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1、论文：绿色制造技术系别：机械工程系 专业：机械制造与自动化 学号: 姓名:一、概述2二、绿色制造技术的组成3二、研究内容5四、相关技术8五、存在的问题10六、制造工艺11七、发展趋势13八、参考文献17一、概述绿色制造，又称环境意识制造(Environmen tally 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，对环境的影响最小，资源利用率最高，并使企业经济效 益和社会效益协
2、调优化。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。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
3、品在满足环境目标要求的同时， 保证产品应有的基本性能、使用寿命、质量等。二、绿色制造技术的组成2.1绿色设计绿色设计是指在产品及其生命周期全过程的设计中，充分考虑对 资源和环境的影响，在充分考虑产品的功能、质量、开发周期和成本 的同时，优化各有关设计因素，使得产品及其制造过程对环境的总体 影响和资源消耗减到最小。这要求设计人员必须具有良好的环境意 识，既综合考虑了产品的TQCS属性，还要注重产品的E属性，即产 品使用的绿色度。2.2工艺规划产品制造过程的工艺方案不一样，物料和能源的消耗将不一样， 对环境的影响也不一样。绿色工艺规划就是要根据制造系统的实际， 尽量研究和采用物料和能源消耗少、废弃
4、物少、噪声低、对环境污染 小的工艺方案和工艺路线。2.3材料选择绿色材料选择技术是一个很复杂的问题。绿色材料尚无明确界 限,实际中选用很难处理。在选用材料的时候，不能要考虑其绿色性， 还必须考虑产品的功能、质量、成本、噪声等多方面的要求。减少不 可再生资源和短缺资源的使用量，尽量采用各种替代物质和技术。2.4产品包装绿色包装技术就是从环境保护的角度，优化产品包装方案，使得 资源消耗和废弃物产生最少。目前这方面的研究很广泛，但大致可以 分为包装材料、包装结构和包装废弃物回收处理3个方面。我国包装 行业“九五”至2010年发展的基本任务和目标中提出包装制品向绿色 包装技术方向发展，实施绿色包装工程
5、，并把绿色包装技术作为九 五包装工业发展的重点，发展纸包装制品，开发各种代替塑料薄膜 的防潮、保鲜的纸包装制品，适当发展易回收利用的金属包装及高 强度薄壁轻量玻璃包装，研究开发塑料的回收再生工艺和产品。2.5绿色管理尽量采用模块化、标准化的零部件，加强对噪声的动态测试、分 析和控制，在国际环保标准ISO14000正式颁布和实施以后，它会成 为衡量产品性能的一个重要因素，企业内部建立一套科学、合理的绿 色管理体系势在必行。三、研究内容31绿色产品设计评价系统模型的建立从寿命周期角度对绿色产品的内涵进行全面系统的研究，提出绿 色产品设计理论和方法。在绿色产品设计理论和方法的基础上，对绿色产品进行描
6、述，建 立绿色产品评价体系，在产品生命周期中，对所有与环境相关的过程 输入输出进行量化和评价，并对产品生命周期中经济性和环境影响的 关系进行综合评价，建立数学模型。建立与绿色产品有关的材料、能源及空气、水、土、噪声排放的 基础数据库，为绿色产品设计提供依据。针对具体产品，收集、整理面向环境设计的资料，形成指导设计 的设计指南，建立绿色产品系统设计工具平台，并与其它设计工具（如 CAD、CAE、CAPP等）集成，形成集成的设计环境。3.2绿色产品清洁生产技术 节省资源的生产技术本项目主要从减少生产过程中消耗的能量、减少原材料的消耗和 减少生产过程中的其他消耗三方面着手研究。 面向环保的生产技术主
7、要研究减少生产过程中的污染，包括减少生产过程的废料、减少有毒有害物质（废水、废气、固体废弃物等）降低噪声和振动等。 产品包装技术包装是产品生产过程中的最后一个环节，产品包装形式、包装材 料、以及产品贮存、运输等方面都要考虑环境影响的因素。3.3产品可拆卸、可回收技术 产品可卸性技术提出产品可卸性评价方法，提出产品可卸性评价指标体系，进行可拆卸结构模块划分和接口技术研究。 产品可回收技术提出可回收零件及材料识别与分类系统，并开展零件再使用技术 研究，包括可回收零部件的修复、检测，使其符合产品设计要求，进 行再使用（再使用包括同化再使用和异化再使用）技术、材料再利用 技术的研究（包括同化再利用和异
8、化再利用）。3.4机电产品噪声控制技术 声源识别、噪声与声场测量以及动态测试、分析与显示技术； 机器结构声辐射计算方法与程序； 机器结构振动和振动控制技术； 低噪声优化设计技术； 低噪声结构和材料; 新型减振降噪技术3.5面向环境、面向能源、面向材料的绿色制造技术 面向环境的绿色制造技术研究使产品在使用过程中能满足水、气、固体三种废弃物减量化、 降低振动与噪声等环境保护要求的相关技术。 面向能源的绿色制造技术研究能源消耗优化技术、能源控制过程优化技术等以达到节约能 源、减少污染的目的。 面向材料的绿色制造技术研究材料无毒、无害化技术，针对高分子材料，研究废旧高分子 材料回收的绿色技术，高分子过
9、滤材料 功能膜材料，玻璃纤维毡 增强热塑性复合材料等。对现有材料的环境性能改进技术等。相关技术4.1纳米技术所谓纳米技术是一种微加工技术的极限。也就是通过纳米精度的 “加工”来人工形成纳米大小的结构的技术。当物质被“粉碎”到纳 米级细小并制成的“纳米材料”，不仅光、电、热、磁性发生变化， 而且具有辐射、吸收、吸附等许多新特性，可彻底改变目前的产业结 构。由于纳米技术导致产品微型化，使所需资源减少，不仅可达到“低 消耗、高效益”的可持续发展目的，而且其成本极为低廉，其互相撞 击、摩擦产生的交变机械作用力将为大减小，噪声污染会得到有效控 制。运用纳米技术开发的润滑剂，既能在物体表面形成半永久性的固
10、 态膜，产生极好的润滑作用，得以大大降低机器设备运转时噪声，又 能延长它的使用寿命。纳米材料涂层能大大提高遮挡电磁波和紫外线 的性能。4.2干式加工目前干式加工的主要应用领域是机械加工行业,如切削、磨削等。 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、减少成本并消除了冷却液带来的一系列问题，如 废液排放和回收等等。目前，国外已有严格的法规限制某些切削液的 使用，在美国、德国等工业发达国家均大力倡导采用干式切削工艺。 目前采用干式切削加工铸铁材料已无问题，采用陶瓷和CBN刀具，在 高速和大进给量加工时，使热量很快聚集到刀具前端，使其呈红热状 态，当工件被加热到
11、一定温度时，其屈服强度减小，可获得较高的金 属切除率。寻求最合适的干式切削刀具、工件和机床及其参数的最佳 配合方式是目前的重点方向。4.3热加工工艺模拟技术热加工工艺模拟及优化设计技术是应用模拟仿真、试验测试等手 段，在拟实的环境下模拟材料加工工艺过程，显示材料在加工过程中 形状、尺寸、内部组织及缺陷的演变情况，预测其组织性能质量，达 到优化工艺设计目的的一门崭新技术。采用工艺模拟技术将数值模 拟、物理模拟和专家系统相结合，可以确定最佳工艺参数、优化工艺 方案，预测加工过程中可能产生的缺陷和防止措施，从而能有效控制 和保证加工工件的质量。4.4近净成形技术和近无缺陷成形技术近净成形技术是指零件
12、成形后，仅需少量加工或不再加工，就可 用作机械构件的成形技术。近净成形制造技术包括铸造、焊接、塑性 加工等，目前它正从接近零件形状向直接制成工件，即精密成形或净 成形方向发展。这些工件有些可以直接或者稍加处理即可用于组成产 品，这样就可以大大减少原材料和能源的消耗。近净成形通常与近无 缺陷成形技术组合用于大批量生产。五、存在的问题51旧机床的更新与改造旧机床处理方面尤为突出问题是废旧或闲置设备回收和再利用 率较差，许多工厂厂房内常见有满身锈迹废弃的旧设备，数控机床、 加工中心、FMS、CIMS甚至网络加工等先进制造系统和大批的20世纪 五六十年代的旧机床并存，改造和利用好这些旧设备是我们面临的
13、课 题；5.2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，中国在由原料到产品所消耗的能源和原材料比美国和 日本等先进国家高出数十倍之多；5.3产品的回收利用率低长期以来我们沿袭的生产模式是：生产！流通!消费!废弃的开式 循环，绿色制造提倡闭式循环的生产模式，即在原来的生产模式中增 加一个“回收”环节，厂家在产品的设计和制造过程中要充分考虑回 收问题。六、制造工艺61少无切削工艺利用精密铸造、冷挤压、直接沉积等成型技术，从接近零件形状向 精密成形、仿形发展，用自由成形制造代替切削加工，这样节约了传 统毛坯制造时的能耗、物耗.也节约了大量的原材料，同时也
14、缩短了 生产周期。6.2干式切削工艺干式切削就是在加工过程中不使用冷却润滑油的加工方法。这样 可以消除加工时切削液带来的大量的污染问题，获得洁净无污染的切 屑，节省了大量的切削液，同时也省去了处理切削液造成污染的大量 费用。6.3先进的制造技术采用先进的现代制造技术，是实现绿色制造的有效途径。如精益 生产(LP)、敏捷制造(AM)、虚拟制造(VM)和数字制造(DM)等。6.4噪声的消减和控制机械制造车间特别是锻压车间，生产过程中产生强烈的噪声是环 境污染的一个大问题，因此必须对噪声加以控制和消减。技术措施有： 做好飞轮等刚转体的动平衡；在轴承和轴承座之间加弹性衬套，采用 热模锻压力机，淘汰蒸汽
15、锤锻压力机；在压力机产生噪声的主要部位 加盖隔声罩t采用具有油减震器的无冲击模架等等。6.5绿色包装的研究绿色包装是指采用对环境和人体无污染，可回收重用或可再生的 包装材料及其制品的包装。首先必须尽可能简化产品包装，避免过度 包装。使包装可以多次重复使用或便于回收。且不会产生二次污染。 在重视环境保护的世界氛围里，绿色包装在销售中的作用也越来越重 要。绿色包装技术就是从环境保护的角度优化产品包装方案，使得资 源消耗和废弃物产生最少。绿色包装技术主要研究包装材料选择、改 进包装结构和包装废弃物回收处理三个方面。6.6产品使用及其用后处置的研究主要集中在延长产品的使用周期和减少使用中的能源浪费及环 境污染。面向节省能源的设计有利于减少产品使用中的能源浪费及环 境污染。德国联邦环境署研究表明德国家庭和办公室消耗的电力，至 少有11%是披处于待机方式的设备消耗掉。美国能源部估计，美国每 年要为待机的电视机和录像机支付约10亿美元的电费。待机功耗已经 引起社会的广泛醺视。因此在产品的设计阶段，对其使用造成的能源 消耗问题应给予足够的重视。目前对家电类产品的待机功耗问题，人 们已研究了新型开关电源和“绿色芯片”它们以绿色设计为目标， 可以使许多电源在转入闲置待机方式时功耗大大减少七、发展趋势7.1全球化 绿色制造的研究和应用将愈来愈体现全球化的 特征和趋势随着近年来
