机械制造过程中绿色制造技术的运用
时间：2023-02-20 12:10:07 来源：千叶帆 本文已影响人
夏振鲁
（德州职业技术学院，德州 253000）
机械制造业的快速发展对世界经济发展、能源危机解决及生态环境保护所带来的影响较为鲜明。很多发展中国家通常采用高消耗、低生产、低效率为主的生产方式，影响了能源资源的存储总量和利用效率。在新时代背景下，机械制造业应深化对能源资源、生态环境的认识，积极应用绿色制造技术，提高机械生产、制造过程的低碳化、绿色化水平，使绿色理念、绿色技术贯穿产业发展、建设的全过程。然而，要想充分应用绿色制造技术，需要明确绿色制造技术的概念、模式、因素。
绿色制造技术主要指将传统制造工艺作为制造基础，对现代控制技术、材料科学进行有效利用，以实现对资源的充分运用，解决机械制造成本高昂的问题，减少机械制造对生态环境所造成的污染和影响。现代机械制造涵盖诸多内容和环节，如产品设计、工艺加工、产品制造及产品包装等[1]。通过融入绿色制造技术，机械制造企业能够以资源回收和利用为出发点，将资源配置作为产品生产的核心，为企业的产业发展与产业升级奠定坚实的基础。它的基本模式主要包括绿色资源、绿色生产和绿色产品3个方面。其中：绿色资源主要指绿色材料的选择、开发及应用；
绿色生产指企业对绿色工艺与绿色设计的充分应用，可以降低机械产品在机械制造中对生态环境带来的影响；
绿色产品则指产品在运输、存储、使用中的绿色化 程度。
根据理论分析与实践调查，可以将绿色制造技术的因素划分为绿色材料、绿色设计、绿色工艺及处理方法等内容。首先，绿色材料。绿色制造技术中的绿色材料指无污染或污染性小的材料，回收价值相对较高，满足我国对低碳经济、绿色化发展提出的基本要求。在机械制造的过程中，企业管理者和生产者应选择或回收绿色材料，使其成为机械制造的核心要素。其次，绿色设计。机械制造企业在产品制造过程中应充分考量产品寿命、质量与生态环境存在的内在关系，从并行性、集成性及绿色性等角度设计机械产品。再次，绿色工艺。绿色工艺主要指减少产品在生产中对自然生态环境带来的影响，提高能源利用效率的制造工艺。它的核心理念是探究如何减少废料产生、如何降低材料使用总量及如何提高能源的应用效率。最后，处理方法。绿色处理方法指通过科学合理加工，使废料可以在产品生产中得到充分应用。这种技术被广泛应用于资源、材料的回收利用，对提高机械制造的环保性、低碳性及绿色化水平具有重要的现实意义和应用价值。
绿色制造技术的价值意蕴主要指通过灵活应用绿色工艺、绿色材料及处理方法，降低机械产品对生态环境带来的污染，提升企业能源资源的利用率。绿色制造技术还能帮助企业提高自身的经济收益和社会效益，使企业在产品生产中更好地考虑产业发展对周边生态环境带来的不利影响。根据理论研究可以将绿色制造技术的价值意蕴概括为4个方面[2]。
2.1 能源节约
在机械制造与生产过程中，能源损耗程度较为显著。在生产实际中如果出现技术问题或设计问题，会增加企业的能源损耗量。通过应用绿色制造技术，可以充分解决能源不合理利用的问题，提高产品设计方案的有效性，确保企业能源、资源得到充分、全面、有效利用。
2.2 成本控制
在机械生产中，如果企业人员出现明显的操作失误，会导致资源消耗成本增加。传统的机械制造技术容易导致材料成本难以控制，出现明显的资源浪费问题。通过绿色制造技术，企业可以科学设计生产方案，降低不必要的成本投入与材料损耗，为企业获得更好的利润。
2.3 低碳环保
企业在机械制造过程中容易产生大量的废弃和噪声，严重污染了周边的生态环境，影响企业的社会效益和经济收益。在绿色制造技术的支持下，企业能够从产品设计、材料选择、工艺应用及处理方法等角度出发，减少产品制造中产生的各类污染。譬如，通过应用绿色工艺，能够明显控制机械制造中的废弃料数量，减少生态环境的影响。
2.4 企业发展
绿色制造技术是企业响应我国绿色经济、低碳经济号召的关键技术，可以帮助企业获得国家、政府的支持和帮助，满足社会大众对生态环保的基本要求，提升企业的社会形象，使企业发展更符合时代发展提出的新要求。
机械制造中的绿色制造技术能够帮助我国相关政府部门缓解当前的能源危机和生态危机，助力绿色经济理念的贯彻和落实，使机械制造企业更好地符合新时代提出的基本要求。但是，要想充分利用绿色制造技术，需要从绿色材料、绿色工艺、绿色方法及绿色包装等角度出发，提高我国机械制造企业的绿色化、节能化、环保化水平，使机械制造企业更好地适应绿色经济发展的需求。
3.1 合理利用及选择绿色材料
首先，机械制造企业应优先选择拥有再生能力、可循环使用的材料，确保机械产品在使用后能够被回收利用。废弃材料可以经过绿色处理得到循环应用。其次，在绿色材料选择中，企业应充分考虑绿色材料的开发成本和污染治理成本。在绿色材料选择、应用、开发的过程中，必须对材料成本进行深入分析和考量。最后，在污染成本处理上，企业要同时考虑材料的环境效益和经济效益，不能将目光局限在经济效益上。譬如，部分机械制造材料的污染性较高，但在机械制造中的应用率较高，如果不加以开发或控制，会导致材料对生态环境造成严重污染。
3.2 应用绿色方法进行产品设计
在产品设计过程中，企业应从产品寿命、功能、质量及其对生态环境影响的角度出发，科学合理设计机械产品。或者通过分析生态环境与机械产品的内在联系，预测或探究机械产品对环境的影响及生态环境对产品寿命的反作用，使机械产品具有可循环、可维修的特点，使其更好地契合绿色产品设计的基本要求。在实际的产品设计中，企业需要配置专门的技术人员分析机械产品的造价问题和生产周期，制定科学合理的设计方案，随后探究机械产品生产对企业经济效益与社会效益带来的影响。如果机械产品生产对企业的推进作用较为显著，则可进行相应的产品制造活动。或者在产品设计初期，从机械产品制造成本、污染成本以及生态环境影响的角度出发，优化产品设计方案，减少机械产品在制造过程中所产生的污染或能源消耗[3]。图1为机械零件的绿色建模图。
图1 机械零件的绿色建模结果
3.3 应用绿色工艺生产机械产品
在机械产品制造与生产中，企业必须转变传统生产理念，将绿色制造思想融入机械产品制造的不同环节。绿色工艺在机械产品制造中具有重要作用和价值，因此可以从绿色工艺的角度出发，提高机械制造的绿色化和低碳化水平。首先，利用能源节约工艺。能源节约工艺能够合理优化生产过程，降低材料消耗，帮助企业提高制造质量与效率，增强能源节约的有效性和实效性。其次，采用环保型生产工艺。该工艺是绿色制造技术的核心与关键，能够通过对机械制造中所产生的废料、废液及废弃物进行有效加工，降低废弃料对生态环境和城市空间带来的污染。最后，使用快速成型工艺。快速成型工艺是借助激光技术与微控制器技术对机械产品进行加工、处理及生产。在实际生产中，企业能够通过数据分析提高加工效率，缩短机械产品制造周期，控制能源消耗总量，间接提升机械制造的环保性和绿色性。
3.4 应用绿色包装控制环境污染
机械产品包装对生态环境带来的影响较大，并且容易带来大量污染物。通过绿色处理技术回收或处理废弃物，可以更好地帮助机械制造企业提高环境保护质量，如回收废弃物或者实现废弃物的快速降解等。然而，此种方法存在的弊端是企业成本投入大，需要企业结合机械产品制造规格、成本及品质选择相应的产品包装。当前，我国采用的绿色包装材料主要有三合板和木板，不仅提高了产品包装的美观度，还能防止产品在运输、存储中出现磕碰损伤，可以反复、多次被应用[4]。此外，我国开发了蜂窝纸板。该纸板具备良好的防磕碰功能，对生态环境带来的影响相对较小，在材料回收、循环利用方面的价值较高。在现代科技快速发展过程中，西方发达国家已经开发出能够被土壤降解的合成材料。该材料硬度高、可降解、能够被循环利用，但是由于降解时间较长、回收成本高，并没有得到大范围普及和应用。
工业制造业的转型发展下，对基层生产技术工艺提出了更高需求。为顺应我国机械制造业现代化、绿色化、低碳化的发展规律，应深度分析绿色制造技术应用的可行性，调动可用资源，打造联动式发展体系，助力机械生产制造行业的转型。
第一，社会化发展。制造产业是服务社会发展、人们生活的，技术研发与应用也应得到载体的支撑，如政策、技术、经济及需求等，经过多方通力合作，建立健全绿色制造技术的发展规划体系。
第二，产业化发展。工业产业是国民经济体系的重要组成。绿色制造技术是工业产业的重要分支，在产业格局下实现创新与优化，补缺技术，落实存在的短板，强化技术应用范畴。绿色制造技术后期应用期间，应加强对关联技术的发展，如软件开发、机械设备及生产工艺等，打造多场景产业体系，提高工业生产实力[5]。
第三，并行化发展。绿色制造技术研发是工业产业节能、低耗发展的基础，但是在现有技术应用范畴方面仍存在局限。后期发展中应注重绿色制造技术的全面性，结合不同生产模式、产品需求等打造并行化的技术应用体系，立足于加工环境、产品市场、资源耗用等方面，增强技术应用的可行性。
将绿色制造技术应用于机械制造，能够帮助企业降低能源损耗、成本投入及减少生态环境污染，提高企业经济收益和社会效益。然而，在机械制造业现代化发展层面上，要想提高绿色制造技术的应用质量，需要树立绿色制造理念，设计绿色制造体系，优化各工艺环节，使绿色制造技术贯穿机械制造的全过程，更好地提升效益、节约资源、保护环境，提高企业的核心市场竞争力。
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