1、绿色制造概述 姓名 学号 2011105004导师 专业 机械制造及其自动化 主要内容 绿色制造的提出绿色制造的概念与特点绿色制造体系绿色制造的内容 五绿 机械制造工艺中的绿色制造工艺绿色制造技术的应用绿色制造的发展趋势 绿色制造 生态环境遭到严重破坏 资源和能源日趋枯竭 传统的粗放式的机械制造模式产生了大量的工业废液 废气 固体废气物等污染 可持续发展战略的提出和实施 节能 降耗 少污染的制造模式 绿色制造的概念与特点 绿色制造 GreenManufacturing 简称GM 是指在保证产品功能 质量 成本的前提下 综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式 它使产品从设计 制造 使用到报废整
2、个产品生命周期中不产生环境污染或环境污染最小化 符合环境保护要求 对生态环境无害或危害极少 节约资源和能源 使资源利用率最高 能源消耗最低 绿色制造涉及制造 环境保护 资源优化利用三个领域 与传统制造有本质的区别 它对产品生命周期实施综合预防污染战略 通过减少污染源和保证环境安全的回收利用 使废弃物最小化或消失在生产过程中 从而降低了生产成本 绿色制造是一个动态的概念 绝对的绿色是不存在的 随着科技的发展 绿色制造的目标 内容会产生相应的变化与提高 并不断完善 绿色制造必须与市场需求 经济发展的动态相适应 它是一个不断发展的持续过程 绿色制造体系 绿色制造的内涵包括绿色资源 绿色生产过程和绿色
3、产品三项主要内容和两个层次的全过程控制 体系结构如图 五绿 影响制造系统的因素是多种多样的 因而决定了实施绿色制造涉及的问题和途径是多方面的 归纳起来 绿色制造技术从内容上应包括 五绿 即绿色设计 绿色材料 绿色工艺 绿色包装和绿色处理等五个方面 绿色设计绿色材料五绿绿色工艺绿色包装绿色处理 绿色设计是以环境资源保护为核心概念的设计过程 它要求在产品及其整个生命周期内 把产品的基本属性和环境属性紧密结合 优化各有关设计因素 除满足产品的物理目标外 使得产品及其制造过程对环境的总体负影响减到最小 在绿色制造实施问题中 绿色设计是关键 绿色材料是指在满足一定功能要求的前提下 具有良好的环境兼容性的
4、材料 绿色材料在制备 使用以及用后处置等生命周期的各阶段 具有最大的资源利用率和最小的环境影响 绿色工艺是指既能提高经济效益 又能减少环境影响的工艺加工技术 它与清洁生产密切相关 它要求在提高生产效率的同时 必须兼顾减少或消除危险废物及有毒化学品的用量 改善劳动条件 减少对操作者的健康威胁和相关环境的污染 并能生产出安全的 与环境兼容的产品 绿色包装作为产品的包装已经成为一个研究的热点 各种包装材料占据了废弃物的很大一部分份额 这些包装材料在使用和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
5、极大的危害 因此 产品应简化包装 或尽量选择无毒 无公害 可回收或易于降解的材料如纸等 既可减少资源的浪费 又可减少环境的污染和废弃物后的处置费用 绿色处理 即回收 在产品的生命周期中占有重要的位置 正是通过各种回收策略 使产品的生命周期形成了一个闭合的回路 寿命终了的产品最终通过回收又进入下一个生命周期的循环之中 它们包括重新使用或利用 继续使用或利用 为了便于产品的绿色处理 一般在设计中主要考虑产品的材料和结构设计 如采用面向拆卸的设计方法 拆卸是实现有效回收策略的重要手段 只有拆卸才能实现完全的材料回收和可能的零部件再利用 只有在产品设计的初始阶段就考虑报废后的拆卸问题 才能实现产品最终
6、的高效回收 机械制造工艺中的绿色制造工艺 少无切削技术 采用少无切削加工技术 可以大大减少加工余量 使用精铸 冷挤压等成型技术和工程塑料 从近似成形向净成形及仿形发展 不仅可节约传统毛坯制造时的能耗和物耗 同时还可大大减少产品的制造周期和生产费用 超高速加工技术 是近年来发展起来的一种集高效 优质和低耗于一身的先进制造工艺技术 由于该技术既可保证加工质量 又能降低能源消耗 同时还可大提高加效率 因此是绿色制造技术的一个发展方向 机械制造工艺中的绿色制造工艺 新型刀具技术 减少刀具损耗 尤其是复杂和贵重刀具材料的损耗 是降低材料消耗的一条重要途径 为此 可研究开发各种超高速加工 包括难加工材料
7、的新型刀具材料 深化对超高速加工选用刀具的工艺参数的优化研究 开发适应超高速加工的刀具 发展涂层刀具 提高刀具的耐用度和切削效率 快速原型制造技术 由于快速原型制造技术既可节约资源 又能减少加工废弃物 因此是很有发展前途的绿色制造技术 其特点主要是 没有或极少下脚料 因而相当环保 成功解决了计算机辅助设计中三维造型 看得见 摸不着 的问题 系统柔性高 只需要修改CAD模型 就可生成各种不同形状的零件 具有广泛的材料适应性 不需要专用的工装夹具和模具 大大缩短新产品试制时间 零件的复杂程度与制造成本关系不大 绿色制造技术的应用 快速成形技术 并行工程及敏捷制造 虚拟制造 智能制造和网络化制造等先
8、进制造技术都可纳入绿色制造技术的应用范畴 因为这些先进制造技术或减少了原材料和能源的耗用量 或缩短开发周期 减少成本 而且有些改进技术对环境起到了保护作用 不过目前能将绿色制造技术真正应用于企业生产的 也是较为成功的应用主要集中在汽车 家电等支柱产业上 绿色制造技术在汽车行业上的应用节约能源方面 将 绿色燃料 天然气作为汽车的能源 它的燃料同汽油相比 降低 非甲烷类降低等 同时也消除了铅 苯等有害物质的产生 适用于环境友好的材料方面 世界著名的汽车生产企业 采用轻型材料 铝材制造车身 使汽车重量减少 能耗也降低 部件回收在制造方面 上世纪90年代中期 美国仅汽车零件回收 拆卸 翻新 出售一项
9、每年就可获利数十亿美元 绿色制造技术的应用 IBM的绿色电脑IBM公司早在世纪年代初就开始致力于对产品的环境 健康 安全特性的研究 并成立了环境意识产品研究中心 专门致力于解决产品的回收和再利用问题 该公司近期开发出的易于分解 低电耗的家用pc机 每台机器上仅有三个螺钉 拆卸十分方便 有利于回收利用 机身塑料材料可重复利用 贵重金属零件翻新后可以组装在新机器上出售 部分零部件经处理后可以用于其他用途 如用来制造高科技玩具 既增加了经济益 又避免了旧机器被废弃而污染环境 其它实例惠普 HP 公司一个部门通过回收和再利用部件和金属 一年就节约了1700万美元 美国3M公司自1975年实行相关污染预
10、防措施 据估计 其节约的总成本已经累计达到10亿美元 柯达公司生产的一种名为 相迷救星 的照相机 其回收利用率在87 重量 以上 关键零部件重复利用在10次以上 绿色制造的发展趋势 未来的绿色设计和制造将趋于向全球化 社会化 集成化 并行化 智能化 产业化方向发展 研究开发适合绿色设计和制造需要的数据库和信息系统 如材料数据库 制造数据库 数据库及各种知识库 结合几种机电产品 研究具有环境意识的产品全生命周期设计理论 方法及设计决策支持系统 含相应数据库 知识库 并且该系统应尽量和系统集成在一起 可能的研究领域包括 材料的识别问题 网络化产品环境信息管理 产品全生命周期成本管理及其审计方法 电子产品的清洗问题 制造过程环境排放测量和监督 新型拆卸回收的方法和设备等 绿色设计和绿色制造会有明显的经济效益和社会效益 将促成一些新型的产业 如绿色产品综合评估和资格认证网络系统产业 绿色产品设计决策支持系统软件产业 绿色产品拆卸回收再利用企业及专门技术产业
