绿色制造决策框架模型及其应用喷雾系统

绿色制造决策框架模型及其应用

绿色制造决策框架模型及其应用 2011年12月10日 来源： 摘要：通过分析传统制造的开式循环生产模式与绿色制造的闭式循环生产模式的特性，针对零件的机械加工成形提出了基于绿色制造的六种机加工生产模式。 　　关键词：绿色制造；循环；生产模式 　　表面是构成各种机械零件的几何要素，这些几何要素的形状、大小、精度等特征决定了零件的性能和工作特性，而表面的成形加工大多沿用传统的机械加工工艺方法。传统的切削加工是采用去除材料的方法来得到所需的零件表面几何要素的加工工艺。由于该加工方法可加工出高精度、低粗糙度的表面，因此，目前仍为一种常用的零件表面成形的加工工艺，并广泛地应用于机械制造领域。但从产品加工对资源的合理利用、环境的影响角度去综合分析，传统的切削加工工艺尚存在着一些有待解决的问题，主要体现在以下几点： （1）大量金属切屑造成的原材料浪费； （2）加工过程中为降低切削温度和热变形对零件的影响，需要使用大量的冷却液，而使用后的冷却液又会造成环境污染； （3）切削加工中大量刀具的耗损等。 　　为了解决这些加工中存在的实际问题，适应社会发展的要求，从工艺方面，应采用节能、降耗、少污染的先进绿色制造模式。 　　1绿色制造的内涵 　　绿色制造（GreenManufacturing），又称为环境意识制造、无浪费制造，它是一个综合考虑环境影响和资源利用效率的现代制造模式。其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生产周期中，废弃资源和有害排放物最小，即对环境的负面影响最小，对健康无害，资源利用率最高。[1]绿色制造是可持续发展战略在制造业中的体现，也就是说，绿色制造是现代制造业的可持续发展模式。显然实施可持续发展战略与制造业的产业结构调整及企业的振兴与发展是密不可分的。绿色制造的提出是人们日益重视环境保护的必然选择，任何发展都不能以环境污染为代价。国际制造业的实践表明，通过改进整个制造工艺来减少废弃物，要比处理工厂已经排放的废弃物大大节省开支，因此，绿色制造具有节能、降耗、少环境污染或无环境污染的特征，是在传统制造的基础上发展而来的。 　　绿色制造所涉及的问题包括三方面：一是制造问题，包括产品生命周期的全过程；二是环境保护问题；三是资源的优化利用问题。[2]绿色制造是这三个方面内容的交叉和集成。　2绿色制造的生产模式 　　制造过程是一个复杂的输入输出系统。输入生产系统的资源和能源，一部分转化为产品，而另一部分则转化为废弃物，排入环境造成污染和危害。制造业中零件的加工成形长期以来都沿袭着传统的开式循环生产模式，即： 　　流通->制造->使用->废弃 　　人们往往只注重的是最终的产品质量，而轻视了对零件加工成形过程中产生的各种废弃物的处理。 　　随着生产技术的不断发展和社会的进步，产品的更新换代和废弃速度加快，如何对这些废弃物加以回收利用是传统开式循环生产模式面临的一大难题。为此，现在提出绿色制造的闭式循环生产模式，就是在原来的生产模式中增加回收环节。 　　在闭式循环生产模式中输入的是原材料信息（能源、再生资源等）。绿色制造所选择的材料既要有良好的适用性能，又要满足制造工艺特性以及与环境有较好的协调性。为此，应选用易加工的材料，低耗能、少污染的材料，可回收再利用的材料。输出的是处理信息（空气散发物，液体和固体废物）。 　　3零件的绿色制造工艺 　　绿色制造工艺技术是以传统工艺技术为基础，并结合材料科学、表面技术、控制技术等高新技术的先进制造工艺技术。其最终目的是合理利用资源（使原材料和能源的利用效率能达到最高）、降低零件制造成本（费用最低）、最大限度地减少对环境的污染程度（零污染）。此外，原材料的大量消耗，尤其是那些非再生资源的消耗，将不利于全社会的持续发展，所以，制造业应大力推广节约资源消耗的绿色技术，即在机械制造中，优化零件加工工艺方案。为此，我们可以采取以下绿色制造工艺： 　　3.1少无切削工艺 　　随着新技术、新工艺的发展，精密铸造、冷挤压、直接沉积等成型技术和工程塑料在机械制造中的应用日趋成熟，从接近零件形状向精密成形、仿形方向发展。用自由成形制造代替切削加工，有些成形件不需要机械加工，就可直接使用，这样不仅可以节约传统毛坯制造时的能耗、物耗，同时也大大减少了产品的制造周期和生产费用。 　　3.2干式切削工艺干式加工就是在加工过程中不使用冷却润滑液的加工方法。水在机械制造中起着重要作用，是宝贵的自然资源。从绿色可持续发展的角度出发，应积极推广节水制造的干式切削加工工艺。干式切削可消除在机械加工时使

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