绿色制造技术

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1、绿色制造技术的研究及发展0引言自工业革命以来，世界经济取得了突飞猛进的发展，人们生活质量日益提高的同时，也不可避免地造成了地球环境加剧恶化，生态环境受到严重破坏，资源和能源日趋枯竭，严重危及到人类的生存和发展。而制造业是全社会消耗资源、污染环境的一个重要方面。据统计，制造业每年约产生7亿吨有害废物，污染物排放量占总污染量的70％以上。机械加工业产生的有害废物占工业有害废物来源的5％，在各类污染源中名列第4位，传统机械加工的资源利用率不高，对环境污染严重且损害人体健康[1]。就我国而言，虽然我国是世界上最大的发展中国家，世界第二大经济体，但不可否认，在制造业领域，我国

2、的许多企业工艺技术、设备都比较落后陈旧，一般都以能源和原材料高投入、低产出、高污染的形式实现经济高速增长。这种传统生产模式，已带来了一系列弊端，环境污染和资源浪费日益加剧，近年来席卷全国的雾霾天气，更是敲响了转变传统制造工业，保护环境的警钟。传统的环境治理方式主要采用过程末端治理，存在诸多弊端，如生产和环境治理分割、治污成本高、经济效益恶化等等，难以从根本上实现环境保护与治理。为了解决这些实际问题，按照科学发展观的要求来实现可持续发展，应大力发展和应用绿色制造技术，这是制造业实施可持续发展战略的重要途径和实现方式[2]。1绿色制造技术的内涵绿色制造技术产生于20世纪

3、80年代，是综合了环境学、材料学、控制技术学等先进制造技术并在传统制造技术的基础上产生的。绿色制造技术对资源的有效利用和对环境的影响经过综合的考虑，是一种现代化的生产模式，其目标就是从产品设计、生产加工、废物回收等整个使用周期中，最大化地提高资源的利用率和最小化地减少对环境的污染，实现企业经济效益和社会效益的双丰收[3]。绿色制造技术改变了传统制造技术的开环生产系统[4]，所谓传统的开环生产系统即指从自然界获取资源，经提炼处理后成为各种工程材料，在此过程中大量废气、废水、废渣等污染性物质进入环境。在毛坯成型和加工制造过程中同样存在大量污染问题。对产品设计一般需投人大

4、量的人力物力，在产品的制造过程中，不仅有大量的废物排放，而且由于生产制造中缺乏柔性，造成设备资源利用上的严重浪费。在产品使用过程中废气、废物、噪意等污染问题仍然是破坏环境的主要因素。特别是在部件和设备损坏后，往往成为废弃物，从而造成资源的极大浪费，同时许多有毒有害无法回收的材料，对人类也会造成极大伤害。绿色制造技术模式是一种闭环生产系统。它是一种清洁生产方式和废弃物循环利用的生产模式。在这种生产模式下，从原料开采到产品报废的整个产品生命周期中，对材料的回收、利用、处理等全部过程通盘考虑。诸如在冶炼时考虑废气、废水的彻底净化，在材料选择时预先考虑产品报废时的材料回收重

5、用及处理问题。在绿色生产模式中，这些问题可通过特定的工艺手段和技术措施在产品的生命周期各个环节中逐一安排解决。比如在零件的设计和制造中标注出它们材料类型和回收方式的代码，便于成组归类处理。科学管理，做到有效地利用资源。绿色制造的基本内容如图1.1所示。8图1.1绿色制造的基本内容2绿色制造的几个主要阶段模式2.1绿色材料选择模式长期以来，由于人们在产品设汁中的材料选择上，过多地考虑了材料的性能和作用，而忽视了其对环境的影响，因而在产品的制造和使用中对环境产生了极大的危害，并且也由于较少考虑到材料的回收及循环利用等问题，致使产品成为废品后的回收利用率很低，造成了资源的

6、严重浪费以及对环境的污染[5]。为此，怎样选择材料、选择何种材料，是实现绿色产品设计和制造的一个关键。解决传统加工中的材料选择问题，就是使用绿色材料，即选材时在满足设计要求的基本性能外，尽量选择加工中无污染或少污染且易回收的材料，以减轻对环境的压力。随着环境的恶化和人们环保意识的增强，这方面的要求将越来越突出。绿色产品评价体系如图2.1所示。图2.1绿色产品评价指标体系82.2绿色设计模式传统设计方式的出发点是“为制造而设计”、“为产品的功能而设汁”，很少考虑产品的消耗、资源的再生与利用，以及对环境的影响。绿色设计的着眼点是将“为生产而设计”和“为环境而设计”两者紧

7、密相连，综合地考虑了产品的可行性及回收性。绿色设计是绿色生产中至关重要的一环，在这个阶段就应考虑产品生命周期全过程的无污染资源低耗和回收性好以及对环境的适应性等问题。在绿色设计中，至少应考虑到如下几个问题：2.2.1产品的简化复杂的产品结构将导致生产工艺、产品运输及管理上的复杂化，还将造成生产、时间和材料上更多的浪费。因此在设计时，应尽量简化那些仅仅起装饰作用的部件，尽量使用多功能部件来简化产品结构，做到既节省原材料，又减少浪费和环境污染。2.2.2工艺方法工艺设汁应尽量避免一些会产生危害作用和危害物质的方法，尽量避免采用那些零件再生使用时材料难以处理的工艺方法