新時期背景下機械設(shè)計與制造中的綠色設(shè)計探討

丁猛

北京住總第一開發(fā)建設(shè)有限公司 北京 100029

1 綠色機械設(shè)計制造概念

綠色設(shè)計理念的主要內(nèi)涵，就是實現(xiàn)對資源的重復(fù)利用、減少污染和提升資源的利用效率，因此也可以理解為自然環(huán)境設(shè)計理念和生態(tài)設(shè)計理念等。綠色理念在機械設(shè)計制造中，能幫助其在機械設(shè)計制造過程中加強對制造產(chǎn)品的再回收利用，從而實現(xiàn)資源的重復(fù)利用，減少資源的浪費[1]。綠色機械設(shè)計理念是在傳統(tǒng)設(shè)計理念上的創(chuàng)新和完善，因此綠色設(shè)計理念在正式進行機械設(shè)計制造之前，要先對市場進行分析，然后根據(jù)市場需求和產(chǎn)品的具體要求進行產(chǎn)品圖紙和方案的構(gòu)思和設(shè)計。綠色設(shè)計理念下的設(shè)計方案圖紙一定要經(jīng)過嚴格的審核，這樣才能確保其綠色的設(shè)計效果，符合可持續(xù)發(fā)展理念。

2 綠色理念在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用分析

2.1 綠色材料選擇

在綠色設(shè)計時，最為主要的因素是對材料進行選擇，只有選擇相對環(huán)保的材料，這樣降低制造階段引起的污染，所以，無論是出于經(jīng)濟性原則還是安全性原則，都應(yīng)該選擇節(jié)能環(huán)保的機械綠色材料。在機械制造時，工作人員傳統(tǒng)使用的材料中會包含一定量的鉛或者汞，這兩種材料中都具有對人體有害的物質(zhì)，不僅影響人們安全，還無法回收利用?；诖?，科學(xué)選擇材料顯得尤為重要，首先，材料選擇。工作人員要基于設(shè)計、制造要求來選擇材料，確保其可以滿足設(shè)計性能相關(guān)要求，在選擇時，要考慮材料是否具有耐高溫或者耐腐蝕性，由于機械制造經(jīng)常要在高溫環(huán)境下進行作業(yè)，這就需要材料滿足耐高溫要求，這樣才能達到機械制造目的。在考慮完材料基本性能和要求后，要查看材料是否是無毒性的，避免選擇有毒材料。其次，強化材料管理。當材料選擇結(jié)束后，需要由監(jiān)督人員仔細審核材料，查看材料是否滿足綠色要求，這樣既可以為生產(chǎn)工序打下基礎(chǔ)，確保在生產(chǎn)階段順利進行，還能讓材料實現(xiàn)再利用。

2.2 綠色設(shè)計理念對材料的要求

綠色設(shè)計理念對機械設(shè)計制造的材料有著嚴格的要求，其材料不僅要具有無污染性、環(huán)保性、相對環(huán)境兼容性還要能保證機械產(chǎn)品的性能，還要考慮材料的經(jīng)濟效益。在這其中最重要的就是材料的環(huán)保性能，所以在進行材料選擇時，不能選擇含有鉛和汞等這一類的有害化學(xué)成分的材料，以此避免在機械設(shè)計制造過程中產(chǎn)生對環(huán)境的污染[2]。還要考慮材料的回收率保證其能夠符合回收標準，以便于機械產(chǎn)品達到使用年限報廢以后還能進行材料的回收，把剩余的價值充分利用起來。因機械產(chǎn)品的用途多樣化，所以還要根據(jù)機械產(chǎn)品的具體用途，選擇相適應(yīng)的材料，比如材料的耐高溫和耐腐蝕等。在綠色材料進行選擇和管理的過程中，一定要按照嚴格的規(guī)則標準進行，并且還要完善生產(chǎn)后殘余材料的處理工作。

2.3 綠色設(shè)計方案

對于機械產(chǎn)品而言，設(shè)計方案也起到一定作用，如果設(shè)計方案缺乏合理性，不僅會使制造階段受到影響，還會導(dǎo)致資源發(fā)生嚴重浪費。所以，在設(shè)計時，要充分應(yīng)用綠色理念，通過綠色設(shè)計理論作為指導(dǎo)，運用先進設(shè)計思想進行構(gòu)思以及設(shè)計，達到機械設(shè)計綠色目的。具體而言包括以下兩個方面：

（1）產(chǎn)品成本分析。在設(shè)計之前，應(yīng)該考慮所設(shè)計的產(chǎn)品能否能夠回收再利用，如果不能，需要及時轉(zhuǎn)變設(shè)計思路，這是因為回收再利用既符合綠色理念，還能使成本得以大大減少，讓經(jīng)濟效益得以明顯提升。因此，在以綠色理念為前提條件下，思考產(chǎn)品回收所需要的成本，從而達到節(jié)約成本這一目的。

（2）設(shè)計方案。從目前機械設(shè)計情況來看，主要包括三種：其一，模塊化設(shè)計。該種方案需要設(shè)計者對產(chǎn)品模塊所具有的功能進行考慮，并對各產(chǎn)品充分掌握，這樣當產(chǎn)品進行重新組合時，才能形成新的系統(tǒng)，其不僅可以讓零部件得以有效利用，還能使產(chǎn)品及時的更新?lián)Q代，具有實效性。其二，生命周期。該種方案主要從環(huán)境保護因素來考慮，與此同時，也會考慮產(chǎn)品整體性能，兼顧對廢棄物處理所需的成本，生命周期包含產(chǎn)品設(shè)計的全過程，既要對產(chǎn)品所需時間以及成本進行細致的考慮，還要確定產(chǎn)品性能是否達標，符合規(guī)定要求，可謂是一個復(fù)雜過程。其三，可拆卸設(shè)計。此種方案考慮的是要確保產(chǎn)品功能完好，可以根據(jù)設(shè)計要求進行拆卸，這樣既可以確保產(chǎn)品后期得到維護，還能讓產(chǎn)品得以全面再利用。

2.4 配套設(shè)施

在機械制造時，必須要有相應(yīng)的配套設(shè)施作為支撐，其一，政府部門應(yīng)該加強對綠色機械設(shè)計整體的扶持力度，頒發(fā)相關(guān)政策，并對綠色理念大力推廣，讓更多人具有綠色設(shè)計意識，這樣才能確保機械設(shè)計制造有序進行。其二，應(yīng)該強化綠色技術(shù)方面的開發(fā)，并通過校企模式進行合作，由學(xué)校培養(yǎng)專業(yè)人才到機械企業(yè)進行工作，這樣既可以讓機械制造中使用綠色技術(shù)，還能提高制造效率。

3 綠色設(shè)計理念的優(yōu)勢

綠色設(shè)計理念的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩個方面，一是降低生活中的資源損耗和污染，實現(xiàn)生活的節(jié)能環(huán)?！，F(xiàn)在人們的日常生活對機械產(chǎn)品的使用越來越多，資源的消耗和廢棄物的產(chǎn)生也隨著變多，高能損耗和大量廢棄物的產(chǎn)生，不僅破壞了生態(tài)之間的平衡，還造成了環(huán)境的污染和破壞。綠色設(shè)計理念在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用，則能降低機械設(shè)計制造過程中的能源損耗和減少對環(huán)境的破壞。讓人們在享受機械產(chǎn)品所帶來的好處時，還能避免對環(huán)境的污染，讓人們不僅享受了物質(zhì)文明還享受了生態(tài)文明，從而實現(xiàn)綠色生活[3]。因為綠色設(shè)計理念優(yōu)先考慮的原材料對環(huán)境具有理想的兼容性，隨著現(xiàn)在環(huán)保材料的研發(fā)成功和普遍利用，更是能幫助綠色設(shè)計理念在機械設(shè)計制造中更好的應(yīng)用。二是綠色設(shè)計理念符合經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益，而且還能將三者和諧統(tǒng)一起來。

4 結(jié)語

隨著社會的不斷進步和發(fā)展，機械設(shè)計制造行業(yè)的規(guī)模也越來越大，對機械設(shè)計制造的水平要求也越來越高，機械設(shè)計制造應(yīng)用綠色設(shè)計理念是社會發(fā)展趨勢的必然要求。為了提高我國機械設(shè)計制造的水平和在國際中的地位，就必須深入研究和分析綠色設(shè)計理念在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用，解決其中存在的問題，攻克技術(shù)上的難關(guān)，為我國生態(tài)環(huán)境的建設(shè)貢獻出自己的力量。