机械设计与制造中绿色设计理念的应用研究

机械设计与制造中绿色设计理念的应用研究

胡宝龙

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摘要：随着时代的发展，我国社会不断进步。机械制造是人类社会的重要产业之一，但在生产过程中所产生的高能耗、高污染等问题，严重威胁着生态环境的稳定和可持续发展。在全球变暖、自然灾害频发、生态环境恶化等问题日益严峻的当下，人们对环境保护的意识与日俱增。随着环保要求的提高和市场竞争的加剧，传统的机械制造模式难以满足人们对环保、高效、安全等方面的需求，机械制造企业必须转向绿色可持续的发展模式。

关键词：机械设计与制造；绿色设计理念；应用研究

引言

在机械生产制造领域，绿色理念目前已经成为最基础的一项理念，该理念的渗透使机械制造业呈现健康、可持续发展的趋势，绿色化是机械制造业未来发展的主要方向。但是，在传统机械设计与制造中产业链上下更关注设计、制造和使用质量，许多企业都未考虑机械设计与制造可能给环境造成的影响。绿色设计则立足于绿色发展理念与系统功能，强调各类机械在设计和制造过程中落实环境保护手段，从源头上防治污染。绿色发展目标的实现，除了要关注机械的设计、制造和使用外，甚至要考虑机械使用后期的报废和处置。

1机械设计与制造中应用绿色设计理念的必要性

1.1社会可持续发展的必要要求

在社会不断进步的过程中，机械设计与制造拥有更广阔的发展空间，但与发达国家相比，我国机械制造业的发展水平还需提升，从而实现可持续发展的战略目标。我国要想在改善生态环境的同时减少能源消耗，就要重视在机械设计与制造中渗透绿色设计理念。

1.2提高国际竞争力的重要手段

当前，虽然我国经济发展越来越追求经济发展的质量，这一背景下机械制造行业得到长足进步。经济全球化背景下，国内各类机械产品大量产品开始进入国际市场，在面对国际市场对绿色产品的需求，国内传统的机械设计与制造方式存在的弊端开始显现，供需失衡使得我国机械制造业的发展面临阻碍，不利于我国在参与国际市场竞争的过程中占据有利地位，迫切需要我国转变传统的机械设计与制造方式，绿色设计理念的渗透为其提供了新的发展方向。

1.3产业转型的客观需求

在日趋激烈的市场竞争中，各企业要想实现创新发展，建立较强竞争优势，要不断提高自身竞争力。在目前的国际市场中，现代科技已经全面向绿色化的方向发展，逐渐成为我国内各行业寻求突破创新的新方向。机械制造业作为典型的高污染、高能耗产业，要想顺应时代潮流实现可持续发展，必须将绿色化的发展理念渗透到行业产业的各个环节，只有这样才能满足产业转型升级的客观需求。

2机械设计与制造中绿色设计理念的应用要点

2.1材料选择

在绿色设计中，材料选择是一项非常重要的工作。为了减少产品的环境负担，设计师应该选择具有可持续性的材料。这些材料可以是可回收、可再利用、无毒、无害、低能耗的材料。选择这些材料可以降低生产过程中对环境的影响，同时减少对自然资源的消耗。此外，在设计中尽量减少材料的使用量，也是一种节约资源的行为。可持续性材料通常具有以下特点。

（1）可回收性。材料可以通过回收、再加工的方式得到新的产品。例如，废纸可以回收再利用，制成新的纸张。（2）可再利用性。材料可以通过重新使用的方式得到新的产品。例如，废旧木材可以重新加工制成新的家具（3）无毒、无害。材料在生产、使用和处理过程中不会对人体和环境造成危害。例如，采用无毒、无害的颜料和染料制造产品。（4）低能耗。材料在生产、加工和运输过程中能够节约能源，降低碳排放。例如，使用节能型材料可以降低能源的消耗。

在选择材料时，设计师需要考虑材料的可用性、可回收性、成本、质量和安全性等因素。设计人员还需要对材料的性能和特性有一定了解，以便在设计中合理使用材料，并确保产品的质量和安全性。

2.2减少废弃物排放

减少废物排放是绿色设计的重要原则之一。在设计中尽可能减少废弃物的产生，可以降低环境污染和资源浪费。在设计过程中，采用可重复使用的包装材料是减少废物排放的重要措施之一。例如，使用可回收的纸袋代替一次性塑料袋，采用可重复使用的保护材料代替一次性泡沫塑料等。此外，在产品设计中应尽可能考虑废弃物的处理和回收。例如，采用易于拆卸和回收的产品设计，使废弃物可以更容易地分离和处理。除此之外，还可以采用“零废弃”设计思想。即在产品设计中尽可能减少废弃物的产生，例如采用可再生材料、减少包装材料的使用、设计可以回收的组件等。在产品制造过程中，也可以采用闭环生产系统，使废弃物得到循环利用。

3机械制造业中的常见绿色制造技术

3.1干式切削技术

干式切削技术在加工过程中不需要使用切削液，使用专业的切削刀具、机床、辅助设备，完成机械材料的加工制作。干式切削技术的使用，可大幅提升刀具的耐久度，保证长期加工制造过程中产品质量的稳定性，是当前机械制造行业广泛应用的绿色制造技术。其环保性能大体可体现在以下方面：（1）在不使用切削液的情况下，干式切削自身成本较低，减少了不必要的资源消耗。（2）干式切削加工过程中对传统加工工艺进行优化，通过减少摩擦降低切削力的方式，保证整个切削加工的顺畅性连贯性，减少不必要的刀具磨损。从刀具换刀角度、加工质量角度以及降低资源消耗角度分析，干式切削技术相对传统加工技术，节能降耗功能更加突出。（3）在传统机械加工制造领域使用切削液，很容易出现有毒有害的切削物，且切削液雾化所产生的有害气体直接威胁人体健康，而且使用切削液产生的固体废弃物处理较为困难，一方面，机械加工过程中的切削物会黏附在物体表面，在加工制造过程中会造成不必要的损伤，破坏物体外观的整洁度；另一方面，使用切削液所产生的边角料、料头、刨花、铁屑等固体废弃物难以处理，无法做到干湿分离，影响了废弃物的再次回收利用。

3.2微机械制造技术

微机械制造技术是微型机械产品系列技术，与常规机械制造技术相比，自身体积小、精度高，应用于机械产品加工制造领域。微机械制造技术主要通过生产小体积的产品，有计划的替代原有机械部件，通过保证小体机机械产品质量性能与原有产品一致的前提下，减少机械生产过程中的原材料损耗。从产品应用角度分析，微型机械产品自身体积小、重量轻，在运作过程中能耗较小，长期使用过程中节能效果远强于传统产品。

3.3自动化技术

在现代企业发展中，对自动化技术的灵活运用可以有效地提高工作的效率和质量。就像在过去，在机械工程加工的生产过程中，会有很多的人工来进行生产和加工，而在自动化技术的灵活运用下，可以很好地取代传统的人工操作模式，从而让机械零件的整体加工制造效率和品质都有了质的飞跃。机械工程关联到的行业很多，在进行每一个行业的机械工程工作时，都应该将机械工程自动化技术进行适当的运用，使其具有更大的使用价值优势。如果在复杂高危多变的工作情况下，为了确保效率质量、防止人员伤害，那么可以将机械自动化技术灵活合理地运用起来，代替人工作业，从而实现有关工作时效性和安全性。目前我国机械制造产业正在处在一个升级转型的重要阶段，它逐步从劳动密集型输出转向高附加值的制造产业，从而使机械工程自动化技术的应用价值和优势得到了充分的体现。

结语

随着人们环保意识的不断增强，绿色设计理念在机械制造中的应用越来越受到关注和重视。绿色设计理念应用于机械设计与制造，是时代进步的必然选择。机械设计与制造是影响工业产业发展的核心工作，相关企业在转型发展和高质量发展的过程中，要主动树立绿色发展理念，重视将绿色设计理念融入于机械设计与制造环节。

参考文献

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[2]李国岩.绿色设计理念在机械设计制造中的应用[J].科技资讯,2022,20(22):41-44.

[3]陈楚金.新时期机械设计与制造中的绿色设计法探析[J].科技风,2022(19):70-72.