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1、 南 京 工 程 学 院先 进 制 造 技 术课程作业学 生 姓 名 龚玲珑 学 号 240081409 班 级 K数控082 课 程 教 师 许有熊 成 绩 2011 年 12 月 10 日论绿色环保制造技术的现状及发展趋势1 引言 绿色环保制造技术：是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。依靠科技进步，实现节资增效，减少废物排放，建立生产、消费与环境、资源相互协调的发展模式。绿色环保制造技术是实现生态工业和社会可持续发展战略的决定性因素与必由之路，它对经济、社会和环境的协调发展具有重要作用。采用绿色制造，使得在产品的整个生命周期过程中，能最大限度
2、地减少对环境的负面影响，真正做到解决环境污染、节约原材料和能源、缩短生产周期、降低生产成本，提高企业的经济效益，实现经济、社会和环境三者之间的协调、优化的持续发展。 绿色制造(Green Manufacturing)，面向环境的制造(Manufactu“ng For Environment，MFE)，又称环境意识制造(Environmentally Conscious Manufacturing，ECM)，是一种综合考虑环境影响和资源效率的绿色制造模式，其目的是从设计、制造、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对生态环境的负面影响最小，资源利用率最高，并使加工企业社会效益和经济效益协调化。绿色
3、制造是由制造问题、环境保护问题、资源的优化利用问题3个方面交叉形成的科学前沿领域，是一个涉及到整个产品生命周期的概念。绿色制造和传统制造的最大区别2是传统制造是一个从生产一流通一消费一废弃的开式模式，而绿色制造则使产品从开发设计一生产制造一包装一使用维修一报废后，以及回收利用的整个产品生命周期中最大限度地减少对环境的负面影响，同时原材料和能源的利用效率最高。现代制造技术中提出绿色制造生产的闭式循环生产模式，就是在传统制造开式生产模式的基础上增加“回收和循环再利用”环节，如图1所示。 绿色制造的核心是在产品生命周期过程中实现“4R”减量化(Reduce)、重用(Reuse)、再生循环(Recyc
4、le)和再制造(Remanufacturing)3。减量化，从源头就注意节约资源和减少污染；重用，要求产品及其零部件能够重复利用；再生循环，要求生产出来的产品使用完后能重新生 成可以利用的资源，而不是无用的垃圾；再制造，对废旧机械产品实现性能恢复和提升，以优质、高效、节能、节材、环保为准则，以进绿色制造技术为手段，对废旧机械产品进行修复和改造。 因此，实现“绿色制造生产模式”包括3个层次：绿色资源(绿色原材料和绿色能源)；绿色生产过程；绿色产品。一个绿色产品的生命周期应该做“五绿”：绿色设计、绿色材料、绿色工艺、绿色包装和绿色回收处理。 绿色环保制造技术将带来21世纪制造业的变革。绿色制造是实
5、现生态工业和社会可持续发展的关键技术 ,正在引起人们的高度重视。绿色制造要求在产品的设计和制造过程中考虑产品的整个生命周期 ,从而实现产品全生命周期对环境的负面影响最小 ,资源利用率最高。本文从绿色制造观念的产生、绿色制造技术的内涵特征及其具体内容等方面阐述了绿色制造技术的自然哲学意义环境、资源、人口是当今社会面临的三大问题。依靠科技进步，实现节资增效，减少废物排放，建立生产、消费与环境、资源相互协调的发展模式已成为人类社会可持续发展的必由之路。进入21世纪，在制造业实施绿色制造已势在必行。切削加工作为制造业重要而应用广泛的加工方法正面临新的挑战，在此背景下，绿色制造技术应运而生绿色制造技术是
6、指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。它使产品从设计、制造、使用到报废整个产品生命周期中不产生环境污染或环境污染最小化，符合环境保护要求，对生态环境无害或危害极少，节约资源和能源，使资源利用率最高，能源消耗最低。传统的制造模式是一个开环系统，即原料工业生产产品使用报废二次原料资源，从设计、制造、使用一直到产品报废回收整个寿命周期对环境影响最小，资源效率最高，也就是说要在产品整个生命周期内，以系统集成的观点考虑产品环境属性，改变了原来末端处理的环境保护办法，对环境保护从源头抓起，并考虑产品的基本属性，使产品在满足环境目标要求的同时，保证产品应有的基本性
7、能、使用寿命、质量等。 绿色制造技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。绿色制造技术要求产品从设计、制造、使用到报废整个产品生命周期中不产生环境污染或环境污染最小化，对生态环境无害或危害极少，资源利用率最高，能源消耗最低。 绿色制造技术的研究对象是综合考虑环境影响和资源的有效利用，除明显的环保预防及治理内容外，安全、健康、卫生、节约材料、节省能源、节省人力资源、提高生产效率等，都属绿色制造的范围。绿色制造技术是机械工业可持续发展理论的重要内容，是产品标准、环境法规、顾客需求、产品服务、贸易奉献、生态工业、安全健康和行业竞争的综合反映。传统制造和绿
8、色制造的最大区别就是传统制造只是根据市场信息设计生产和销售产品，而其余就考虑得较少，传统的制造模式是一个开环系统，即原料一工业生产一产品使用一报废。绿色制造则通过绿色生产过程(绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理)生产出绿色产品，产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用，绿色制造技术是一个闭式循环系统，从设计、制造、使用一直到产品报废及回收的整个寿命周期对环境影响最小，资源效率最高，也就是说要在产品整个生命周期内，以系统集成的观点考虑产品环境属性，对环境保护从源头抓起，改变了传统的制造模式仅靠末端治理的环境保护办法，并考虑产品的基本属性，使产品在满足环境目标要求的同时，
9、保证产品应有的基本性能、使用寿命、质量等。采用绿色制造能最大限度地减少对环境的负面影响，同时原材料和能源的利用效率能达到最高。 实施绿色制造技术过程中，企业必须遵循以下原则：依据IS0140l的要求事项，建立、实施并不断完善环境管理体系，定期对体系进行评审，确保体系有效实施-在企业的全部活动中自主地制定环境目标，进行环境保护；控制或减少设备开发和制造阶段使用和排放对环境负效应大的物质，推进污染预防。在设备开发制造和废弃过程中考虑资源的有效利用和再生利用，降低损耗。加强固体废弃物的回收再利用管理，减少污水、烟气、噪声等对环境的影响。开展节能降耗活动，合理利用能源资源。 1、注重绿色设计，实施绿色
10、制造工艺技术 绿色设计是绿色制造技术的核心，设计阶段是产品生命J吉i期的源头，从源头控制环境要素无疑是最有效的方法。目前机械制造业在绿色设计方面的主要内容包括： 编撰新的绿色材料手册，实现绿色材料设计 要实施绿色制造首先要实现绿色材料设计。而实现绿色材料设计，不仅需要企业自身的努力，而且需要环保部门，研究单位与政府的共同协作要合理选择材料。考虑其来源广阔、价格低廉，毒性和污染性低，在目前还难以做到。因为机械设计手册中只有常用材料的机械物理性能，如强度、延伸率、冲击值、硬度等数据。并无其毒性、副作用及来源是否广泛的说明，这就给工程技术人员在产品设计中实施绿色制造带来困难。因此，要编撰这种材料手册
11、不是单靠材料生产厂家、材料研究所工程技术人员就能解决的，而是一个大的系统工程。 2、改进零部件加工方法，实施绿色制造工艺技术 (1)实施绿色毛坯加工方法，尽量减少毛坯废料 在毛坯制造阶段，由于过去物资缺乏且流通困难，各企业几乎都追求。麻雀虽小，五脏俱全”、“万事不求人”的运作方式，致使设备更新换代慢，设备能力严重不足。这样导致毛坯制造精度低，加工余量大、给后续机加工带来困难、致使材料浪费大，资源利用率低。有一些中、小企业由于缺乏毛坯制造的大型设备，切削加工完成后的零件只有毛坯的40%50%，有些毛坯制造方法本身如一些小型铸造熔化设备(三节炉、冲天炉等)、锻件加热设备(燃煤、焦炭，燃重油的加热炉
12、等易产生S0，并形成酸雨。也对环境有较大的污染。所以要减少毛坯制造阶段的污染，应减少中小厂自制毛坯，成立专业化铸锻厂，采用高效无污染、少污染的加热设备和铸锻设备，提高毛坯的制造精度。 (2)实施绿色机械加工工艺方法 我国目前机械加工的水平还相当低。特别是一些中小工厂没有数控机床。造成切削效率低、加工精度低、能耗大。提高数控化水平，尽量采用高效设备和刀具进行加工是所有工厂的必由之路。然而，由于中小工厂缺资金、缺技术，数控化还要经历相当长的时期，所以建议首先采用经济型数控系统对现有机珠进行改造，并对工人进行数控技术的培训。 另外，要注意机加工时冷却液的选择和使用。如有的工厂在滚由插齿，铣削等加工时
13、，为了提高刀具耐用度，对刀具采用离子镀膜或涂层处理使切削速度大大提高，而冷却液仍然使用原来低、中速切削时所用的极压切削油。由于切削油冷却能力不足，挥发性大，使车间里充满挥发的油雾，造成车间的空气污染。 (3)积极推广干切削加工方法，有效节约资源 在机械加工中，绿色制造工艺技术主要是在切削和磨削上采用干切削和干磨削的方法来进行加工。常规的加工方法例如车削、铣削、磨削等，都需要切削液来帮助加工。切削液在加工中的作用主要有冷却、润滑、排屑和清洗的作用。但是，随着高速加工技术的迅猛发展，加工过程中使用的切削液用量越来越大，其流量有时高达80l00L/min。大量切削液的使用造成了很多有害影响，如零件的
14、生产成本大幅度提高，环境污染严重，对工人的身体健康造成危害等。如在磨削加工时，采用油基磨削液会产生油气，烟雾，使生产环境恶劣，而且磨削液的后期处理成本太高，要改善这种情况可以采用干磨削方式来加工。干式加工是在加工过程中不采用切削液的一种加工方法。由于在加工过程中不采用切削液，所以可获得洁净无污染的切屑，省去了切削液及其处理的高额费用。 千切削加工方法有很多种，如干车削，干铣削、干钻削、干式螺纹加工、干式齿轮加工等。其中干车削是研究和应用最多的一种加工方法。干式加工并不是简单地取消切削液就可以实现，它对刀具材料、机床结构，工艺技术等均有较高的要求。所以，目前它的应用范围还比较有限，而完全采用湿加
15、工又有资源浪费和环境保护等方面的问题。如果将干、湿加工的优点结合，既能够达到加工要求，又能够使切削液的费用降到最低，达到与干切削相同的要求，这种切削方式称为准干式切削。准干式切削是一种介于湿式切削和纯干式切削之间的一种切削方式。一般湿式切削时切削液消耗量可能在5L/min以上，而准干式切削时切削液消耗量可能在50mL/h以下，从而有效节约资源，降低能耗。 4、实施绿色包装与回收 在产品包装阶段主要是选择合适的包装技术和材料实施绿色包装，目前国内使用的包装材料基本是瓦楞纸板、木板，塑料为主。纸板由于易于回收、可降解，污染小而被广泛采用。但前期制作对环境造成的污染较大，而且强度低、易导致被包装物品的损坏。木板由于强度高也被广泛用于大型机电产品的包装，但由于木材是不可再生材料，使用过多会因树木的大量砍伐导致生态失衡；塑料制品也广泛用做包装材料，但由于废弃后不可降解，易造成环境的污染。目前，许多地方把蜂窝纸板包装列为推广对象，为降低商品在流通过程中的破损率，提高包装产品质量起到了积极的作用。除此之外，还应进一步开发农作物秸秆缓冲包装材科、聚乳酸发泡材料。废纸和淀粉制包
