机械装备行业清洁生产工艺

机械装备行业清洁生产工艺
（1）产品设计方面
鼓励企业采用绿色产品设计技术、数字设计技术以消除环境污染或环境污染最小化，降低对生态环境的危害，提高资源利用率，降低能源消耗。

（2）工艺和生产过程方面
生产加工过程是物质转化成型的核心，同时也是物质消耗最高、污染物产生量最大的部位。

在该部位，主要依靠生产加工技术的进步，提高生产过程物质的转化效率，减少原材料的使用量。

①快速成型制造技术（RPM技术）
快速成型制造技术是机械工具制造业在生产加工过程中实现清洁生产、减量化的技术之一，RPM集合了机械工程、计算机控制、CAD、数控技术、检测技术、激光技术和材料科学技术，成为工业发达国家的重点研究领域。

RPM技术能自动、快速、精确地将设计思想转变成有一定功能的产品原型或直接制造零件，对缩短产品开发的研制周期、减少开发费用、提高产品质量都具有重要意义。

RPM技术能够建立仿真的实验立体模型，并使这种仿真清楚直观，便于理解。

因此，能得到性能和经济性都优化的设计方案，而且节省了时间和设计费用。

②洁净成形技术
洁净成形技术是指零件成形后，仅需少量加工或不再加工就可以用作机械构件的成形技术。

它是建立在新材料、新能源、机电一体化、精密模具技术、计算机技术、自动化技术、数值分析和模拟技术等多学科高新技术成果基础上，改造了传统的毛坯成形技术；使之由粗糙成形变为优质、高效、高精度、轻量化、低成本的成形技术。

它使得成形的机械构件具有精确的外形、高的尺寸精度、形位精度和好的表面粗糙度。

该项技术包括洁净铸造成形、精确塑性成形、精确连接、精密热处理改性、表面改性、高精度模具等专业领域，并且是新工艺、新装备、新材料以及各项新技术成果的综合集成技术。

节约能源和材料，提高资源利用效率已成为能否以低成本参与国际市场竞争的十分重要的问题。

工业发达国家的经验表明采用洁净成形技术革新是一个有效途径。

在我国，少数骨干企业对零部件
的洁净成形生产技术已具备较好的基础，但对复杂的难成形件尚未掌握其制造技术；一大批企业需要采用洁净成形来改造，以提高洁净成形产品在成形件中所占比重。

③成形与改性技术清洁化
制造成形与改性技术是以物理、化学、冶金相平衡为基础理论，将热、电、光、声及化学现象散发出来的燃烧、压力、电阻、电弧、电感应、电子束、激光、超声波、等离子体等能量作用于成形及改性，使其产生熔化、凝固、结晶、塑性变形、扩散相变等物理化学的变化，以达到使工件成形与改性的目的，伴随这些过程产生的有害气体、粉尘、废液、废渣等大量污染物、高温和噪音严重污染环境，使生态系统失去平衡，危害极深，正待改变。

④绿色包装技术
伴随包装的快速发展，包装废弃物的数量也急剧增加，包装废弃物已成为一种公害，破坏着生态环境平衡，危害着人们的健康。

面对严重的包装废弃物问题，世界各国纷纷提出减少包装废弃物，发展“绿色包装”、“生态包装”和“环境之友包装”的问题。

绿色包装是指采用对环境和人体无污染，可回收重用或可再生的包装材料及其制品的包装，有利于资源再生和对生态环境的损害最小。

（3）原材料使用和替代方面
机械工具加工过程中先进技术常常与资源的高效并生，机械设备的微型化、高效化是机械加工实现清洁生产的重要手段之一。

微机械按其尺寸特征可分为1~10mm的微小型机械，1μm～1mm的微机械，以及1μm～1nm的纳米机械。

微机械具有体积小、精度高、重量轻的特点，由于其体积很小，几乎不受热膨胀、噪声和挠曲等因素的影响，具有较高的抗干扰性，可以在较差的环境下稳定地工作。

微机械所消耗的能量小于传统机械的1/10，工作效率却比传统机械高10倍。

微机械采用与半导体制造工艺类似的方法生产，可以像超大规模集成电路芯片一样一次制成大量完全相同的部件，制造成本比传统机械加工大大降低。

切削是机械加工的最基本操作之一。

材料切削是传统的机械制造工艺，通常切削过程需要有冷却和润滑作用的切削液。

切削液在使用后成为废液很难处理。

同时在生产过程中产生的金属废屑与切削液粘附在一起，回收过程中需要将切削液清洗去除。

目前解决该问题的一种有效方法是提高刀具的硬度和耐用度，采用
干切削技术即在切削过程中不使用切削液。

目前，使用和清除切削液的费用已经明显高于刀具的费用，此外切削液在处置过程中将污染环境。

（4）资源能源使用方面
机械工具制造业的生产过程中一般要消耗大量的能源，同时产生大量的金属废屑和废切削液。

降低能源消耗，提高原材料的使用效率和延长产品的使用周期，增加零配件的重复使用次数是装备制造业实现减量的主导思想。

①减少运动物体的质量。

一般情况下，质量与所消耗的能量成正比。

②提高能量转换效率。

如提高发动机的燃烧效率、电动机的电机能量转换效率等。

③采用节能控制。

如设备不使用时自动处于“休眠状态”，使产品经常处于最佳能量利用状态等。

④采用节能结构。

如减少传动链的长度，采用滚动构件代替滑动构件等。

减少不必要的能量储备。

如合理选用电动机的容量。

⑤采用新原理新结构节省能源。

⑥仔细分析产品功能，减少功能冗余。

如机床加工对象为盘类零件时，应该选用端面车床或短床身车床。

根据人机热工学的原理设计产品，使操作者处于良好的工作环境。

（5）生产模式方面
随着制造业的发展和市场竞争的加剧，近年来出现了各种现代生产模式，如并行工程、精良生产、敏捷制造、计算机集成制造系统等。

这些生产模式的出现，大大丰富了制造技术的内涵，提高了制造技术的水平。

并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程的系统方法，它要求产品开发人员在设计工作一开始就考虑整个产品生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素，包括工艺、成本、进度计划和用户要求。

精良生产综合了单件生产和大批量生产方式的优点，以较少的投入实现品种全、质量高的要求。

以去除生产中一切不增值的环节和岗位为减量手段，强调人的创造作用，强调精益求精、精心生产。

敏捷制造要求企业对迅速改变或无法预测的消费需求和市场机遇做出快速的响应，其制造系统应尽可能做到产品成本与产品批量无关，以较高的柔性和较强的市场应变能力去迎接市场的挑战。