论“低碳”理念下的机械制造工艺

自然辩证法题目论“低碳”理念下的机械制造工艺导师蒋国璋学院机械自动化学院专业机械制造及其自动化学号10101009学生姓名赵丽论“低碳”理念下的机械制造工艺姓名：赵丽专业：机械制造及其自动化学号：101010009导师：蒋国璋摘要本文在分析了机械制造业所面临的“低碳”困境的基础上，结合产品的生命周期，论述了机械制造业应如何优化机械制造工艺，做到“低碳”，从而最大限度地利用能源，最大限度地减少对环境的影响，实现节能减排，保持机械行业经济增长的稳定性和可持续性。

关键词：低碳绿色制造清洁生产回收处理一、中国关注“低碳”“低碳”这个词，自哥本哈根会议之后被国人普遍了解。

“低碳经济”“低碳社会”“低碳生活”等字眼也越来越为公众所关注。

目前世界有关低碳经济发展的关键性技术还没有质的突破，但一些实用技术已具雏形。

在一些领域，我国跟发达国家同步研发。

如太阳能热利用产业，我国经过十多年发展，创立了具有完全自主知识产权的太阳能工业体系，实现了西方发达国家30多年没有实现的梦想，成为我国少数几个拥有完全自主知识产权的民族产业之一。

2010上海世博会，将“低碳”演绎的美妙绝伦。

世博会上，许多环保的新型材料一一亮相，会“呼吸”的墙壁、地板随处可见。

记者了解到，世博会很多场馆使用的都是可回收利用的绿色材料，另外，除了住、行，衣也可以低碳。

比如，的过关的工作人员身上所传的制服采用了一种生态循环纤维，这种特殊的涤纶纤维，可以循环回收利用。

上海世博园还是目前最大的太阳能光伏发电应用园区。

有专家表示，太阳能发电不仅为世博会留下经认证的绿色财富和低碳世博的理念，更重要的是将为未来城市建筑发展起到示范作用，以及对今后可持续发展经济增长方式的转变发挥巨大的作用。

二、机械制造业的“低碳”困境我国正处于工业化进程的中期，工业占GDP的比重近年来一直大幅度增长。

同时，目前的工业产业结构处于高能耗期，加上节能技术水平较低、能源管理漏洞较多，我国的能耗强度和能源效率明显偏低。

“富煤、少气、缺油”的资源条件，决定了中国能源结构以煤为主，低碳能源资源的选择有限。

中国经济的主体是第二产业，这决定了能源消费的主要部门是工业，而工业生产技术水平落后，又加重了中国经济的高碳特征。

有关研究表明，我国的能源系统效率为33.4％，比国际先进水平低10个百分点，机械制造行业虽然比起电力、钢铁、石化等行业要好得多，但其主要产品单位能耗仍然比国际先进水平平均高30%。

[1]以经济建设为中心的艰巨发展任务与较低的能源效率使得我国机械制造企业在发展“低碳经济”的进程当中面临两难困境。

“低碳”意味着制造业要加快淘汰高能耗、高污染的落后生产能力，推进节能减排的科技创新，从而充分发掘机械制造领域节能减排的巨大潜力。

三、发展低碳绿色制造模式机械加工工艺技术正在向着“高效、高速、智能复合、绿色环保“的方向发展。

合理利用资源及原材料、降低零件制造成本，最大限度地减少环境的污染程度。

绿色制造工艺技术应运而生。

绿色制造是21实际制造业重要的发展方向，也是人类社会可持续发展的重要因素之一。

[1]面对严峻的环境变化，向低碳经济转型，不仅是社会效益和经济效益的体现，也是机械制造业的责任。

机械制造业应以低碳经济理念研发更多的低碳设备，减少资源浪费和降低环境污染。

从机械制造行业的发展规律，可以看出，若要逐步摆脱发展与节能的困境，应该提出一种新的低碳制造模式——绿色制造。

绿色制造从“大制造”的概念来讲，包含生命周期的全过程：产品设计、工艺规划、材料选择、生产制造、包装运输、使用和报废处理等阶段。

在每个阶段都要考虑绿色制造，于是就产生相应的绿色制造技术。

即以整体流程再造为手段，综合考虑环境影响和资源利用效率，使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废等核心业务流程在整个产品生命周期内的资源耗费和对环境的负面影响逐步最小化，并重新建立和整合与之匹配的企业运行机制和组织机构，全面有效控制与管理全程，最终实现降低成本，提高效率，增强竞争力，实现企业经济效益、环境效益、社会效益的协调优化。

[2]1. 绿色制造工艺概述绿色制造工艺技术是以传统的工艺技术为基础，并结合材料科学、表面技术、控制技术等新技术的先进制造工艺技术[3]。

其目标是对资源的合理利用，节约成本，降低对环境造成的污染。

根据这个目标可将绿色制造工艺划分为三种类型：节约资源的工艺技术、节约能源的工艺技术、环保型工艺技术。

节约资源的工艺技术是指在生产过程中简化工艺系统组成、节省原材料消耗的工艺技术。

它的实现可从设计和工艺量方面着手。

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高；在工艺方面，可通过优化毛坯制造技术、优化下料技术、少无切屑加工技术、干式加工技术、新型特种加工技术等方法减少材料消耗。

节省能源的工艺技术是指在生产过程中，降低能量损耗的工艺技术。

目前采用的方法主要有减磨、降耗或采用低能耗工艺等。

环保型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。

目前最有效的方法使在工艺设计阶段全面考虑，积极预防污染的产生，同时增加末端治理技术。

1.绿色设计绿色设计的基本思想就是要在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳入产品设计之中，将环境性能作为产品的设计目标和出发点，力求使产品对环境负面影响达到最小。

除了考虑产品生产费用最小，经济效益最高，以及保证产品功能、质量等原则外，企业还要将生态原则体现在设计中。

例如在原材料的选择上做到三个优先：一是优先选用与环境友好兼容的材料和零部件来替代有毒、有害及有辐射特性的材料，降低产品对人体健康的危害，降低安全风险；二是优先选用节能、清洁型材料来替代耗能、污染型材料，减小资源与能源的消耗，提高资源利用率；三是优先选用可再生、可循环利用的新材料或易于降解和再加工的材料来替代浪费严重的旧材料。

此外，产品的设计还应有利于减少加工工序，如进行可循环设计、可拆卸设计和模块化设计等，以便于生产制造和降低能耗。

从产品的生产地点、原材料采购、工艺流程、产品性能和构造及后处理等各方面都以对环境破坏的最小化原则和对资源的最有效利用为设计标准。

可以说，设计作为制造源头，能有效地防止环境污染、节约资源，也必将给企业带来丰厚的回报。

2. 清洁生产设计时要考虑产品对环境的影响，在产品的生产过程中也要考虑它对环境的影响。

绿色生产对环境无污染或少污染，达到清洁化生产。

在生产过程中排放大量废水、废气和固体废弃物以及产生噪声是环境污染的重要来源。

我们不应在污染物产生以后去治理，而应在产生的源头上加以控制，使污染物在产生之前即被消灭。

绿色生产积极地预防污染的产生，它是高质量生产的需要，也是可持续发展的必然要求。

低碳制造强调的是对生产制造过程中“三废”的控制和处理，以消除和减少工业生产对生态环境的影响。

通常采取对生产过程的排污审计、筛选，以实施有效的污染防治措施，从而达到最大限度降低污染、提高经济效益之目的。

要在生产加工过程中实施清洁生产，需从绿色制造工艺技术、绿色制造工艺设备与装备等入手。

绿色生产的内容主要有：①绿色工艺优化毛坯生产，或采用少无切屑加工，可以减少材料的消耗量，减少切屑；采用干式切削加工，即在加工过程中不用冷却润滑液以减少废液；用新的工艺方法取代传统的喷漆、电镀和热处理等。

②绿色设备对于高电磁辐射设备应在结构上增加防护用的屏蔽装置，对于产生高噪声和强震动的设备采取降噪措施和减振、消振措施。

③绿色能源尽量使用可再生能源和清洁能源，以减少对自然环境的影响。

在机械加工中，铸造、锻造冲压、焊接、热处理、表面处理等过程中都可以通过清洁生产，谋求生产过程的废料最少化，避免不安全因素，减少产品生产过程中的污染物排放，如减少切削液的使用或使用绿色切削液等。

目前干式切削技术得到较大发展。

3. 绿色包装消费者购买产品后，其包装一般来说是没有用的，如果任意丢弃，既对环境产生污染，又浪费包装材料。

绿色包装是环保发展的趋势，没有绿色包装，也就没有绿色产品，实施绿色包装主要考虑一下几点：①实施绿色包装设计，优化包装结构，减少包装材料，考虑包装材料的回收、处理和循环使用。

②选择绿色包装材料。

使用绿色包装材料是实施绿色包装的关键，应该使用无毒、无污染、可以再用和再生及易降解的材料。

重点推广纸包装，因为纸易于回收，无污染，易降解，且资源相对丰富。

③产品的包装本身在原材料购买、材料结构和生产、运输、回收、再生过程中都不应产生环境污染。

[4]④加强宣传，强调绿色包装是绿色产品的一个重要组成部分，防止顾此失彼，这一点往往被忽视。

4. 产品运输产品运输过程中的环境影响是一个经常被忽视的问题，因为运输过程中伴随着能源的消耗和废气的产生，以及可能产生的泄漏，这些都对环境产生影响。

因为运输成本和运输过程中对环境的影响存在很大的正相关关系，可以通过成本分析来安排运输。

5.绿色使用指产品在使用过程中应最大限度地节约资源，减少污染或无污染，达到保护环境的目的，主要体现在以下几方面：①宜人性利用人机工程学的原理，让使用者感到舒适、方便、性情愉快，无压抑感；另外，也要避免电磁辐射、噪声、有毒气体、有刺激性的气体和液体对人的危害。

[5]②清洁性在使用过程中应无污染、少污染、尽量减少和消除“三废”的排放，达到使用环境的清洁化。

③绿色能源产品使用过程中于产品生产过程中一样硬选择绿色能源，尽量使用可再生能源和清洁能源，如太阳能、风能、电能、天然气等。

例如，用液化气或电能作为汽车的能源，以减少尾气对大气的污染。

[6]④合理使用应认真按照产品说明书使用，防止野蛮实用或操作不当，避免提前报废。

因为提前报废意味着产品的使用数量增加，就是增加材料的消耗，增加废弃物，也就增加了产品在生产过程中的能源消耗和对环境的污染。

5. 绿色回收和处理报废后的产品应及时回收和处理，一方面防止污染环境，另一方面，经拆卸后，零部件或材料可以重新使用，能节省大量原材料，节省获取材料和生产零部件时所消耗的能量，也就保护了环境，减少了污染。

产品被拆卸后，根据不同情况分别对待。

有些零部件经过清洗后可重新使用，有些零部件经过修补或改造和可重新使用，还有些零部件虽不能重新使用，但它的材料科再生，可以回炉后再用，最后对于不可再生的废弃物需用适当的工艺和方法进行处理，对特殊材料（有毒、有害成分的材料）还需采用特殊的处理方法。

另外，在回收和处理过程中应避免二次污染。

三、发展低碳绿色制造模式绿色制造作为实现生态工业的关键技术，在制造业中发挥着愈来愈重要的作用，当然，作为一个较新的概念，绿色制造工艺还存在着许多需要进一步探讨的地方。

虽然，目前关于机械行业的“低碳”并没有取得实质性的突破，但我们有理由相信，在政府、企业、科研院校及多学科门类的密切合作下，绿色制造必将实现理论和技术上的突破，并成为实现社会可持续发展的重要手段之一。