機械設(shè)計與制造的綠色設(shè)計法探討

時間:2022-01-09 04:00:12

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機械設(shè)計與制造的綠色設(shè)計法探討

1.綠色設(shè)計的內(nèi)涵

在機械產(chǎn)品的設(shè)計階段,就應(yīng)充分考慮到產(chǎn)品在使用廢棄后的回收利用性以及可拆卸性。(2)綠色設(shè)計法提出了生產(chǎn)企業(yè)與產(chǎn)品設(shè)計者應(yīng)在節(jié)約資源和保護環(huán)境上主動承擔起一定的社會責任。尤其對于大型或大量的機械產(chǎn)品制造,企業(yè)在加工生產(chǎn)這些產(chǎn)品的同時,還應(yīng)在可能的范圍內(nèi),主動承擔產(chǎn)品的回收與再次利用的義務(wù)。(3)在人類資源日益枯竭,生存環(huán)境不斷惡化的新時期背景下,綠色設(shè)計法是對傳統(tǒng)設(shè)計理念和設(shè)計方法的創(chuàng)新與改良,體現(xiàn)了人們對環(huán)境及資源的重視,以及對整個機械產(chǎn)品設(shè)計學科認識的深化。

2.機械設(shè)計制造綠色設(shè)計的主要內(nèi)容

2.1綠色材料的選擇與管理

綠色材料即可回收、可再生,且對環(huán)境污染較小、低能耗的材料。因此在機械設(shè)計中應(yīng)首先選用環(huán)境兼容性好的材料與零部件,并盡量避免選用有輻射性、有毒或有害的材料。要求所用材料能夠有利于回收、再利用、再制造或易于降解,從而實現(xiàn)機械制造業(yè)在資源利用率方面的上升,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。同時,在機械設(shè)計與制造中,還應(yīng)當盡量減少所選用材料的種類,從而降低產(chǎn)品在廢棄后的回收成本。例如:模具材料的綠色程度對最終產(chǎn)品的綠色性能有著重要的影響,可通過舍棄過往對材料表面進行化學處理的方法,而改用物理方法實現(xiàn)防腐與脫模;選用對環(huán)境危害較小的鎳磷鍍代替電鍍鉻;用不銹鋼材料來加工防腐模具來代替電鍍的方式等等。

2.2拆卸性設(shè)計

在傳統(tǒng)的設(shè)計方法中多數(shù)只是考慮到產(chǎn)品的可裝配性,而較少考慮到產(chǎn)品的拆卸性。綠色設(shè)計中著重要求將拆卸性作為機械設(shè)計與制造中,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計評價的一個重要準則,從而使產(chǎn)品在報廢以后,能夠?qū)ζ淞悴考崿F(xiàn)高效且不加破壞的拆卸,以便有利于材料和零部件的重新利用與循環(huán)再生,進而達到保護環(huán)境和節(jié)省資源的目的。拆卸性設(shè)計的基本原則主要包括以下幾點:第一,應(yīng)實現(xiàn)產(chǎn)品零件的多功能性,從而降低應(yīng)拆卸零部件的數(shù)目以及拆卸時的工作量;第二,應(yīng)避免在設(shè)計時,對有相互影響的材料進行組合,盡量避免零部件的污損;第三,在機械設(shè)計與制造中,應(yīng)減少零件的多樣性,并努力向著零件的標準化、模塊化和系列化方向發(fā)展。

2.3可回收性設(shè)計

可回收性設(shè)計是指在設(shè)計中,充分考慮到產(chǎn)品各零件回收再利用的可能性,以及相應(yīng)的回收處理方法和回收費用等問題??苫厥招栽O(shè)計一般包括兩種途徑,即零部件的再利用和原材料的再循環(huán),在當前鑒于材料再循環(huán)的困難與高昂的成本,因此較為合理的可回收性設(shè)計應(yīng)重點突出零部件的再利用??苫厥招栽O(shè)計的主要措施包括了以下幾點:在機械設(shè)計與制造中,盡量使用可重新利用的材料;使用對環(huán)境影響較小的材料,例如可再生材料、易回收材料以及無毒無害材料等;對于已使用過的零部件進行再加工和翻新等措施。

2.4綠色產(chǎn)品的成本分析

在對機械制造業(yè)中綠色產(chǎn)品的成本分析,應(yīng)與傳統(tǒng)的成本分析有所區(qū)別,在綠色產(chǎn)品設(shè)計的初期,即綜合考慮到產(chǎn)品在回收、再利用上的性能。因此在作綠色產(chǎn)品的成本分析時,必須考慮到產(chǎn)品拆卸、污染物替代、特殊產(chǎn)品相應(yīng)的環(huán)境成本以及重復(fù)利用成本等等。綠色產(chǎn)品的成本分析應(yīng)在每一次設(shè)計選擇時進行,以便于設(shè)計出的產(chǎn)品更突出綠色環(huán)保性,且成本更低。

2.5綠色產(chǎn)品的設(shè)計數(shù)據(jù)庫

綠色產(chǎn)品的設(shè)計數(shù)據(jù)庫應(yīng)詳細包括了產(chǎn)品壽命周期中與經(jīng)濟性、環(huán)境性等相關(guān)的一切數(shù)據(jù),如材料成分、各類材料對環(huán)境的影響數(shù)值、材料的自然降解周期、人工費用以及機械制造中裝配、銷售和使用所產(chǎn)生的附加數(shù)量與環(huán)境的影響值等等。因此綠色產(chǎn)品的設(shè)計數(shù)據(jù)庫對了機械產(chǎn)品的設(shè)計與制造過程都有著舉足輕重的影響與作用。

2.6綠色產(chǎn)品的包裝設(shè)計

對綠色產(chǎn)品的包裝設(shè)計,應(yīng)重點突出以下幾方面原則:首先應(yīng)材料最省,即綠色產(chǎn)品的包裝在滿足銷售、保護以及提供充足信息功能的前提下,所適應(yīng)材料應(yīng)最少且文明適度的包裝;其次,應(yīng)盡量選用可回收或易于降解,且對人體無毒害性的包裝材料,例如使用EPS、聚乙烯產(chǎn)品等在大自然中易于自然分解且不會污染環(huán)境的材料;最后,所選用的包裝材料應(yīng)易于再循環(huán)和回收利用,通過再循環(huán)使用和重復(fù)使用的包裝,從而提高包裝物的生命周期,有效降低包裝廢棄物的出現(xiàn)。

3.總結(jié)

在我國加入WTO以及可利用資源日益枯竭的新時期背景下,機械設(shè)計與制造中的綠色設(shè)計應(yīng)重點從節(jié)約能源和保護環(huán)境的角度出發(fā),并充分體現(xiàn)以自然為本的設(shè)計思想,從而在保證產(chǎn)品應(yīng)有的功能、使用壽命和質(zhì)量等要求的基礎(chǔ)上,近可能的設(shè)計出更加簡潔、完美和長久的產(chǎn)品。

本文作者:于崇飛工作單位:秦皇島首鋼長白機械有限責任公司