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摘要:在機械設計制造中融入綠色理念,是促進機械制造業健康穩定、可持續發展的重要保障,同時有利于協調自然與社會經濟之間的關系。本文主要介紹了綠色理念的基本概念和內容,分析了機械設計中綠色理念的優勢,并探討綠色理念在機械設計制造中的具體運用。
關鍵詞:綠色理念;機械設計;機械制造;運用分析
綠色理念貫穿于各行各業,對于機械設計制造行業同樣重要,綠色理念為其發展提供全新的思路、指明科學的方向。在機械設計過程中使用綠色理念,極大地響應了建立資源節約型社會的號召,同時對貫徹落實可持續發展戰略有著深遠意義,有利于國民經濟實現更大的發展與突破。
1綠色理念在機械設計制造中應用的意義
機械生產的第一步是機械設計,機械性能的高低很大程度上取決于機械設計水平,其主要是與機械產品的使用要求進行結合,對產品的構造、運作原理、零件材料、零件型號、運行形式、能量傳遞等相關內容開展分析與精密的計算,進一步設計出滿足使用條件的機械產品。而可持續發展是綠色理念的主要核心,是有效保障產品從0到1所有環節的質量,在機械設計制造中運用綠色理念,能夠提高效率、降低機械制造成本、最大化提高企業的經濟效益和社會效益。因此,通過在機械設計制造中結合綠色理念,堅持以“健康、可持續”進行生產,減少和有效控制有害物質的排放,保護生態環境,從而促進機械制造行業的長遠發展。
2綠色理念在機械設計制造中的運用分析
2.1綠色理念的機械設計應用
設計方案對于機械設計非常重要,而綠色機械設計的主要內容包括機械產品的設計理論,以先進的技術以及設計理論作為依托,結合實際的自然環境條件,實現優化資源配置和可持續發展。必須要從多個角度出發,充分考慮對環境、經濟和實用等各個方面。要結合綠色理念,機械設計應用需要從以下幾個方面入手。(1)綠色機械產品的成本需求分析。在機械產品制造前,必須先進行合理的設計,尤其是在產品進行使用后,還要著重考慮回收和重復利用等相關問題。回歸綠色理念的機械產品成本需求分析,需要重點分析產品是否可以回收、循環利用的成本以及在處理其污染物質等。(2)機械產品的可拆裝設計分析。對于機械產品,拆卸環節不可忽視,沿用傳統設計方法會導致機械產品在拆卸過程中不可避免地損傷各個部件。為了提高產品的拆卸效率,降低損傷度,在產品設計中要重點考慮拆卸過程對產品部件的保護性,避免浪費資源,循環利用部件。(3)注重產品的可回收性設計。產品的可回收性是機械設計制造中重點考慮的因素。在經歷了一系列的更新換代后,產品勢必要面臨回收的問題。因此,要仔細分析產品的每個零部件,權衡其材料在回收中的成本高低,包括產品具體的工藝和方法等。在機械設計制造中,使產品不同零部件及材料的價值做到“物盡其用”,最大化地發揮其價值,同時降低和控制回收過程對環境所造成的污染。(4)建立完整的綠色機械設計數據庫。數據庫是充分掌握設計參數的重要方式。在數據庫當中,設計人員能夠實現機械制造過程中相關參數的備份。同時,通過系統化的存儲和分析設計數據,以了解和掌握機械設計當中資源的選用和相關開支等,有利于綠色設計的實踐。
2.2綠色機械設計中材料的選擇
在機械設計中選材非常關鍵,材料的選擇應建立在環保與健康的基礎上。由于社會的快速發展,傳統機械制造原材料需要進行優化和升級,同時要考慮到機械制造過程中使用的特殊化學物質材料,包括汞、鉛等。諸如此類的有害物質會產生環境問題。若處理不妥,對于環境的破壞程度更加嚴重,因此,對于材料的選擇要把好關。這也是綠色機械設計理念中的重要體現。針對機械設計的綠色選材,要遵循以下3項基本要求:(1)堅持選用環保材料。不同于傳統的機械設計,綠色機械設計在材料選擇方面要著重考慮材料的環保性能,不能僅考慮材料的技術性和經濟性。通常情況下,綠色機械設計在選擇材料時,最好遵循2個原則:①堅持采用循環使用性能較好的材料。②盡量避免采用不能循環使用的材料。雖然當前綠色材料的使用還未普及,但未來綠色材料在機械設計中的使用將會更加廣泛。將綠色材料運用到機械設計中,可以有效地解決機械在制造、使用以及廢棄處理中的環境問題。(2)減少使用材料的種類。在綠色機械設計過程中,使用過多種類的材料會增加材料回收利用的難度,使環境的威脅更加嚴重。因此,在使用材料時要控制種類的選擇。比如在設計機械金屬箱的過程中,避免使用不同的金屬進行焊接,與此同時,盡量將金屬箱設計成多個獨立部分構成、且容易拆分的整體。(3)盡量規避加涂層材料的使用。部分產品看起來光鮮亮麗,且具備較強的耐腐蝕性,其原因是表面添加了涂層或鍍層,這很可能會造成環境污染。①涂層、鍍層的原料一般具有毒性。②有涂層的材料很難進行回收利用,若廢棄則存在環境安全隱患。因此,在進行綠色機械設計選材時,最好不要采用加涂層材料。
2.3實現綠色制造
制造在整個機械設計制造領域中極其關鍵,涉及產品的價值和受歡迎度等。在制造環節中,企業為了強化產品的吸引力,會刻意增加產品的外在價值。然而實際上,內在價值對于機械產品而言才是核心關鍵點,企業往往會本末倒置,這些外在的東西并不會增加外在價值,反而使制造成本進一步增加。在制造機械產品過程中刻意增加產品的外在價值,不僅會對環境造成污染,同時還加劇了各種資源的消耗,最終無法實現機械制造所帶來的效益。因此,在制造機械產品中,要堅持“綠色經濟、節約經濟、環保經濟”的理念,優化綠色制造工藝,將綠色制造的理念貫徹到底,同時還要加強機械制造工藝過程中的管理,規范機械制造工藝行為,確保原材料能滿足生產工藝的要求,還可以有效地適應環境,降低能源的消耗,提高能源的利用率,從而創造更加健康和諧的環境。
3綠色設計制造實例分析
空調是日常家電之一,通過對新型空調的設計與制造進行分析為例。在空調設計的初步階段,要充分了解和熟悉空調的整個行業,在設計方案中融入綠色理念,不斷創新,通過多種方式征詢更多關于綠色設計的創意,同時分析和調查消費者對于空調所能接受的價格范圍;此外,對空調的生產工藝和生產材料進行科學合理的分析,對企業生產能力和設備情況進行檢驗和考核。在設計空調的過程中,要重視產品的工藝材料、使用環境,要對產品使用環境、外觀和消費心理等各類因素進行分析。通過一系列的市場調查,進一步鎖定了消費人群,對產品的價格進行研究和定位。最終確認空調的價格區間設置在2000~5000元,其消費的主要群體是建立家庭的青年和中年。這類人群的消費能力較高、收入比較穩定,對空調有著更大的需求,且要求質量較高。炎熱的夏天,空調能調節到適合生活、工作、學習的溫度,使人處于更為舒適的狀態,效率也大大提升。此外,消費者非常注重空調外觀、環保性能及自身健康的影響等方面。在設計方案通過審核后開始進入生產環節,采取材料可實現回收再次使用的聚碳酸醋類材料,減少有害、有毒材料的釋放。關于空調的運輸和銷售,為了減少運輸量,可合理設置更多銷售點;產品到后將包裝拆除再使用;實現空調零輻射,保護人體健康,同時使用最新技術達到綠色環保的效果。
4結語
綠色理念是一種符合現代經濟社會發展的重要發展戰略,可以實現機械制造產品的低耗能、高利用率、低成本和高回收率,進一步提高機械產品的社會價值與經濟價值,推動可持續發展,是未來世界發展的主流。
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作者:陳志方 單位:佛山市高明基業冷軋鋼板有限公司