、无污染、高回收率的材料。改变高成本投入获益的生产方式,结合经济效益和环境效益,提高生产的综合性。例如在切削生产工艺过程中,需要采用一定量的切削液,但是使用完毕后会产生大量的废液和废油,如果废弃物不经过处理进行焚烧或者直接排放会对周边环境造成大量的污染,同时切削工艺完毕之后会留有余存,不仅会对机床设备造成影响,甚至会导致员工损伤问题。这就需要在生产加工中采用绿色材料,采用干式切削技术或者采用合成切削液。

(3)绿色制造技术与工艺。对传统的生产工艺进行改善,减少机械产品生产过程中的成本,提高机械加工效率,应用低污染、低能耗、高效率的施工工艺,替代过去的传统工艺,通过对现有技术进行不断的优化和改造,不断开发新的机械生产制造技术,特别是对于新型的机械生产产品来说,要坚决采用新型工艺,这样可在机械生产过程中减少污染问题,减少能源和资源的损耗。当今在机械生产制造领域当中,按照机械生产差异可以将绿色制造技术分为三类:首先,减少能耗工艺。在机械制造过程中减少能源损耗,实现最终的生产目标;其次,减少原料损耗工艺。改良传统的生产工艺,简化工艺生产流程,采用绿色原材料减少资源消耗;最后,降低污染工艺。在生产中对“三废”进行回收再利用,特别是废物,需要二次回收、重造、利用,减少对生态环境的影响。

(4)机械制造回收利用。在传统生产工艺当中,很多产品在报废后很少二次回收利用,这在很大程度上都造成了资源、能源浪费,这就需要加强对回收利用技术的研究。在机械产品设计当中,需要合理规划产品的使用寿命和报废再利用,这样除了可以降低浪费问题,同时也可以避免出现机械报废后对生态环境造成二次污染。在废物回收利用时,要提高废物的回收率,采用再生产技术,这样可以在节省资源的基础上减少生产成本,避免对环境造成影响。此外,部分生产零件带有一定的毒性,需要机械生产企业对这部分零件进行无污染回收。例如在发动机生产制造过程中,可以将报废的发动机集中回收,对其进行拆解和清洗,检测各个零部件的性能,对检测合格的发动机部件进行再加工、再利用,检测不合格的零部件做报废处理并回炉重造。在进行发动机拆解过程中,易损伤的部件不可进行二次制造。此外,也需要对制造构件进行二次检测,检测合格之后再进行装配,需要对装配好的设备进行功能测试,技术达标之后再展开后续处理或销售。

5 结语

综上所述,随着我国机械制造行业不断发展,在绿色经济理念下,传统机械生产企业必须要融合更新的绿色制造技术,对传统生产工艺进行分析、完善,特别是浪费大、能耗高的生产环境,积极融入新型的生产材料和生产技术,加强报废产品、废料的利用率,综合提高机械产品制造的有效性,这样才能够实现经济、环境协调发展。

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