工程機械再制造及其關鍵技術

高 偉

中國能源建設集團鞍山鐵塔制造總廠，遼寧鞍山 114000

0 引言

再制造一種低成本、低消耗，環保節能、經濟效益好的制造產業。再制造工程不僅其產品在能夠達到甚至超過新品的質量和性能，而且成本低、節能節材，能實現經濟發展與環境保護的協調發展，符合可持續發展戰略，是對科學發展觀的貫徹踐行，目前已經是促進我國經濟又好又快發展的重要推動者。作為再制造重要對象的工程機械，有著數量多、涉及范圍廣的特點，是我國機械行業有著舉足輕重的地位。經過幾十年的發展，已經有了一定的規模和實力，產品種類涵蓋面廣，數量多。然而在生產技術和資源消耗上存在突出問題。就技術而言，多引自國外，且為上世紀七八十年代的落后技術；就資源消耗而言，鋼鐵是工程機械的主要原材料，每年的消耗量大，約為4.6×106t（2005 年統計數據）。針對這樣的現狀，將工程機械納入再制造工程已是當務之急。

1 再制造對節能減排的貢獻

在此，產品的全壽命周期一個不得不提到的概念，它包括兩個大的階段，第一階段是產品的論證、設計和制造；第二階段是產品的使用、維修和報廢。而在兩個階段所有的花費，叫做全壽命周期費用，其中第一階段占總費用的20%～30%；第二階段占70%～80%。傳統產品只是重視研究第一階段的費用，而忽視了第二階段。相比之下，再制造有著巨大的優勢，重點研究產品的第二階段，從而實現廢舊產品的重新再利用。

再制造使廢舊的產品重獲新生，擁有了新的使用壽命，使用時間大大延長。另外再制造在實現廢物再利用的同時，一方面起到了節約能源、降低消耗的功效；另一方面又有效的保護的環境，從而保持了社會經濟和生態環境的協調發展。

2 再制造關鍵技術

2.1 虛擬制造

虛擬現實技術和仿真技術的興起發展，推動了VM 技術的出現并走向成熟。VM技術的核心是模擬和預測。在虛擬環境中，對產品的設計、制造、測試、營銷的整個過程進行模擬，獲得相關的技術數據和性能指標，并對此進行預測和評價。而目的是為各級決策提供依據，以便更好的進行產品的開發與制造。

在我國，虛擬制造和虛擬技術正在應用于越來越多的產品制造過程，例如，客車、汽車、機床、機械零部件的加工制造。具體而言，從三位制造階段，可靠性、色彩、成本分析等模塊出發，關于客車的模擬制造系統正在積極探索中，而汽車車身制造領域，虛擬技術在多方面探討研究中，另外虛擬機床加工系統、虛擬數控技術等研究也在積極開展中。所有這些，目的都是為提升產品性能，縮短生產周期，實現我國制造業的技術更新、優化改造，提升總體水平，進而讓我國的制造業在國際競爭中占據優勢凸顯，是我國成為制造業強國。

2.2 再制造毛坯快速成形技術

再制造毛坯快速成形技術要求開發激光精密測試技術，同時建立再制造計算機輔助工程系統和圖像處理系統。他依賴于離散堆積成形原理和積分原理，采用激光同軸掃描技術，利用由CAD 零件模型所確定的幾何信息，對由廢舊零件充當的再制造零件毛坯，進行熔融堆積，快速成形。同時還要建立零部件及表面涂層體系，對零件受損檢測和幾何特征進行研究，并且監測毛坯表面的三位幾何參數等。

2.3 智能制造

智能制造技術是一門綜合性技術，涵蓋諸多方面，包括智能設計與加工、智能調度與管理、智能測量與診斷、機器人操作、智能裝配等。它是在多個學科（包括制造技術、自動化技術、人工智能等）滲透交織的基礎上而逐漸發展起來的。該技術依靠智能設備和自治控制，來實現全新智能制造系統模式的構造。

智能制造系統具備了人工智能的特點，能夠實現自我約束、自我學習以及及時自行優化修復，具備極強的適應能力，能夠作業于各種生產制造；另外，該系統采取VR 技術設計建立，交互功能良好，操作簡易。研究開發智能制造技術，能夠有效的提升社會生產率，在保證產品質量同時，降低生產成本，進而使制造業優化升級，提升市場競爭能力，促進我國經濟又好又快發展。

2.4 納米制造

談到納米制造，必然要提起納米技術。作為高新技術，納米技術是一種精細加工技術，一般精度為0.1nm～100nm。納米技術和制造技術的結合產生了納米制造。納米制造事實上是一種精密、精細、微細、超微細加工制造。

納米制造有著廣闊的應用前景，能夠醫學、軍事等領域發揮重要作用。微型機械制造依賴于納米制造，而微型機械在醫學、軍事等領域有著舉足輕重的作用。例如，在人體血管中植入微型機器人，能夠對人體血管進行健康檢查，并針對出現的問題進行治療。如果在昆蟲的神經系統中，注入分子機器人，能夠使得昆蟲的飛行方向聽從指揮，從而使昆蟲成為情報收集者。在醫學器械方面，納米制造同樣發揮作用。目前一種能夠夾起紅血球的微型鑷子，已經問世，這將為醫學治療提供極大地便利。在工業領域，納米制造的作用同樣不可忽視。各種微型儀表儀器、傳感器等的問世，將為工業生產解決諸多難題。納米制造以其高端的技術水平，引領著制造技術的發展，在21 世紀并將極大的推動制造業的升級發展。

2.5 應急快速維修技術

高科技快速發展和生產作業方式的轉變，對于修理受損裝備的時間要求提出了更為苛刻的要求，時間受到了極大的壓縮。在這個步伐緊促、效率至上的當今時代，應急快速維修技術的作用日益彰顯，并取得舉足輕重的地位。在先進技術的支撐下，快速修復受損的裝備，不僅能夠以最短的時間恢復生產力，提升生產效率，而且能夠推動裝備再制造業的健康發展。

3 結論

再制造一種低成本、低消耗，環保節能、經濟效益好的制造產業；不僅能夠提升產品性能，縮短生產周期，實現我國制造業的技術更新、優化改造，提升總體水平；而且對于節能減排起著重要的作用，可以實現社會經濟和生態環境的協調發展。再制造符合可持續發展戰略，是對科學發展觀的貫徹踐行，在我國制造業中有著舉足輕重的地位，必將推動我國從制造業大國跨入制造業強國的行列。

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[2]劉俊英，張國勝，蔣伯平.表面工程技術——工程機械再制造的核心技術[J].筑路機械與施工機械化，2009(10).

[3]張偉，徐濱士，張紓，梁秀兵，史佩京，劉世參.再制造研究應用現狀及發展策略[J].裝甲兵工程學院學報，2009(5).