綠色設(shè)計(jì)理念在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

趙凱

摘要：在新時(shí)期，我國生產(chǎn)制造領(lǐng)域發(fā)展迅猛，工業(yè)化程度逐漸提升，在很大程度上帶動(dòng)了國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展。但與此同時(shí)，也產(chǎn)生很大的環(huán)境污染，不僅使城市遭遇污染嚴(yán)重問題，還影響了生態(tài)建設(shè)，與節(jié)能減排理念相違背。本文分析了綠色制造工藝的內(nèi)涵及綠色理念在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用，并對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)未來的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：綠色設(shè)計(jì)理念;機(jī)械設(shè)計(jì)制造;應(yīng)用

全球變暖、霧霾傷害等都在提醒著人們，環(huán)境污染與每個(gè)人息息相關(guān)，工業(yè)生產(chǎn)帶來巨大經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，也給環(huán)境帶來巨大負(fù)擔(dān)，改變傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)，引入綠色理念、探索新的經(jīng)濟(jì)模式勢(shì)在必行。機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平是衡量一個(gè)國家綜合國力的重要標(biāo)準(zhǔn)，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)缺乏環(huán)保意識(shí)，在機(jī)械設(shè)計(jì)加工過程中存在資源浪費(fèi)等現(xiàn)象，綠色理念的提出有利于機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)健康、可持續(xù)的發(fā)展。

一、機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的綠色理念

機(jī)械設(shè)計(jì)制造是機(jī)械設(shè)備完整性的加工制造階段，由設(shè)計(jì)、加工、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)組成。機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的綠色理念是指，將綠色理念貫徹到機(jī)械產(chǎn)品的概念形成、設(shè)計(jì)制造、機(jī)械運(yùn)行、產(chǎn)品回收和報(bào)廢處理等各個(gè)環(huán)節(jié)，在考慮產(chǎn)品質(zhì)量、能耗、成本等因素的同時(shí)，兼顧環(huán)境影響和資源效率，在整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的生命周期中節(jié)約資源和能源，盡量不產(chǎn)生環(huán)境污染，或?qū)h(huán)境污染最小化。綠色理念的最終目的是降低能源消耗對(duì)環(huán)境的影響，推動(dòng)資源的可持續(xù)發(fā)展。綠色機(jī)械設(shè)計(jì)也叫生態(tài)設(shè)計(jì)，其主要特點(diǎn)是：第一，節(jié)能;降低原材料的消耗，提升材料的可回收利用率。第二，減排;通過污染物凈化設(shè)備加強(qiáng)過濾效果，減少工業(yè)三廢的排放。綠色理念的提出使機(jī)械設(shè)計(jì)制造將重點(diǎn)放在資源的循環(huán)利用方面，在機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，除了滿足企業(yè)生產(chǎn)需要，還要注重產(chǎn)品的循環(huán)使用，例如傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)中存在的拆卸困難、不可拆卸問題，為了解決這一問題，在機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)之初就需要設(shè)計(jì)人員進(jìn)行深入研究、反復(fù)驗(yàn)證。

二、運(yùn)用綠色理念在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的優(yōu)勢(shì)

1.推動(dòng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展

雖然傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造為經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)，但考慮到可持續(xù)發(fā)展，綠色理念因此被廣泛運(yùn)用在機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)中，隨之而來的是一系列新型產(chǎn)業(yè)如雨后春筍般誕生，并帶動(dòng)其它綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展，例如，與材料的回收與再利用、新型綠色材料的研發(fā)等相匹配的行業(yè)。新行業(yè)的產(chǎn)生，不僅可以為社會(huì)提供就業(yè)崗位，緩解失業(yè)問題，還可以促進(jìn)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展，帶動(dòng)與生產(chǎn)行業(yè)相配套的服務(wù)業(yè)發(fā)展。

2.推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展

隨著綠色理念的加入，結(jié)合生命周期設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)和可拆卸設(shè)計(jì)這3種方案，可以根據(jù)行業(yè)需求研發(fā)出新的技術(shù)。在新技術(shù)的生產(chǎn)發(fā)展階段中，必然還會(huì)引起其它機(jī)械行業(yè)的模仿，或行業(yè)之間的合作。以最初的新技術(shù)為基礎(chǔ)制造企業(yè)還會(huì)繼續(xù)根據(jù)綠色理念研發(fā)出有效性和科學(xué)性更好的技術(shù)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量及環(huán)保性，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新升級(jí)，在保護(hù)環(huán)境的前提下獲取最大利益。

3.減少原材料和能源的耗費(fèi)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)是一個(gè)很消耗材料和能源的行業(yè)，其在綠色理念的引導(dǎo)下，可以提高產(chǎn)品的合格率和循環(huán)使用率，延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用壽命，并使能源最大程度地得到利用。但是應(yīng)該注意的是，在整個(gè)生產(chǎn)與設(shè)計(jì)的過程中，不能為了降低成本而偷工減料，影響到機(jī)械和產(chǎn)品的質(zhì)量。

三、綠色理念在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用分析

1.綠色設(shè)計(jì)方案

對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品而言，設(shè)計(jì)方案也起到一定作用，如果設(shè)計(jì)方案缺乏合理性，不僅會(huì)使制造階段受到影響，還會(huì)導(dǎo)致資源發(fā)生嚴(yán)重浪費(fèi)。所以，在設(shè)計(jì)時(shí)，要充分應(yīng)用綠色理念，通過綠色設(shè)計(jì)理論作為指導(dǎo)，運(yùn)用先進(jìn)設(shè)計(jì)思想進(jìn)行構(gòu)思以及設(shè)計(jì)，達(dá)到機(jī)械設(shè)計(jì)綠色目的。具體而言包括以下兩個(gè)方面：1）產(chǎn)品成本分析。在設(shè)計(jì)之前，應(yīng)該考慮所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品能否能夠回收再利用，如果不能，需要及時(shí)轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)思路，這是因?yàn)榛厥赵倮眉确暇G色理念，還能使成本得以大大減少，讓經(jīng)濟(jì)效益得以明顯提升。因此，在以綠色理念為前提條件下，思考產(chǎn)品回收所需要的成本，從而達(dá)到節(jié)約成本這一目的。2）設(shè)計(jì)方案。從目前機(jī)械設(shè)計(jì)情況來看，主要包括三種：其一，模塊化設(shè)計(jì)。該種方案需要設(shè)計(jì)者對(duì)產(chǎn)品模塊所具有的功能進(jìn)行考慮，并對(duì)各產(chǎn)品充分掌握，這樣當(dāng)產(chǎn)品進(jìn)行重新組合時(shí)，才能形成新的系統(tǒng)，其不僅可以讓零部件得以有效利用，還能使產(chǎn)品及時(shí)的更新?lián)Q代，具有實(shí)效性。其二，生命周期。該種方案主要從環(huán)境保護(hù)因素來考慮，與此同時(shí)，也會(huì)考慮產(chǎn)品整體性能，兼顧對(duì)廢棄物處理所需的成本，生命周期包含產(chǎn)品設(shè)計(jì)的全過程，既要對(duì)產(chǎn)品所需時(shí)間以及成本進(jìn)行細(xì)致的考慮，還要確定產(chǎn)品性能是否達(dá)標(biāo)，符合規(guī)定要求，可謂是一個(gè)復(fù)雜過程。其三，可拆卸設(shè)計(jì)。此種方案考慮的是要確保產(chǎn)品功能完好，可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行拆卸，這樣既可以確保產(chǎn)品后期得到維護(hù)，還能讓產(chǎn)品得以全面再利用。

2.綠色環(huán)保材料的選擇

傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，對(duì)材料的要求基本是三個(gè)方面：安全性、經(jīng)濟(jì)性和適配性。對(duì)材料的重金屬含量、對(duì)使用人員的傷害和設(shè)備回收等方面并無特別要求。選用綠色環(huán)保材料，除了對(duì)材料進(jìn)行審核，確保材料能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求外，還要盡量降低對(duì)人體的傷害。綠色材料的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在兩方面：第一，在材料獲取、生產(chǎn)、加工、使用、廢棄、再生這一生命周期的全程中，具有很低的環(huán)境負(fù)荷值。再生利用率高、對(duì)環(huán)境污染小的材料環(huán)境負(fù)荷值相對(duì)較低，是對(duì)綠色材料評(píng)價(jià)的綜合指標(biāo)。第二，循環(huán)再生率高。循環(huán)再生率高的材料本身就可以節(jié)約資源和能源，是環(huán)境負(fù)荷值低的表現(xiàn)之一。美國卡耐基梅隆大學(xué)Rosy教授提出將環(huán)境因素融入材料選擇，在滿足功能、幾何形狀、材料等特性和環(huán)境等需求的前提下降低成本。機(jī)械產(chǎn)品選擇綠色材料的原則主要包括以下幾個(gè)方面：第一，材料本身性能的先進(jìn)性。第二，材料與環(huán)境的相容性，即低毒害、污染小等。第三，易回收、可再生、可降解。第四，盡量選擇回收率高的材料。第五，盡量減少材料種類和數(shù)量。

3.綠色設(shè)計(jì)理念對(duì)配套設(shè)施的要求

機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中，需要更好的應(yīng)用綠色設(shè)計(jì)理念，為了綠色設(shè)計(jì)理念能支撐起設(shè)計(jì)制造的全過程，就需要相關(guān)的配套設(shè)施來輔助其發(fā)揮出作用。綠色設(shè)計(jì)理念下相關(guān)的配套設(shè)施，要借助相關(guān)的政策、科學(xué)和人才等方面的支持，來進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造。首先，設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)相關(guān)知識(shí)技能的培訓(xùn)，加強(qiáng)對(duì)于綠色理念的認(rèn)識(shí)和了解。其次，企業(yè)要注重對(duì)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的引進(jìn)和投入，向技術(shù)密集型方向發(fā)展，打造屬于自己的設(shè)計(jì)理念，從而更好的為資源的節(jié)約、環(huán)境的保護(hù)、綠色設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用提供技術(shù)上的支持。最后，政府要加強(qiáng)相關(guān)政策的扶持力度，從而促進(jìn)綠色機(jī)械設(shè)計(jì)制造的發(fā)展，還要建立和完善相關(guān)的企業(yè)監(jiān)督體制，保證綠色設(shè)計(jì)理念在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用，對(duì)于不達(dá)標(biāo)的綠色機(jī)械產(chǎn)品，要做出嚴(yán)肅的處理，使綠色設(shè)計(jì)理念更進(jìn)一步的應(yīng)用和發(fā)展。只有不斷的完善和創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝，才能保證成本的降低和能源消耗的減少。

結(jié)束語

根據(jù)我國節(jié)能減排政策，綠色設(shè)計(jì)理念會(huì)成為機(jī)械設(shè)計(jì)制造可持續(xù)健康發(fā)展的指路牌。因此，機(jī)械設(shè)計(jì)制造應(yīng)用綠色設(shè)計(jì)理念是社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)的必然要求。使其成為我國重要支柱產(chǎn)業(yè)，進(jìn)而提升對(duì)環(huán)境的整體保護(hù)。

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