单位文秘网 2021-07-04 01:21:01 点击: 次
摘要:指出了绿色设计是一种全新的设计理念,也是人类可持续发展的基础。从分析绿色设计的意义出发,论述了绿色设计的内涵,阐述了实现机械产品绿色设计的途径,最后指出了机械产品绿色设计发展趋势。
关键词:绿色制造;绿色设计;机械产品
中图分类号:TH122文献标识码:A文章编号:16749944(2014)10024602
1引言
随着社会的不断发展,人们越来越关注低碳、环保与可持续发展等。机械产品在生产和使用的过程中,会产生大量的工业废液、废气和废弃物。尤其是我国目前仍采用高投入的粗放型发展模式,资源和能源消耗大,效益低,环境污染严重,这种发展模式给制造业的发展带来了严峻的挑战,也成为制约中国制造业发展的瓶颈。本文讨论机械产品绿色设计的内涵和实现途径。
2机械产品绿色设计的内涵
机械产品绿色设计与传统的设计有着很大的不同。传统设计是以满足人的需求和解决问题为出发点,从功能上入手,在强度上保证。按照传统设计理念,机械产品的生命周期终止于产品的使用寿命完结,这样就使很多能够直接回收利用的机械产品成为了废铁和垃圾,即使再利用,也是通过回炉冶炼成为原材料的方式,这就造成了物质和人力资源的浪费。而绿色设计着重考虑的是产品循环属性,以资源的充分利用、对环境的影响、可拆卸性、可回收性、可重复利用等性能作为设计目标来进行产品的设计,是在产品的整个生命周期内,包括设计、制造、运输、销售、使用或消费、废弃处理等环节。绿色设计不仅要考虑保证产品应有的基本功能、使用寿命、经济性和质量,且主要是以节约资源、保护环境为核心。
在绿色设计理念的指导下,机械产品的生命周期应是一个循环过程,它打破了传统的产品寿命终止于产品的生命周期完结这个思路。从原材料经过加工生产成为产品,经过使用后成为废品,而废品再通过拆卸、回收,部分零部件可以直接进入新产品的装配领域,通过废品材料降解进入原材料加工程序,从而形成一个循环的生命周期。
机械产品绿色设计是对传统设计方法的发展和创新,它是站在整个社会系统的角度研究了机械产品的生命周期,同时提出了机械产品可持续的各种设计方法。
3机械产品绿色设计的重要途径
根据机械产品生产制造各要素对环境的影响,分析各要素的绿色途径,目前,机械产品的绿色设计实现的途径主要体现在以下几个方面。
3.1机械产品可拆卸设计
机械产品绿色设计发展趋势是要具有良好的拆卸性能,可拆卸性要求在产品设计的初期就将可拆卸性作为结构设计的一个评价准则,充分考虑到产品中各种不同联接关系的拆卸特点,使所设计的结构易于拆卸,维护方便,在产品报废后可重用部分能充分有效地回收和重用,以达到节约资源和能源的目的。拆卸性能好的产品,在产品的装配、维修、检查过程中不易造成意外损坏,对于报废机械产品中可以直接继续使用的零部件,尽可能采用简单的结构和外形,组成产品的零部件材料种类尽可能少,采用易于拆卸的联接方法,拆卸部位的紧固件数量尽可能少等等。
3.2机械产品可回收、再制造设计
机械产品的回收再制造是绿色产品生命周期中的重要环节。在产品设计时,充分考虑产品零件回收及再利用的可能性,在其新产品中可以利用使用过的或废弃产品中的零部件及材料,充分考虑机械产品的循环重用,采用可拆卸设计、模块化设计等方法,便于机械产品报废后进行再制造。
3.3绿色设计材料的选取
传统设计中,材料选择只注重材料的机械性能、加工工艺性能和经济性能,而忽略材料对环境的影响等因素,不去考虑材料的回收及循环利用。材料选取是绿色制造的源头,在满足设计要求的前提下,应优先选用可再生的材料,尽量选用可回收材料,以提高资源利用率,实现可持续发展;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;避免选用有毒、有害、有污染、有辐射的材料。所用材料应易于回收、再利用、再制造。
当前,机械产品上所使用的材料有些是可回收利用的,如金属材料等。但也有些是不易分解或对环境有害的物质,如工程塑料、玻璃钢等一些非金属材料。所以,我们要从环保的角度出发研究新型材料,开发出适合绿色产品设计的绿色材料。
3.4机械产品的绿色生产
机械产品的绿色生产是将绿色设计的思想转化为最终产品的过程,包括绿色工艺、绿色生产设备、绿色管理等。在产品的生产中,采用废弃物少、污染小、资源消耗少的工艺方案,最大程度地减少机械加工过程中对环境的影响,提高资源利用率;采用干式切削技术等绿色加工方法,以减少切削液对车间环境的污染,实现清洁化生产;在满足零件性能要求的前提下,尽量选择少切削或无切削的加工工艺,如快速成形技术来减少材料的使用量和资源的消耗。
3.5机械产品的绿色包装
包装对机械产品的整体形象、产品竞争力具有重要的影响。包装材料废弃后的处置给环境带来了极大的负担,尤其是一些塑料和复合化工产品,很多是难以回收和再利用的,只能焚烧或掩埋处理,有的降解周期可达上百年,给环境带来了极大的危害。产品包装应尽量选择无毒、无公害、可回收或易于降解的材料,如纸;可重复利用的材料,如EPS聚苯乙烯等。此外,产品的包装应抛弃求新、求异的消费理念,简化包装,这样既可减少资源的浪费,又可减少环境的污染和废弃物的后处置费用。
2014年10月绿色科技第10期
马雪洁,等:机械产品绿色设计探析工程与技术
4机械产品绿色设计与制造发展趋势
机械产品绿色设计是人类社会可持续发展战略在现代制造业中的体现。在机械产品的设计、制造、使用以及报废后废弃处置的整个产品生命周期中,绿色设计对环境的负面影响小,资源利用率高。随着社会对生态环境的重视,公众环境意识的提高,相关法律法规的进一步完善,越来越多的企业开始进行绿色设计与制造,机械产品绿色设计将是今后发展的方向。
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