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1、摘要：再制造工艺与技术是保证再制造产品质量、节约再制造费用、提高再制造效益的核心内容及重要途径，也是实现节能减排的有效措施。本文叙述了再制造工艺与技术的定义，分类指出了再制造技术的主要内容及分类，对再制造技术的国内外的现状进行了详尽的阐述，并对再制造技术未来发展进行了展望。关键词：可持续发展、再制造技术、再循环0 绪论随着科学技术和全球经济的高速发展,各国都非常重视环境保护问题，这是关系到造福子孙后代的大事。我国现阶段提出的西部大开发战略中，十分注重走可持续发展道路。作为机电产品制造业是最大的资源消耗源和最大的环境污染源之一，每年约产生几十亿吨废物，人类环境面临日益增长的机电产品废弃物的压力及
2、资源日益缺乏的问题,如汽车、计算机等大量地被淘汰及报废 ,再制造被提到议事日程。再制造是解决资源、环境污染和材料再利用的最佳方法和途径，是符合可持续发展战略的一项绿色系统工程，再制造将成为 21 世纪的重要学科。1 再制造技术1.1 再制造的涵义再制造是利用原有的零部件，采用各种再制造成形技术,使零部件恢复和提高尺寸、形状、表面质量和性能要求，形成新产品再使用,即新产品上包括了曾经使用过并经再制造的旧零部件。这样做可使产品或设备对环境污染最小，资源的利用率最高，投入费用最少，而性能重新达到最佳的使用要求，这本身就能达到优质、高效、安全、可靠、节能及节材的目的，因此再制造应属于先进制造技术范畴。
3、再制造不同产品和设备的维修及废料回收：维修主要是针对在使用过程中因磨损或腐蚀等原因而不能正常使用的个别零件的修复；回收是将报废品的材料重新熔化和溶解，重新利用它的材料;再制造是在整个产品报废后，对报废的产品通过先进技术手段进行再制造形成新的产品，它涉及产品和设备的全寿命周期，即生产产品最初应考虑对产品的论证、设计、制造、使用、再制造直至报废处理等问题。机电产品全寿命周期过程,如图 1 所示。原材料原材料设计 、 制造设计 、 制造装配装配使用使用报废环保处理报废环保处理零部件 产品维修再使用再制造形成新产品废料回收再循环图 1 机电产品全寿命周期过程1.2 再制造技术的分类根据对废旧产品再制造
4、过程的分析以及再制造实践,按照生产工艺过程, 再制造技术大体上可以分为图 2 所示的几种类型。零件检测技术零件检测技术再制造加工技术再制造加工技术再制造拆解技术再制造拆解技术再制造清洗技术再制造清洗技术再制造包装技术再制造包装技术信息化再制造技术信息化再制造技术再制造装配技术再制造装配技术磨合与实验技术磨合与实验技术再制造技术再制造技术图 2 再制造技术的分类1)拆解技术再制造拆解技术是对废旧产品进行拆解的技术与方法的统称,是研究如何实现产品的最佳拆解路径及无损拆解方法,进而高质量获取废旧产品零部件的技术。拆解技术为废旧产品再制造及可再使用的拆解零件质量提供了必要的基础和保证。2)清洗技术清洗
5、技术是采用机械、物理、化学和电化学等方法清除产品或零部件表面各种污物(灰尘、油污、水垢、积炭、旧漆层和腐蚀层等)的技术及方法。废旧产品及其零部件表面的清洗对零部件表面形状及性能鉴定的准确性、再制造产品质量和再制造产品使用寿命均具有重要影响。3)零件检测技术零件检测鉴定是为了准确地掌握零件的技术状况,根据技术标准分出可直接利用件、可再制造修复件和报废件。零件的检测鉴定包括对零件几何尺寸和物理力学性能的鉴定以及对零件缺陷的无损检测。其中, 无损检测技术是零件再制造检测中重要的发展方向之一。4)零件再制造加工技术产品在使用过程中,一些零件因磨损、变形、破损、断裂、腐蚀和其他损伤而改变了零件原有的几何
6、形状和尺寸,从而破坏了零件间的配合特性和工作能力 ,使部件、总成甚至整机的正常工作受到影响。零件再制造加工的目标是恢复有再制造价值的损伤失效零件的尺寸、几何形状和力学性能。零件再制造加工是一门综合研究零件的损坏失效形式、再制造加工方法及再制造后性能的技术,是提高再制造产品质量、缩短再制造周期、降低再制造成本、延长产品使用寿命的重要措施,尤其对贵重、大型零件及加工周期长、精度要求高的零件及需要特殊材料或特种加工的零件,意义更为突出,效果更为显著。5)再制造装配技术再制造装配技术是在再制造装配过程中,为保证再制造装配质量和装配精度而采取的技术措施。包括调整保证零部件传动精度, 如间隙、行程、接触面
7、积等工作关系; 校正和保证零部件的位置精度,如同轴度、垂直度、平行度、平面度、中心距等。对上述调整与校正所采取的措施是否得当, 对于废旧产品再制造质量和再制造后产品的使用寿命具有直接作用。6)磨合与试验技术重要机械产品经过再制造后,投入正常使用之前必须进行磨合与试验。其目的是: 发现再制造加工及装配中的缺陷,及时加以排除 ;改善配合零件的表面质量,使其能承受额定的载荷;减少初始阶段的磨损量,保证正常的配合关系 ,延长产品的使用寿命;在磨合和试验中调整各机构,使零部件之间相互协调工作。磨合与试验是提高再制造质量、避免早期故障、延长产品使用寿命的有效途径。例如再制造发动机完成后均要进行磨合试验。7
8、)再制造涂装技术再制造涂装技术是指对综合质量检测合格的再制造产品进行涂漆和包装的工艺技术。主要包括:一是将涂料涂敷于再制造产品裸露零部件表面形成具有防腐、装饰或其他特殊功能的涂层;二是为在流通过程中保护产品、方便储运、促进销售而按一定技术方法采用容器、材料及其他辅助物等对再制造产品进行的绿色包装; 三是印刷再制造产品使用说明书及质保单等材料,完善再制造产品的售后服务质量。8)信息化再制造技术信息化再制造技术是指运用信息技术来提升实施废旧产品再制造生产的技术和手段。废旧机电产品再制造信息化技术的应用, 是实现废旧产品再制造效益最大化、再制造技术先进化、再制造管理正规化、再制造思想前沿化和产品全寿
9、命过程再制造保障信息资源共享化的基础。它对提高再制造保障系统的运行效率发挥着重要作用。柔性再制造技术、虚拟再制造技术、快速再制造成形技术等都属于信息化再制造技术的范畴,也将在先进再制造生产控制及管理过程中发挥重要作用。此外,废旧产品再制造过程中应用到的工艺和具体技术很多, 每种技术各有优点, 也各有应用的局限性, 需视产品失效的具体情况合理选用。2 国内外发展现状2.1 国外发展现状在国外，再制造技术经过 30 多年的发展，形成了巨大的产业，已经成为循环经济的重要组成部分。美国于 20 世纪 90 年代初建立了国家再制造与资源恢复国家中心（NC3R ）以及再制造研究所、再制造工业协会。其目标是
10、为工业界提供绿色、有效或经济的再制造产品。美国2010 年及其以后的国防制造工业执行提要中已明确将新的再制造技术列入其优先发展的国防制造业的新重点。欧洲也通过了支持再制造的相关的法律法规，并且正在德国建设欧洲再制造技术中心。目前，国外再制造研究内容主要集中在一下五个方面：（1）全寿命周期内，产品部件老化或物理、机械性能变化分析，通过这些信息成功恢复或再制造报废产品；（2）通过有限元分析、失效分析、几何尺寸恢复、结构和材料分析判断和评估产品老化机制，获得科学正确的再制造方法；（3）研究并开发经济性好、环境可靠地再制造先进技术，表面清洗技术和废物最小化技术；（4）研究用于定量测量评估部件、配件健康
11、程度的工具和装备，通过使用先进的诊断技术和工具测量再制造产品的性能或老化特性，用于预测产品的剩余寿命；（5）再制造可持续设计研究。工业发达国家通过这些基础研究工作的积累，为再制造产业的可持续发展奠定了坚实的基础。国外再制造产品涉及汽车及其配件、工业设备、航空航天及国防装备、电子产品等十几个领域，其中，汽车和工程机械领域再制造所占比例最大。以美国为例，1996 年，美国专业化再制造公司达 73000 家，年销售额 530 亿美元，雇员约 48 万人；2005 年，美国再制造产业产值已超过 800 亿美元，雇员超过100 万人，其中汽车和工程机械领域再制造产值约 500 亿美元，占再制造产值的 2
12、/3 以上。国际工程机械巨头美国卡特彼勒公司于 1973 年开始再制造业务，在经历了 30 多年摸索发展期后，近 10 年不断发展壮大，成为全球最大、技术实力最强的再制造巨头，再制造业务成为卡特彼勒的核心竞争优势之一。卡特彼勒每年循环利用超过 1 亿磅的报废铁，主要用于再制造发动机、变速箱和液压零部件。近年来，日本加强了对工程机械的再制造，至 2008 年，再制造的工程机械中，58% 由日本国内用户使用，34% 出口到国外，其余的 8%拆解后作为配件出售。至 2004 年，德国大众汽车已再制造汽车发动机 748 万台，变速器 240 万台，公司销售的再制造发动机及配件和新机的比例达到 9:1。
13、欧美国家的再制造产业，在再制造设计方面，主要结合具体产品，针对再制造过程中的重要设计要素如拆卸性能、零件的材料种类、设计结构与紧固方式等进行研究；在再制造加工方面，对于机械产品，主要通过换件修理法和尺寸修理法来恢复零部件的尺寸。如英国 Lister-Petter 再制造公司，他们每年为英、美军方再制造 3000 多台废旧发动机，再制造时，对于磨损超差的缸套、凸轮轴等关键零件都予以更换新件，并不修复。对于电子产品，再制造的内涵就是对仍具有使用价值的零部件予以直接再利用。就国外从事制造的企业类型来看，主要有三种。一是原始设备制造商进行再制造，并且一般只进行自己产品的回收再制造。例如世界著名的汽车制
14、造企业大众、宝马、通用等公司都有自己的再制造。通用再制造公司每年销售大约 250 万件再制造零部件。二是专职从事再制造业务的公司，这类公司具备各种产品的再制造能力如卡特彼勒在全球拥有专业的再制造公司 14 家，为不同产品提供再制造服务，年处理再制造产品 220 万件。三是从提供服务和维修开始，然后逐渐过渡到开展再制造业务。这类企业主要是电子产品再制造公司。如日本施乐公司在全国建立了 50 个废弃旧复印机回收点，对回收后的零件进行再制造后再次投入使用，到 2000 年该公司已将废旧复印机的零件循环利用率提高到 50%以上，拥有旧零部件的复印机达总产量的 25%。2.2 国内研究现状欧美等国的再制
15、造是在原型产品制造工业基础上发展起来的，目前主要以尺寸修理法和换件修理法为主。随着科技迅速发展，这种再制造模式存在以下三方面的问题：一是旧件再制造率低，节能节材的效果差；二是难以提升再制造产品的性能；三是加工量大，环保效果不佳。中国特色的再制造工程可以简单概括为：再制造是废旧产品高技术修复、改造的产业化。中国特色的再制造工程是在维修工程、表面工程基础上发展起来的，主要基于寿命评估技术、复合表面工程技术、纳米表面技术和自动化表面技术，这些先进的表面技术是国外再制造时所不曾采用的。其重要特征是再制造产品的质量和性能不低于新品，成本只有新品的 50%，节能 60%，节材 70%，对环境的不良影响与制
16、造新品相比显著降低。先进表面工程技术在再制造中的应用，可将旧件再制造率大幅度提高，使零件质量性能不低于原型新品水平。 鉴于再制造在节能减排和发展循环经济方面的巨大潜力，近年来，国家领导和政府给于了高度重视和大力支持，在不同工业领域备受关注，我国的再制造产业及相关再制造技术获得了快速发展。2.2.1 国家对再制造产业的重视和支持2005 年，国务院颁发的 21、22 号文件均明确指出国家“支持废旧机电产品再制造” ，并“组织相关绿色再制造技术及其创新能力的研发” 。同年 11 月，国家发改委等 6 部委联合颁布了“关于组织开展循环经济试点（第一批）工作的通知” ，其中再制造被列为四个重点领域之一，我国发动机再制造企业“济南复强动力有限公司”被列为再制造重点领域中的试点单位。2006 年，前国务院曾培炎副总理就发展我国汽车零件再制造产业做出批示：“同意以汽车零部件为再制造产业试点，探索经验，研发技术。同时要考虑定时修订有关法律法规” 。2008 年，国家发改委组织了“全国汽车零部件再制造产业试点实施方案评审会” ，对全国各省市
