绿色制造及其关键技术

1、绿色制造及其关键技术夏园林（20122485夏园林（20122485（重庆大学机械工程学院12级机制实验04班）摘要：绿色制造是人类社会可持续发展战略在现代制造业中的体现。本文分析了现代制 造业对环境的影响，介绍了绿色制造的概念及内涵，研究了产品从设计、材料选择、生产、包 装、使用到废弃处理整个生命周期中的绿色制造关键技术。并实例说明对汽车实施绿色制造的 可行性。关键词：绿色制造；可持续发展；设计；生产制造业在将制造资源转变为产品的制造过程中，以及在产品的使用和处理过程中，产生 废气物，废弃物是制造业对环境的主要污染源。尤其是传统制造业对材料的利用率普遍较低， 对排放到环境中的废渣、废水、废气

2、等没经过任何处理直接排放。由于制造业量大面广，因而对环境的总体影响很大，可以说，制造业一方面是创造人类 财富的支柱产业，但同时又是环境污染的主要源头。面对当前人类社会可持续发展的需要，制 造业必须尽可能减少资源消耗和尽可能解决所带来的环境问题。有鉴于此，如何使制造业尽 可能少的产生环境污染时当前环境问题研究的一个重要方面。一、绿色制造的内涵：绿色制造，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 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，能源消耗最低。绿色制造的主要内容包 括：绿色设

3、计、绿色资源、绿色生产、绿色包装和绿色回收处理。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。二、绿色制造的关键技术从制造的概念来讲，制造的全过程一般包括：产品设计、工艺规划、材料选择、生产制 造、包装运输、使用和报废处理等阶段。如果在每个阶段都考虑到有关绿色的因素，就会产 生相应的绿色制造技术。2.1绿色设计 绿色设计是实施绿色制造的关键。绿色设计是在产品的整个生命周期的各个阶 段，包括设计、选材、生产、包装、运输、使用及报废处理，都必须考虑其对资源和环境的影 响。在 充分考虑产品的功能、质量和成本的同时，着重考虑产品的环境属性，使得产品及其制 造过 程、使用过程和

4、报废处理后，对环境的总体影响最小，同时资源的消耗也降到最低。绿色设计的基本思想就是要在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳入产品设计 之 中，将环境性能作为产品的设计目标和出发点，力求使产品对环境的影响达到最小。从这一 点来说，绿色设计是从可持续发展的高度审视产品的整个生命周期，强调在产品开发阶段按照 全生命周期的观点进行系统性的分析与评价，消除潜在的、对环境的负面影响。绿色材料选择绿色材料选择技术是一个系统性和综合性很强的复杂问题。一是绿色材料尚无明确界限 实际中选用很难处理。二是选用材料，不能仅考虑其绿色性，还必须考虑产品的功能、质量、 成本等多方面的要求，这些更增添了面向环境的产品材料

5、选择的复杂性。绿色产品首先要求构成产品的材料具有绿色特性，即在产品的整个生命周期内，这类材 料 应有利于降低能耗，环境负荷最小。具体地说，在绿色设计时，材料选择应从以下几方面来考 虑。减少所用材料种类使用较少的材料种类，不仅可以简化产品结构，便于零件的生产、管理 和材料的标识、分类，而且在相同的产品数量下，可以得到更多的某种回收材料。 选用可回收或再生材料 使用可回收材料不仅可以减少资源的消耗，还可以减少原材 料在提 炼加工过程中对环境的污染。 选用能自然降解的材料 研究所已成功研制一新型塑料薄膜。这种薄膜在使用后的一定 时 间内即可降解成碎片，溶解在土壤中被微生物吃掉，从而起到净化环境的作用

6、。(4)选用无毒材料 在汽车和电子工业中，最常用的是含铅和锡的焊料。但是铅的毒性极大 所 以近年来，已经在油漆、汽油和其他诸多产品中限制或禁止使用它。绿色生产相对于真正的清洁生产技术而言，这里所提到的清洁生产仅仅指生产加工过程。在这一环 节，要想为绿色制造做出贡献，需从绿色制造工艺技术、绿色制造工艺设备与装备等入手。在实 质性的机械加工中，在铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、表面保护等过程中都可以实 行绿色 制造工艺。具体可以从以下几方面入手：改进工艺，提高产品合格率；采用合理工艺，简化产 品加工流程，减少加工工序，谋求生产过程的废料最少化，避免不安全因素；减少产品生产过 程中的污染物排放，如减

7、少切削液的使用等。目前多通过干式切削技术来实现这一目标。绿色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。现代商品的营销有五大要素，即产品、价格、渠道、促销和包装。而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。如在摩托罗拉的标准 包装盒项目方面，其做法是缩小包装盒尺寸

8、，提高包装盒利用率，并采用再生纸浆内包装取代 原木浆，进而提高经济效益。绿色回收处理技术产品生命周期终结后，若不回收处理，将造成资源浪费并导致环境污染。目前的研究认为 面向环境的产品回收处理是个系统工程，从产品设计开始就要充分考虑这个问题，并作系统 分 类处理。产品寿命终结后，可以有多种不同的处理方案，如再使用、再利用、废弃等，各种 方案的处理成本和回收价值都不一样，需要对各种方案进行分析与评估，确定出最佳的回收处理方案，从而以最少的成本代价，获得最高的回收价值，即进行绿色产品回收处理方案设 计。评价产品回收处理方案设计主要考察三方面：效益最大化、重新利用的零部件尽可能多、 废弃部分。尽可能少

9、在传统的观念中，产品寿命结束后，就再也没有使用价值了。事实上，如果将废 弃的产品中有用的部分再合理地利用起来，既能节约资源，又可有效的保护环境，这也正是有 些文献中所提到的绿色产品的可回收性及可拆卸性设计问题。如此一来，整个制造过程也会形 成一个闭环的系统，最能有效减轻对环境的危害，这也正是与传统制造过程开环特性最不同的 一点。三、绿色制造在汽车生产中的应用绿色材料材料准备是汽车产品生产过程的第一步。汽车产品绿色材料的选择应该遵循如下几点原 则：优先选用可再生材料，尽量选用回收材料、资源丰富的材料，采用节材的设计结构 等。尽量选用低能耗、少污染的材料。尽量选择环境兼容性好的材料及零部件，避免选

10、用有毒、有害和有辐射特性的材料，减 少生产过程中的危险因素。所用材料应易于再利用、再回收、再制造或易于降解。2、绿色生产在汽车生产工艺方面，要求改革生产工艺、更新生产设备，尽可能地提高每一道工序的原 材料和能源的利用率，有效地利用生产过程中输入的物质和能鼠，减少生产过程中资源、能源 的浪费和污染物的排放。根据汽车制造业生产加工的特点,汽车企业绿色制造工艺应该具有如下特点：设计人员 必须具有良好的环境意识，能熟练掌握现代化的技术工具(如网络技术和一些常用的专业软件 等);广泛采用标准化！模块化的零部件；尽量简化工艺优化配置；减少不可再生资源和短缺资源 的使用量。3、绿色包装做到汽车产品的绿色包装

11、要做到如下几点：一是汽车产品包装力求简化，减少资源浪费以 及减少环境的污染和废弃后的处置费用。二是尽量选择无毒、无害、可回收或易于降解的材 料。三是改进汽车产品结构，减少重量，这样也可以达到改善包装，降低成本并减小对环境的 不利影响。4、绿色回收处理 对汽车产品的绿色使用目前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。延长汽车产品生命周期可以最终减少产品报废后的各种处置工作， 从而提高资源利用率，减少对环境的负面影响。增加汽车产品的可维护性是延长产品生命周期 的一个重要方法为此，必须在设计阶段就考虑汽车产品的拆卸性，尤其是易损件的拆卸和维修。汽车企业绿色处理技术，一方面是指在具体的汽车产品生产过程中，要注意对流失的物料和产生的废料进行回收，返回到流程中或经处理后作为原料回用或被用做其它生产中的原 料 再利用，建立从原料投入到废物循环回收利用的生产闭合回路，使工业生产过程不对环境构成任何危害或危害最小化。另一方面，主要是指汽车产品生命周期终结后，要采用绿色处理技术对其进行回收处理若 不回收处理，将造成资源浪费并导致环境污染。参考文献：敖三妹绿色制造一一可持续发展的现代制造模式南京工业大学学报2005刘飞、张华、岳红辉绿色制造一一现代制造业的可持续发展模式中国机械工程2000刘飞、曹华军、何乃军绿色制造的研究现状与发展趋势中国机械工程2000刘飞基于产