先进制造技术论文

绿色制造技术在机械制造中的应用以及未来发展趋势【摘要】绿色制造技术是实现工业发展的可持续战略的一种新途径，在机械产品的设计和制造过程中，必须要考虑到产品的生命周期，对周围的环境影响，使用的资源的利用率等因素。

机械产品在设计、材料、工艺以及回收都要达到绿色制造技术的标准。

本文将探讨绿色制造技术在机械生产过程中的应用。

【关键词】绿色制造技术；机械制造；应用分析；发展趋势制造业是社会发展的支柱产业, 它的发展对一个国家的经济发展起着至关重要的作用。

然而制造业在将制造资源转变为产品以及产品的使用和废弃后的处理过程中, 却给环境带来了严重的污染。

因此机械产品的绿色制造技术要综合考虑环境影响因素和资源的利用率以及产品在报废之后可以实现回收，能够提高企业的社会效益和经济效益。

目前我国的机械产品消耗的能源比较多，原材料使用量较大和对环境的污染比较严重，从我国经济可持续发展的战略角度来看，绿色制造技术在我国有实行的必要性。

1.绿色制造技术的概念绿色制造技术就是以传统工艺技术为基础，使用现代的材料科学和控制技术等先进生产工艺，实现对资源的合理利用，节省成本，减少对环境的污染，同时保证产品的质量不受任何影响。

绿色制造的核心是减量化、再生循环、重用和再制造四个方面。

2. 绿色制造技术的特点绿色制造技术是实现资源效益和经济效益的现代制造技术，在产品的整个生命周期中，对环境的影响作用最小，而所用到的资源利用程度较高。

具有以下几个特点：2.1 绿色设计绿色设计是综合考虑产品的质量、寿命和功能以及环境的关系，在产品的设计过程中都要考虑环境因素的影响。

绿色设计采用的方法必须具有并行性、集成性和绿色性，整个过程都要考虑到产品周期的关联因素，在设计过程中要做好产品功能改进，产品的设计实现最优化。

2.2 绿色材料绿色材料是指产品在制造前尽量选择污染比较小或者无污染的材料，且该材料能够回收可以再次利用。

目前的机械制造业需要我们开发更多的绿色材料，建立一个能够满足工业制造需求的材料库，同时该材料能够实现产品的经济效益和社会效益的最大化，这也是绿色制造技术的核心。

2.3 绿色工艺绿色工艺是指产品的生产过程中要减少环境污染和节约能源。

绿色工艺主要是从技术方面考虑，研究如何降低材料的使用，如何降低废料的产生，如何对环境影响比较小等工艺，还需要考虑如何运用绿色材料能够实现资源的利用率较高。

目前的绿色技术有干式切削、精确成形、生产废物的再次利用等新工艺。

2.4 绿色处理手段绿色处理是指将上一个周期的产品组报废之后能够通过有效的途径运用到下一个周期中。

在产品的设计之初就要考虑产品的原材料的选用和结构设计问题，还有就是研究绿色再制造技术，可以实现过时产品的功能升级等问题。

3. 绿色制造技术在机械制造过程中的应用3.1 机械产品结构的绿色设计机械产品的绿色设计就是将机械产品的质量、功能、寿命和环境综合考虑，在机械产品制造之前就充分考虑到产品的整个生命周期对环境的影响作用，实现产品的可维修，可循环使用，绿色设计必须满足缩短产品的生产时间，提高产品的质量，降低成产成本，从经济、社会和生态的角度实现可持续发展的战略。

3.2 机械产品使用绿色材料要制造出绿色的机械产品，肯定离不开绿色材料的选择和设计。

绿色材料的开发必须要将环境因素考虑到设计当中，扭转以前的只注意经济性能和技术性能的材料选择思路。

在选取绿色材料必须遵循以下原则：材料的来源途径要广，成本花费要少和材料的污染较小，尽量使用低能耗、无污染和无毒的材料；材料首先选择可再生和便于回收的材料；利用率比较高的材料；考虑材料能够与社会效益和经济效益相协调。

3.3 机械产品的绿色制造工艺机械产品的绿色制造工艺已经结合了传统的加工技术，在产品的生产过程中节约能源和减少污染。

目前在机械制造过程中使用绿色工艺大致可以分为3 中类型：首先是节能型工艺，就是在机械产品的制造过程中，使用能够减少能源损耗的工艺技术；其次就是节约资源型，就是在产品的生产过程中，简化生产工艺系统，采用能够减少材料损耗的工艺技术，一般是通过优化产品的制造技术和开发代替传统材料功能的新材料，从根本上降低材料成本；环保型生产工艺，这是绿色制造技术的关键，通过全新的加工工艺和制造技术，减少生产过程中的废气、废液和废料的产生以及合理运用这些废弃材料，尽可能地减少对环境的污染。

通常在绿色制造工艺增加末端处理技术来预防生产过程中对环境的污染。

3.4 机械产品的绿色包装技术绿色包装技术就是产品的包装在整个生命周期内对环境无污染，可以回收循环使用和能够在自然界中进行快速地降解。

绿色包装不仅要考虑到美观和机械产品在运输过程中不易损坏，还要考虑到包装材料生产成本。

目前使用的包装材料主要有木板、瓦楞纸板和塑料包装材料等。

瓦楞纸板能够实现回收、降解，但是前期制作对环境的污染比较大，对于机械的保护效果不如木板；而木板由于强度比较高一般使用在大型机械产品的包装，木材是可再生资源，但是会造成对生态环境的破坏，塑料包装材料在废弃后降解难度比较高，对环境的破坏比较严重。

我国正在开发一种蜂窝纸板的包装技术，该产品在降低机械产品的破损率的效果比较好，且生产和使用过程中对环境的影响比较小，值得推广的一种包装技术。

3.5 机械产品的绿色回收技术在机械产品的设计过程中，必须要考虑到机械产品报废后的回收循环的在利用，应用绿色回收技术可以避免环境受到二次污染。

基本原则：对于还具有使用价值的产品在回收之后能够再次使用；对于已经报废的产品，它的零部件还可以通过拆卸和分解之后能够应用到相同类型的机械当中；对于完全不能使用的部件或者产品要分类回收，可以作为原材料实现在生产，节省资源。

有毒的部件要通过专门的工艺进行无害化处理。

规范同类机械产品的规格，方便进行部件的更换和生产，提高机械产品的使用寿命。

4 绿色制造发展现状和国内外发展趋势4.1 绿色制造技术发展趋势当前，世界上掀起一股“绿色浪潮”，环境问题已经成为世界各国关注的热点，并列入世界议事日程，制造业将改变传统制造模式，推行绿色制造技术，发展相关的绿色材料、绿色能源和绿色设计数据库、知识库等基础技术，生产出保护环境、提高资源效率的绿色产品，如绿色汽车、绿色冰箱等，并用法律、法规规范企业行为。

随着人们环保意识的增强，那些不推行绿色制造技术和不生产绿色产品的企业，将会在市场竞争中被淘汰，使发展绿色制造技术势在必行。

4.2 国外现状与趋势国外不少国家的政府部门已推出了以保护环境为主题的“绿色计划”。

1991 年日本推出了“绿色行业计划”，加拿大政府已开始实施环境保护“绿色计划”。

美国、英国、德国也推出类似计划。

目前，在一些发达国家，除政府采取一系列环境保护措施外，广大消费者已热衷于购买环境无害产品的绿色消费的新动向，促进了绿色制造的发展。

产品的绿色标志制度相继建立，凡产品标有“绿色标志”图形的，表明该产品从生产到使用以及回收的整个过程都符合环境保护的要求，对生态环境无害或危害极少，并利于资源的再生和回收，这为企业打开销路、参与国际市场竞争提供了条件。

如德国目前已有60 种类型3500个产品授予环境标志，法国、瑞士、芬兰和澳大利亚等国家于1991 年对产品实施环境标志，日本也于1992 年对产品实施环境标志，新加坡和马来西亚也在1992 年开始实施环境标志。

目前已有20 多个国家对产品实施环境标志，从而促进了这些国家“绿色产品”的发展，在国际市场竞争中取得更多的地位和份额。

据相关数据显示，目前世界上“绿色产品”比例大约为5％~10％，再过10 年，所有产品都将进入绿色设计家族，可回收、易拆卸和循环利用。

也就是说，在未来10 年内绿色产品有可能成为世界商品市场的主导产品。

4.3 国内相关研究的进展我国在国家科学技术部和有关部门的支持下对绿色制造技术进行了广泛的研究与探索。

目前已完成了“清洁生产技术选择与数据库的建立”、“绿色设计技术发展趋势及对策研究”等专项研究。

围绕机械工业中九个行业对绿色技术需求和绿色设计技术自身发展趋势进行了调研，在国内首次提出适合机械工业的绿色设计技术发展体系，同时还进行了车辆的拆卸和回收技术的研究，并且开展了“环境绿色技术评价体系的研究”，以环境保护绿色技术评价体系为研究载体，建立制造业的绿色概念、描述方法和评价体系。

在许多大专院校相继开展了全生命周期建模等绿色设计理论和方法的系统研究、针对汽车开展可回收性绿色设计技术的研究、废弃工业品回收研究工作、机械产品可回收设计理论和关键技术及回收指标评价体系的研究、以及清洁化生产系统和体系结构及实施策略的研究等专项课题，并取得一定进展。

国内已形成了一支从事绿色制造技术研究的专业队伍，为我国发展绿色制造技术奠定了基础。

4.4 我国“十二五”期间绿色制造技术的发展任务在《机械工业“十二五”科技发展规划》中提出：要加速发展绿色制造技术及节能环保技术装备，促进产业产品优化升级。

“十二五”国家科技计划先进制造技术领域中提出，将加强绿色制造基础理论与共性技术的基础研究，其中包括绿色制造基础理论、产品寿命预测与安全服役基础理论的研究。

并加强绿色制造基础数据库与标准、基于全生命周期的产品设计工具应用、绿色生产工艺关键技术与装备、制造过程碳效优化技术、产品寿命预测与安全服役关键技术、低碳烯烃及衍生物关键工艺、技术及装备等前沿技术研究。

形成应用开发及集成示范模式，即行业、区域绿色制造产业应用示范。

同时，《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》的发布，使高端装备制造业概念成为领衔“十二五”规划的关键字眼。

“十二五”期间，发展高端装备制造业的总体思路是面向我国工业转型升级和战略性新兴产业发展的迫切需求，其中绿色制造是重点发展领域之一。

“十二五”时期，我国既面临着重大的发展挑战，也拥有前所未有的发展机遇。

国家“十二五”规划的首要任务是实现绿色发展，推动绿色革命，创建资源节约型和环境友好型社会，全面降低能耗，减少温室气体排放，促进发展模式的转型。

绿色发展不仅仅是国家的重要发展目标，同时也是中国积极参与国际治理、提供国际公共物品的主要途径之一。

“十二五”规划的整体思路就是以绿色发展为基本要求，要把生态环境建设作为主要的发展思路和基本原则，促进绿色发展，建设绿色中国。

可以说，“十二五”规划是中国的首个绿色发展规划。

绿色发展和生态建设，在总体设计上包括五个方面的战略内涵，即建设资源节约型社会、建设环境友好型社会、发展循环经济、建设气候适应型社会、实施国家综合防灾减灾战略，总体成为“十二五”规划期间的绿色规划设计。

总之，“十二五”规划是中国绿色现代化的重要起点。

5. 结语绿色制造技术是综合考虑环境污染、资源利用、能源消耗和经济社会效益的先进生产技术，是解决环境问题和实现可持续发展战略的必经之路。