绿色制造在企业中的应用
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绿色制造就是使用绿色资源,采用绿色生产过程,得到绿色产品。联合国环境保护署对绿色制造技术的定义是:“将综合预防的环境战略,持续应用于生产过程和产品中,以便减少对人类和环境的风险”。影响制造系统的因素是多种多样的,因而决定了实施绿色制造涉及的问题和途径是多方面的。绿色制造技术从内容上主要包括绿色设计和绿色工艺2个方面。
1 产品的绿色设计
绿色设计是以环境资源保护为核心概念的设计过程,他要求在产品及其整个生命周期内,把产品的基本属性和环境属性紧密结合,优化各育关设计因素,除满足产品的物理目标外,使得产品及其制造过程对环境的总体负影响减到最小。在绿色制造实施过程中,绿色设计是关键。绿色产品设计,要求产品在制造过程中节省资源;使用过程中节省能源、无污染;产品报废后便于回收和再利用。
1.1 节省资源
绿色产品应是节省资源的产品,即在完成同样功能的条件下,产品消耗资源数量要少。刀具设计时采用机夹式不重磨刀具代替焊接式刀具,就可以大量节省刀柄材料;传动轴若采用空心轴结构代替实心结构,也可大量节省优质钢材。
1. 2 节省能源
绿色产品应是节能产品,在能源日趋紧张的天,节能产品越来越受到重视。机器设备采用变调速装置,可使产品在低功率下工作,节省电能。据统计,金属切削机床50%以上的时间是在低功率状态下工作。因此,金属切削机床若采用变频调速装置,节能效果可观。
1.3 减少污染
减少污染包括对环境的污染和对操作者危害2个方面。为了减少污染,绿色产品应该选用无毒、无害材料制造,严格限制产品有害排放物的产生和排放数量。液压传动设备在设计液压系统时,采用先进的防污过滤技术,延长液压油的使用周期,减少排放次数,就可减少污染。
为了避免对操作者产生危害,产品设计应符合人机工程学的要求。冲压设备设计时采用双手触摸开关代替脚踏开关,则可避免脚踏误动作造成机器与人身事故。
1.4 报废后的回收与再利用
随着社会物质的不断丰富和产品寿命周期的不断缩短,产品报废后的处理问题变得越来越突出,传统的产品寿命周期从设计、制造、销售、使用到报废是一个开放系统;而绿色产品设计则要充分考虑产品报废后的处理、回收和再利用,将产品设计、制造、销售、使用、报废作为一个系统,融为一体,形成一个闭环系统。
2 绿色制造工艺技术
绿色制造工艺技术(Green Manufacture Technology)是以传统工艺技术为基础,并结合环境科学、材料科学、能源科学、控制技术等新技术的先制造工艺技术。绿色制造工艺技术对生产制造活动的全过程进行最优控制,全面合理配置资源,最大限度地减少污染,充分发挥制造系统的效能,利用先的制造技术和工艺方法,最终实现绿色制造的目标要求。
绿色制造工艺技术可划分为3种类型:节约资源型工艺技术、降低能耗型工艺技术、环境保护型工艺技术。节约资源型工艺技术是指生产过程中简化工艺系统组成、节省原材料消挺的工艺技术。降低能耗型工艺技术是指在生产过程中,降低能量损耗的工艺技术。环境保护性工艺技术是指通过一定的工艺技术,使生产过程中产生的废液、废气、废渣、噪声等对环境和操作者有影响或危害的物质尽可能减少或完全消除。
2.1 节约资源型工艺技术
节约资源型工艺技术可从设计和工艺2方面着手。在设计方面,通过减少零件数量、减轻零件重量、采用优化设计等方法使原材料的利用率达到最;在工艺方面,可通过优化毛坯制造技术、优化下料技术、少(无)切削加工技术、干式加工技术等方法减少材料消耗。
2.1.1 少(无)切削加工技术
机械加工中,在满足零件结构性能要求的前提下,通过选抨少切削或者无切削的加工工艺,如成型制造技术、轧制成型等来减少材料的使用量和资源的消耗。少(无)切削加工有节约材料,生产率高和成本低等优点,因此在机械工业领域得到越来越广泛的应用。汽车的部分零件正是利用了少(无)切削加工技术得到了长足的发展。诚振螺订是汽车配件之一,需求量大,成对组装使用,用橡胶弹性联接,能承受阻力;原工艺采用金属棒料切削加工,材料利用率只用18.2%,生产率低,改用少(无)切削加工工艺之后,材料利用率由原来的18.2%提高到65.3%,金属流线分布合理,生产效率大大提高。
成型制造技术目前正从接近零件形状(Near Net Shape Process)向直接制成工件,即精密成形或净化成型(Net Shape Process)方向发展。采用这项制造技术可使有些零件或毛坯直接或稍加处理即可用于组成产品,从而大大减少原材料和能源的消耗,缩短生产周期,提高效率,降低成本,改善对环境的负而影响。