1、精選優質文檔-傾情為你奉上精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業專心-專注-專業精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業 南 京 工 程 學 院先 進 制 造 技 術課程作業學 生 姓 名 龔玲瓏 學 號 班 級 K數控082 課 程 教 師 許有熊 成 績 2011 年 12 月 10 日論綠色環保制造技術的現狀及發展趨勢1 引言 綠色環保制造技術：是指在保證產品的功能、質量、成本的前提下，綜合考慮環境影響和資源效率的現代制造模式。依靠科技進步，實現節資增效，減少廢物排放，建立生產、消費與環境、資源相互協調的發展模式。綠色環保制造技術是實現生態工業和社會可持續發展戰略的決定性因素與必由

2、之路，它對經濟、社會和環境的協調發展具有重要作用。采用綠色制造，使得在產品的整個生命周期過程中，能最大限度地減少對環境的負面影響，真正做到解決環境污染、節約原材料和能源、縮短生產周期、降低生產成本，提高企業的經濟效益，實現經濟、社會和環境三者之間的協調、優化的持續發展。 綠色制造(Green Manufacturing)，面向環境的制造(Manufactu“ng For Environment，MFE)，又稱環境意識制造(Environmentally Conscious Manufacturing，ECM)，是一種綜合考慮環境影響和資源效率的綠色制造模式，其目的是從設計、制造、使用到報廢處理

3、的整個產品生命周期中，對生態環境的負面影響最小，資源利用率最高，并使加工企業社會效益和經濟效益協調化。綠色制造是由制造問題、環境保護問題、資源的優化利用問題3個方面交叉形成的科學前沿領域，是一個涉及到整個產品生命周期的概念。綠色制造和傳統制造的最大區別2是傳統制造是一個從生產一流通一消費一廢棄的開式模式，而綠色制造則使產品從開發設計一生產制造一包裝一使用維修一報廢后，以及回收利用的整個產品生命周期中最大限度地減少對環境的負面影響，同時原材料和能源的利用效率最高。現代制造技術中提出綠色制造生產的閉式循環生產模式，就是在傳統制造開式生產模式的基礎上增加“回收和循環再利用”環節，如圖1所示。 綠色制

4、造的核心是在產品生命周期過程中實現“4R”減量化(Reduce)、重用(Reuse)、再生循環(Recycle)和再制造(Remanufacturing)3。減量化，從源頭就注意節約資源和減少污染；重用，要求產品及其零部件能夠重復利用；再生循環，要求生產出來的產品使用完后能重新生 成可以利用的資源，而不是無用的垃圾；再制造，對廢舊機械產品實現性能恢復和提升，以優質、高效、節能、節材、環保為準則，以進綠色制造技術為手段，對廢舊機械產品進行修復和改造。 因此，實現“綠色制造生產模式”包括3個層次：綠色資源(綠色原材料和綠色能源)；綠色生產過程；綠色產品。一個綠色產品的生命周期應該做“五綠”：綠色設

5、計、綠色材料、綠色工藝、綠色包裝和綠色回收處理。 綠色環保制造技術將帶來21世紀制造業的變革。綠色制造是實現生態工業和社會可持續發展的關鍵技術 ,正在引起人們的高度重視。綠色制造要求在產品的設計和制造過程中考慮產品的整個生命周期 ,從而實現產品全生命周期對環境的負面影響最小 ,資源利用率最高。本文從綠色制造觀念的產生、綠色制造技術的內涵特征及其具體內容等方面闡述了綠色制造技術的自然哲學意義環境、資源、人口是當今社會面臨的三大問題。依靠科技進步，實現節資增效，減少廢物排放，建立生產、消費與環境、資源相互協調的發展模式已成為人類社會可持續發展的必由之路。進入21世紀，在制造業實施綠色制造已勢在必行

6、。切削加工作為制造業重要而應用廣泛的加工方法正面臨新的挑戰，在此背景下，綠色制造技術應運而生綠色制造技術是指在保證產品的功能、質量、成本的前提下，綜合考慮環境影響和資源效率的現代制造模式。它使產品從設計、制造、使用到報廢整個產品生命周期中不產生環境污染或環境污染最小化，符合環境保護要求，對生態環境無害或危害極少，節約資源和能源，使資源利用率最高，能源消耗最低。傳統的制造模式是一個開環系統，即原料工業生產產品使用報廢二次原料資源，從設計、制造、使用一直到產品報廢回收整個壽命周期對環境影響最小，資源效率最高，也就是說要在產品整個生命周期內，以系統集成的觀點考慮產品環境屬性，改變了原來末端處理的環境

7、保護辦法，對環境保護從源頭抓起，并考慮產品的基本屬性，使產品在滿足環境目標要求的同時，保證產品應有的基本性能、使用壽命、質量等。 綠色制造技術是指在保證產品的功能、質量、成本的前提下，綜合考慮環境影響和資源效率的現代制造模式。綠色制造技術要求產品從設計、制造、使用到報廢整個產品生命周期中不產生環境污染或環境污染最小化，對生態環境無害或危害極少，資源利用率最高，能源消耗最低。 綠色制造技術的研究對象是綜合考慮環境影響和資源的有效利用，除明顯的環保預防及治理內容外，安全、健康、衛生、節約材料、節省能源、節省人力資源、提高生產效率等，都屬綠色制造的范圍。綠色制造技術是機械工業可持續發展理論的重要內容

8、，是產品標準、環境法規、顧客需求、產品服務、貿易奉獻、生態工業、安全健康和行業競爭的綜合反映。傳統制造和綠色制造的最大區別就是傳統制造只是根據市場信息設計生產和銷售產品，而其余就考慮得較少，傳統的制造模式是一個開環系統，即原料一工業生產一產品使用一報廢。綠色制造則通過綠色生產過程(綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理)生產出綠色產品，產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用，綠色制造技術是一個閉式循環系統，從設計、制造、使用一直到產品報廢及回收的整個壽命周期對環境影響最小，資源效率最高，也就是說要在產品整個生命周期內，以系統集成的觀點考慮產品環境屬性，對環境保護從源頭抓

9、起，改變了傳統的制造模式僅靠末端治理的環境保護辦法，并考慮產品的基本屬性，使產品在滿足環境目標要求的同時，保證產品應有的基本性能、使用壽命、質量等。采用綠色制造能最大限度地減少對環境的負面影響，同時原材料和能源的利用效率能達到最高。 實施綠色制造技術過程中，企業必須遵循以下原則：依據IS0140l的要求事項，建立、實施并不斷完善環境管理體系，定期對體系進行評審，確保體系有效實施-在企業的全部活動中自主地制定環境目標，進行環境保護；控制或減少設備開發和制造階段使用和排放對環境負效應大的物質，推進污染預防。在設備開發制造和廢棄過程中考慮資源的有效利用和再生利用，降低損耗。加強固體廢棄物的回收再利用

10、管理，減少污水、煙氣、噪聲等對環境的影響。開展節能降耗活動，合理利用能源資源。 1、注重綠色設計，實施綠色制造工藝技術 綠色設計是綠色制造技術的核心，設計階段是產品生命J吉i期的源頭，從源頭控制環境要素無疑是最有效的方法。目前機械制造業在綠色設計方面的主要內容包括： 編撰新的綠色材料手冊，實現綠色材料設計 要實施綠色制造首先要實現綠色材料設計。而實現綠色材料設計，不僅需要企業自身的努力，而且需要環保部門，研究單位與政府的共同協作要合理選擇材料。考慮其來源廣闊、價格低廉，毒性和污染性低，在目前還難以做到。因為機械設計手冊中只有常用材料的機械物理性能，如強度、延伸率、沖擊值、硬度等數據。并無其毒性

11、、副作用及來源是否廣泛的說明，這就給工程技術人員在產品設計中實施綠色制造帶來困難。因此，要編撰這種材料手冊不是單靠材料生產廠家、材料研究所工程技術人員就能解決的，而是一個大的系統工程。 2、改進零部件加工方法，實施綠色制造工藝技術 (1)實施綠色毛坯加工方法，盡量減少毛坯廢料 在毛坯制造階段，由于過去物資缺乏且流通困難，各企業幾乎都追求。麻雀雖小，五臟俱全”、“萬事不求人”的運作方式，致使設備更新換代慢，設備能力嚴重不足。這樣導致毛坯制造精度低，加工余量大、給后續機加工帶來困難、致使材料浪費大，資源利用率低。有一些中、小企業由于缺乏毛坯制造的大型設備，切削加工完成后的零件只有毛坯的40%50%

12、，有些毛坯制造方法本身如一些小型鑄造熔化設備(三節爐、沖天爐等)、鍛件加熱設備(燃煤、焦炭，燃重油的加熱爐等易產生S0，并形成酸雨。也對環境有較大的污染。所以要減少毛坯制造階段的污染，應減少中小廠自制毛坯，成立專業化鑄鍛廠，采用高效無污染、少污染的加熱設備和鑄鍛設備，提高毛坯的制造精度。 (2)實施綠色機械加工工藝方法 我國目前機械加工的水平還相當低。特別是一些中小工廠沒有數控機床。造成切削效率低、加工精度低、能耗大。提高數控化水平，盡量采用高效設備和刀具進行加工是所有工廠的必由之路。然而，由于中小工廠缺資金、缺技術，數控化還要經歷相當長的時期，所以建議首先采用經濟型數控系統對現有機珠進行改造

13、，并對工人進行數控技術的培訓。 另外，要注意機加工時冷卻液的選擇和使用。如有的工廠在滾由插齒，銑削等加工時，為了提高刀具耐用度，對刀具采用離子鍍膜或涂層處理使切削速度大大提高，而冷卻液仍然使用原來低、中速切削時所用的極壓切削油。由于切削油冷卻能力不足，揮發性大，使車間里充滿揮發的油霧，造成車間的空氣污染。 (3)積極推廣干切削加工方法，有效節約資源 在機械加工中，綠色制造工藝技術主要是在切削和磨削上采用干切削和干磨削的方法來進行加工。常規的加工方法例如車削、銑削、磨削等，都需要切削液來幫助加工。切削液在加工中的作用主要有冷卻、潤滑、排屑和清洗的作用。但是，隨著高速加工技術的迅猛發展，加工過程中

14、使用的切削液用量越來越大，其流量有時高達80l00L/min。大量切削液的使用造成了很多有害影響，如零件的生產成本大幅度提高，環境污染嚴重，對工人的身體健康造成危害等。如在磨削加工時，采用油基磨削液會產生油氣，煙霧，使生產環境惡劣，而且磨削液的后期處理成本太高，要改善這種情況可以采用干磨削方式來加工。干式加工是在加工過程中不采用切削液的一種加工方法。由于在加工過程中不采用切削液，所以可獲得潔凈無污染的切屑，省去了切削液及其處理的高額費用。 千切削加工方法有很多種，如干車削，干銑削、干鉆削、干式螺紋加工、干式齒輪加工等。其中干車削是研究和應用最多的一種加工方法。干式加工并不是簡單地取消切削液就可

15、以實現，它對刀具材料、機床結構，工藝技術等均有較高的要求。所以，目前它的應用范圍還比較有限，而完全采用濕加工又有資源浪費和環境保護等方面的問題。如果將干、濕加工的優點結合，既能夠達到加工要求，又能夠使切削液的費用降到最低，達到與干切削相同的要求，這種切削方式稱為準干式切削。準干式切削是一種介于濕式切削和純干式切削之間的一種切削方式。一般濕式切削時切削液消耗量可能在5L/min以上，而準干式切削時切削液消耗量可能在50mL/h以下，從而有效節約資源，降低能耗。 4、實施綠色包裝與回收 在產品包裝階段主要是選擇合適的包裝技術和材料實施綠色包裝，目前國內使用的包裝材料基本是瓦楞紙板、木板，塑料為主。

16、紙板由于易于回收、可降解，污染小而被廣泛采用。但前期制作對環境造成的污染較大，而且強度低、易導致被包裝物品的損壞。木板由于強度高也被廣泛用于大型機電產品的包裝，但由于木材是不可再生材料，使用過多會因樹木的大量砍伐導致生態失衡；塑料制品也廣泛用做包裝材料，但由于廢棄后不可降解，易造成環境的污染。目前，許多地方把蜂窩紙板包裝列為推廣對象，為降低商品在流通過程中的破損率，提高包裝產品質量起到了積極的作用。除此之外，還應進一步開發農作物秸稈緩沖包裝材科、聚乳酸發泡材料。廢紙和淀粉制包裝用泡沫填料等新型包裝材料。2 國內外研究現狀 1.技術發展趨勢 “綠色浪潮” 當前，世界上掀起一股“綠色浪潮”，推行綠

17、色制造技術，發展相關的綠色材料、綠色能源和綠色設計數據庫、知識庫等基礎技術，生產出保護環境、提高資源效率的綠色產品。環境問題已經成為世界各國關注的熱點，并列入世界議事日程，制造業將改變傳統制造模式，推行綠色制造技術，發展相關的綠色材料、綠色能源和綠色設計數據庫、知識庫等基礎技術，生產出保護環境、提高資源效率的綠色產品，如綠色汽車、綠色冰箱等，并用法律、法規規范企業行為，隨著人們環保意識的增強，那些不推行綠色制造技術和不生產綠色產品的企業，將會在市場競爭中被淘汰，使發展綠色制造技術勢在必行。 2目標 （1）提出綠色設計理論和方法，建立綠色產品設計指標評價體系，提出綠色設計工具，并與其它設計工具（

18、如CAD、CAE、CAPP等）集成，形成集成環境。 （2）與企業結合選擇若干典型產品，建立產品綠色制造示范點。 （3）以汽車為對象，提供可回收、可拆卸成套技術，并與企業結合，建立示范點。2主要研究內容 （1）綠色產品設計評價系統模型的建立 綠色產品設計理論和方法從壽命周期角度對綠色產品的內涵進行全面系統的研究，提出綠色產品設計理論和方法。 綠色產品的描述和建模技術在綠色產品設計理論和方法的基礎上，對綠色產品進行描述，建立綠色產品評價體系，在產品生命周期中，對所有與環境相關的過程輸入輸出進行量化和評價，并對產品生命周期中經濟性和環境影響的關系進行綜合評價，建立數學模型。 綠色產品設計數據庫建立與

19、綠色產品有關的材料、能源及空氣、水、土、噪聲排放的基礎數據庫，為綠色產品設計提供依據。 典型產品綠色設計系統集成針對具體產品，收集、整理面向環境設計的資料，形成指導設計的設計指南，建立綠色產品系統設計工具平臺，并與其它設計工具（如CAD、CAE、CAPP等）集成，形成集成的設計環境。 （2）綠色產品清潔生產技術 節省資源的生產技術本項目主要從減少生產過程中消耗的能量、減少原材料的消耗和減少生產過程中的其他消耗三方面著手研究。 面向環保的生產技術主要研究減少生產過程中的污染，包括減少生產過程的廢料、減少有毒有害物質（廢水、廢氣、固體廢棄物等）、降低噪聲和振動等。 產品包裝技術包裝是產品生產過程中

20、的最后一個環節，產品包裝形式、包裝材料、以及產品貯存、運輸等方面都要考慮環境影響的因素。 （3）產品可拆卸、可回收技術 產品可卸性技術提出產品可卸性評價方法，提出產品可卸性評價指標體系，進行可拆卸結構模塊劃分和接口技術研究。 產品可回收技術提出可回收零件及材料識別與分類系統，并開展零件再使用技術研究，包括可回收零部件的修復、檢測，使其符合產品設計要求，進行再使用（再使用包括同化再使用和異化再使用）技術、材料再利用技術的研究（包括同化再利用和異化再利用）。 （4）機電產品噪聲控制技術 聲源識別、噪聲與聲場測量以及動態測試、分析與顯示技術； 機器結構聲輻射計算方法與程序； 機器結構振動和振動控制技

21、術； 低噪聲優化設計技術； 低噪聲結構和材料； 新型減振降噪技術 （5）面向環境、面向能源、面向材料的綠色制造技術 面向環境的綠色制造技術研究使產品在使用過程中能滿足水、氣、固體三種廢棄物減量化、降低振動與噪聲等環境保護要求的相關技術。面向能源的綠色制造技術研究能源消耗優化技術、能源控制過程優化技術等以達到節約能源、減少污染的目的。面向材料的綠色制造技術研究材料無毒、無害化技術，針對高分子材料，研究廢舊高分子材料回收的綠色技術，高分子過濾材料功能膜材料，玻璃纖維氈增強熱塑性復合材料等。對現有材料的環境性能改進技術等。2.1 國內研究現狀 國內一些高等院校和研究院所在國家科委、國家自然科學基金會

22、和有關部門的支持下對綠色制造技術進行了廣泛的研究探索。機械科學研究院已完成了國家科委“九五”攻關項目清潔生產技術選擇與數據庫的建立、機械工業基金項目綠色設計技術發展趨勢及對策研究。圍繞機械工業中九個行業對綠色技術需求和綠色設計技術自身發展趨勢進行了調研，在國內首次提出適合機械工業的綠色設計技術發展體系，同時還進行了車輛的拆卸和回收技術的研究。目前正在開展國家自然科學基金項目“環境綠色技術評價體系的研究”。以環境保護綠色技術評價體系為研究載體，將ETV評價技術導入機械制造業的綠色設計、綠色制造，建立制造業的綠色概念、描述方法和ETV評價體系。清華大學為創建綠色大學，已將綠色工程技術列為優先發展和

23、支持項目，在美國“China Bridge”基金和國家自然科學基金會的支持下，已與美國“Texas Tech University”先進制造實驗室建立了關于綠色設計技術研究的國際合作關系，對全生命周期建模等綠色設計理論和方法進行系統研究，取得一定進展。 上海交通大學針對汽車開展可回收性綠色設計技術的研究，與Ford公司合作，研究中國轎車的回收工程問題；與內貿部中國物資再生利用華東分公司合作，撰寫了“探討中國汽車銷售、維修、二手車交易及回收利用一條龍管理模式的可行性報告”；與法國柏林工業大學IWF研究所建立了合作關系，在廢棄工業品回收方面展開了研究工作。合肥工業大學開展了機械產品可回收設計理論和

24、關鍵技術及回收指標評價體系的研究。重慶大學承擔了國家自然科學基金和國家863CIMS主題資助的關于綠色制造技術的研究項目，主要研究可持續發展CIMS（SCIMS）的體系結構研究、清潔化生產系統和體系結構及實施策略、清潔化生產管理信息系統等。華中理工大學、浙江大學、北京航空航天大學等高院校也開展了綠色制造技術研究。國內已形成了一支從事綠色制造技術研究的專業隊伍，為我國發展綠色制造技術奠定了基礎。2.2 國外研究現狀 國外不少國家的政府部門已推出了以保護環境為主題的“綠色計劃”。1991年日本推出了“綠色行業計劃”，加拿大政府已開始實施環境保護“綠色計劃”。美國、英國、德國也推出類似計劃。目前，在

25、一些發達國家，除政府采取一系列環境保護措施外，廣大消費者已熱衷于購買環境無害產品的綠色消費的新動向，促進了綠色制造的發展。產品的綠色標志制度相繼建立，凡產品標有“綠色標志”圖形的，表明該產品從生產到使用以及回收的整個過程都符合環境保護的要求，對生態環境無害或危害極少，并利于資源的再生和回收，這為企業打開銷路、參與國際市場競爭提供了條件。如德國水溶油漆自1981年開始被授于環境標志（綠色標志）以來，其貿易額已增加20。德國目前已有60種類型3500個產品授予環境標志，法國、瑞士、芬蘭和澳大利亞等國于1991年對產品實施環境標志，日本于1992年對產品實施環境標志，新加坡和馬來西亞也在1992年開始實施環境標志。目前已有20多個國家對產品實施環境標志，從而促進了這些國家“綠色產品”的發展，在國際市場競爭中取得更多的地位和份額。國際經濟專家分析認為，目前“綠色產品”比例大約為510，再過10年，所有產品都將進入綠色設計家族，可回收、易拆卸，部件或整機可翻新和循環利用。也就是說，在未來10年內綠色產品有可能成為世界商品市場的主導產品。3 結論21世紀的經濟競爭是一場“綠色的競爭”，采用綠色制造技術是制造業實施可持續發展戰略、解決環境問題、實現新騰飛的必由之路。現