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1、产品数据管理结课论文绿 色 制 造学院： 专业： 姓名： 学号： 日期： 绿色制造摘要：在可持续发展的背景下，制造业实行绿色制造技术势在必行。本文介绍了绿色制造的概念与国内外研究现状。绿色制造技术主要包括：干切、准干切、少无切削加工和产品全生命周期制造。绿色制造的发展趋势：全球化、社会化、集成化、并行化和智能化。关键词：绿色制造； 绿色技术； 发展趋势20世纪60年代以来，全球经济以前所未有的高速度持续发展， 但由于忽略了环境污染，带来了全球变暖、臭氧层破坏、酸雨等恶果。大量消费品因生命周期的缩短，造成废旧产品数量猛增。各国已经意识到环境问题的重要性，并相继提出了环境治理的方法和措施，但传统的
2、环境治理方法是末端治理，不能从根本上实现对环境的保护。要想彻底解决这些环境污染问题，必须从源头上进行治理。具体到制造业，就是要考虑产品整个生命周期对环境的影响，最大限度地利用原材料、能源，减少有害废物和固体、液体、气体的排放物，改进操作安全，减轻对环境的污染。目前制造业存在着一下弊端：旧机床的改造与更新，随着制造技术的飞速发展机床的更新速度也在加速，带来许多机床的老旧与闲置，造成资源浪费；材料与能源的浪费，机械制造业中能源和原材料的浪费现象较为明显，满地的切屑、小零件与油污；环境保护意识淡薄，由于观念、资金或技术等方面的原因，一些中小企业对环境的污染还比较严重；产品的回收利用率低，长期以来我们
3、沿袭的生产模式是：生产、流通、消费、废弃的开式循环模式。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，推行绿色制造技术势在必行。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。1绿色制造的概念与研究现状1.1绿色制造的概念绿色制造，又称环境意识制造（Environmentally Conscious Manufacturing）、面向环境的制造（Manufacturing For Environment）等。它是一个综合考虑环境影响和资源效益的现代化制
4、造模式，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境的影响（负作用）最小，资源利用率最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。绿色制造这种现代化制造模式，是人类可持续发展战略在现代制造业中的体现。绿色制造模式是一个闭环系统，也是一种低熵的生产制造模式，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
5、本性能、使用寿命、质量等。绿色制造的“制造”涉及到产品整个生命周期, 是一个“大制造” 的概念, 并且涉及到多学科的交叉和集成, 因此体现了现代制造科学的“大制造、大过程、学科交叉” 的特点。【1】1.2绿色制造的研究现状国外研究现状：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
6、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。国内研究现状：国内一些高等院校和研究院所在国家科委、国家自然科学基金会和有关部门的支持下对绿色制造技术进行了广泛的研究探索。机械科学研究院已完成了国家科委“九五”攻关项目清洁生产技术选择与数据库的建立、机械工业基金项目绿色设计技术发展趋势及对策研究。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。目前正在开展国家自然科学基金项
7、目“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，将ETV评价技术导入机械制造业的绿色设计、绿色制造，建立制造业的绿色概念、描述方法和ETV评价体系。受人们环保意识、企业资金和技术等方面的因素影响，国内的绿色制造多停留于理论研究阶段，与发达国家相比仍落后很多。2绿色加工技术为了实现绿色制造的目标，必须对现行的制造模式进行改造和优化以达到减排、节约能源、节约材料和控制生产成本的要求。干式切削、准干式切削、少无加工和产品全生命周期制造等一系列相应技术得到发展和应用。2.1干切技术在传统的切削生产中一般需要使用切削液，在加工特殊材料时需要特制的切削液。切削液在切削过程中起着冷却
8、、润滑和提高工件表面质量的作用，但同时会造成资源浪费、环境污染和危害工人安全的问题。随着新型材料和切削速度的提高对切削液的需求量也越来越大，同时一些特制的切削液对环境造成很大污染。为了解决这一问题，干式切削技术得到广泛研究和应用。干式加工顾名思义就是加工过程中不采用任何冷却液的加工方式。干式加工简化了工艺、减少成本并消除了切削液带来的一系列问题，如废液排放和回收等等。【2】干式切削主要包括两种：一种是不使用任何切削液的纯干式切削；另一种是以气体射流为切削液的干式切削。要实现真正意义上的干切削加工，需要解决刀具材料、刀具涂层、刀具几何参数、加工机床、加工工艺等方面的内容，涉及到制造、材料技术与电
9、子、信息、管理等学科的交叉和融合问题。【3】干切削技术存在许多优点，但也有相应的缺点。由于没有切削液冷却刀具的磨损会加剧造成刀具寿命的降低。无法进行良好的热交换，不能切削钛合金等难加工材料。在使用气体冷却液时会使加工系统复杂化，对机床设计、成本提出更多要求，切削精度也会受到影响。另外在干切过程中可能会存在粉尘污染，危害操作者的身体健康。2.2准干切技术为了解决干切技术的不利因素，准干切技术得到研究和应用。介于湿式切削与干式切削之间的加工技术称为准干切削技（near dry machining）术其工作机理是在保持切削工作的最佳状态（ 即不缩短刀具寿命，不降低加工表面质量等）的同时，使得切削液的
10、用量最少。【4】现阶段对准干切削的研究主要集中在雾化冷却润滑切削技术、低温切削技术和微量润滑切削技术等方面。目前应用最广泛、效果最显著的是微量润滑切削技术。微量润滑（MQL）切削是将压缩空气与少量的润滑剂混合雾化后，形成毫、微米级气雾，然后喷向切削区，对刀具与切屑和刀具与工件的接触界面进行润滑，以减少摩擦和防止切屑粘到刀具上，同时也冷却了切削区并有利于排屑，从而显著地改善了切削加工条件。MQL技术的润滑方式主要包括气雾外部润滑和气雾内部冷却两种方式：（1）外部润滑冷却方式：将润滑油与高压空气进行混合，通过运输管、喷嘴，在刀具的外部对切削部位进行冷却润滑；（2）内部润滑冷却方式：通过主轴和刀具中
11、的孔道直接将冷却气雾送至切削区域，进行冷却和润滑。根据加工需要，可将两种冷却方式进行配合使用，以达到润滑的最佳效果。【4】2.3少无切削加工技术机械制造中用精确成形方法制造零件的工艺，也称少无切屑加工。传统的生产工艺最终多应用切削加工方法来制造有精确的尺寸和形状要求的零件，生产过程中坯料质量的30以上变成切屑。这不仅浪费大量的材料和能源，而且占用大量的机床和人力。采用精确成形工艺，工件不需要或只需要少量切削加工即可成为机械零件，可大大节约材料、设备和人力。少无切削加工工艺包括精密锻造、冲压、精密铸造、粉末冶金、工程塑料的压塑和注塑等。型材改制，如型材、板材的焊接成形，有时也被归入少无切削加工。
12、20世纪以来，人们开始探索各种减少切削或不切削的精密成形新方法和新材料，以减少工时和材料耗费。例如，采用挤压、冷镦、搓丝等工艺生产螺栓、螺母和机械配件，使材料利用率大大提高，有时可完全不需要切削；采用金属模压力铸造制造铝合金件，与普通铸造相比,制件质量提高,且可基本不用切削加工；采用粉末冶金方法可制造高强度、高密度的机械零件，如精密齿轮等。工程塑料的压塑和注塑件强度高、成形容易，基本上没有加工余量。其他传统的铸造、锻压工艺也都能提高精度、减少加工余量，实现毛坯精化。焊接结构的应用，改变了过去整体铸造、整体锻造的传统结构，使构件重量大大减轻。2.4产品全生命周期的制造基于生命周期的概念, 绿色制
13、造可定义为: 在不牺牲产品功能、质量和成本的前提下, 系统考虑产品开发制造及其活动对环境的影响, 使产品在整个生命周期中对环境的负面影响最小, 资源利用率最高。【5】基于产品全生命周期的绿色制造主要包括：绿色设计、绿色材料的选择与研究、绿色工艺、绿色包装、绿色使用和面向回收的设计。贯穿整个生命周期的核心理念是产品的循环利用。现阶段制约产品全生命周期制造的原因是复杂的。最现实和最难解决的问题是产品的回收再利用问题。单靠产品制造商来解决产品的回收利用是不现实的，而且回收成本高。最有效的解决办法是依靠行业或者政府的力量来建立专门的产品回收公司。对该公司政府应给予政策和资金支持，产品制造商业需提供必要
14、的产品处理费用。依靠专门的回收公司可以对废旧产品进行有效回收并实现资源的综合利用。3未来发展趋势3.1全球化绿色制造的研究和应用将愈来愈体现全球化的特征和趋势 绿色制造的全球化特征体现在许多方面，例如：（1）制造业对环境的影响往往是超越空间的，人类需要团结起来，保护我们共同拥有的唯一的地球。（2）ISO14000系列标准的陆续出台为绿色制造的全球化研究和应用奠定了很好的基础，但一些标准尚需进一步完 善，许多标准还有待于研究和制定。（3）随着近年来全球化市场的形成，绿色产品的市场竞争将是全球化的。（4）近年来许多国家要求进口产品要进行绿色性认定，要有“绿色标志”。特别是有些国家以保护本国环境为
15、由，制定了极为苛刻的产品环境指标来限制国际产品进入本国市场，即设置“绿色贸易壁垒”。绿色制造将为我国 企业提高产品绿色性提供技术手段，从而为我国企业消除国际贸易壁垒进入国际市场提供有力的支撑。这也从另外 一个角度说明了全球化的特点。3.2社会化建立相应的社会支撑系统来实现绿色制造，因为绿色制造的研究与实施与每个人的利益息息相关，需要全社会的参与和努力。首先是立法和行政规定问题。当前，这方面的法律和行政规定对绿色制造行为还不能形成有利的支持，对相反行为的惩罚力度不够。立法问题现在已愈来愈受到各个国家的重视。其次，政府可制定经济政策，用市场经济的机制对绿色制造实施导向。例如：制定有效的资源价格政策，利用经济手段对不可再生资源和虽然是可再生资源但开采后会对环境产生影响的资源（如树木）严加控制，使得企业和人们不得不尽可能减少直接使用这类资源，转而寻求开发替代资源。最后，企业的积极参与。企业要真正有效地实施绿色制造，必须考虑产品寿命终结后的处理，这就可能导致企业、产品、用户三者之间的新型集成关系的形成。例如：有人就建议，需要回收处理的主要产品，如汽车、冰箱、空调、电视机等，用户只买了其使用权，而企业拥有其所有权，有责任进行产品报废后的回收处理。无论是绿
