解析新時期背景下機械設計與制造中的綠色設計法

1、2013年30期科技圉向導◇科技論壇◇解析新時期背景下機械設計與制造中的綠色設計法于崇飛(秦皇島首鋼長白機械有限責任公司河北撫寧066311)【摘要】進入21以來，我國在經濟發(fā)展和人們生活水平上都取得了長足進步，然而伴隨著我國的可利用資源的日益枯竭，以及生存環(huán)境的不斷惡化，不僅影響到人們的生活質量，而且對我國經濟的進一步發(fā)展帶來了嚴重制約。尤其在機械制造業(yè)中，在不斷開發(fā)新產品以及淘汰舊產品的同時產生了大量的廢棄物，這已成為了當前我國環(huán)境

2、污染問題的主要根源之一。針對新時期背景下機械制造業(yè)中環(huán)境污染問題，本文結合實際工作經驗對機械設計與制造中的綠色設計法進行了分析與探討?！娟P鍵詞】新時期；機械設計；制造；綠色設計綠色設計法是圍繞如何有效利用能源、節(jié)約能源以及保護環(huán)境這一主題而提出的新的設計與制造的概念和方法綠色設計最早產生于20世紀60年代強調設計的宗旨應柔性認真考慮有限的地球資源的使用為保護地球的環(huán)境而服務。近年來我國在機械設計與制造中的綠色設計得到了長足進步，其中綠色

3、冰箱、綠色電腦、環(huán)保彩電等一系列綠色產品不斷涌現廣大消費者也越來越崇尚綠色產品綠色設計已然成為了新時期下設計技術研究的熱點問題1綠色設計的內涵機械設計與制造中的綠色設計是一種以產品的環(huán)境資源屬性為核心并基于產品整個生命周期的現代化設計理念與方法。通過綠色設計法，不僅綜合考慮到機械產品的性能、成本以及壽命等經濟與技術屬性，還中的考慮到產品在生產、使用、廢棄以及回收等整個生命周期過程中對資源和環(huán)境的影響綠色設計的在當前已被公認為“3R”的原

4、則，即包括了減少環(huán)境污染(Reduce)、減小能源消耗Reuse)、產品和零部件的回收再生循環(huán)或者重新利用(Recyc1e)這三項。綠色設計的基本內涵主要包括了以下幾點!(1)在對產品設計與制造的全過程中，其經濟屬性、技術性能屬性以及環(huán)境資源屬性并重且著重考慮產品的環(huán)境資源屬性。在機械產品的設計階段就應充分考慮到產品在使用廢棄后的回收利用性以及可拆卸性。(2)綠色設計法提出了生產企業(yè)與產品設計者應在節(jié)約資源和保護環(huán)境上主動承擔起一定的社

5、會責任尤其對于大型或大量的機械產品制造企業(yè)在加工生產這些產品的同時還應在可能的范圍內，主動承擔產品的回收與再次利用的義務(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，綠色設計法是對傳統設計理念和設計方法的創(chuàng)新與改良體現了人們對環(huán)境及資源的重視，以及對整個機械產品設計學科認識的深化。2機械設計與制造中綠色設計的主要內容21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。因此在機械設計中應首先選用環(huán)

6、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，從而實現機械制造業(yè)在資源利用率方面的上升，實現可持續(xù)發(fā)展同時在機械設計與制造中，還應當盡量減少所選用材料的種類，從而降低產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

7、料來加工防腐模具來代替電鍍的方式等等22拆卸性設計在傳統的設計方法中多數只是考慮到產品的可裝配性而較少考慮到產品的拆卸性。綠色設計中著重要求將拆卸性作為機械設計與制造中，產品結構設計評價的一個重要準則，從而使產品在報廢以后能夠對其零部件實現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計的基本原則主要包括以下幾點：第一應實現產品零106件的多功能性從而降低應拆卸零部件的數目以及拆

8、卸時的工作量：第二應避免在設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，在機械設計與制造中，應減少零件的多樣性，并努力向著零件的標準化、模塊化和系列化方向發(fā)展。23可回收性設計可回收性設計是指在設計中充分考慮到產品各零件回收再利用的可能性以及相應的回收處理方法和回收費用等問題可回收性設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計應重點突出零部件的再利用

9、可回收性設計的主要措施包括了以下幾點：在機械設計與制造中，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24綠色產品的成本分析在對機械制造業(yè)中綠色產品的成本分析應與傳統的成本分析有所區(qū)別在綠色產品設計的初期即綜合考慮到產品在回收、再利用上的性能。因此在作綠色產品的成本分析時必須考慮到產品拆卸、污’染物替代、特殊產品相應的環(huán)境成本以及重復利用成本

10、等等。綠色產品的成本分析應在每一次設計選擇時進行以便于設計出的產品更突出綠色環(huán)保性且成本更低25綠色產品的設計數據庫綠色產品的設計數據庫應詳細包括了產品壽命周期中與經濟性、環(huán)境性等相關的一切數據，如材料成分、各類材料對環(huán)境的影響數值、材料的自然降解周期、人工費用以及機械制造中裝配、銷售和使用所產生的附加數量與環(huán)境的影響值等等因此綠色產品的設計數據庫對了機械產品的設計與制造過程都有著舉足輕重的影響與作用26綠色產品的包裝設計對綠色產品的包

11、裝設計應重點突出以下幾方面原則：首先應材料最省即綠色產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材料應最少且文明適度的包裝：其次，應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易于再循環(huán)和回收利用通過再循環(huán)使用和重復使用的包裝，從而提高包裝物的生命周期，有效降低包裝廢棄物的出現。3總結在我國加入WTO以及可利用資源日益

12、枯竭的新時期背景下機械設計與制造中的綠色設計應重點從節(jié)約能源和保護環(huán)境的角度出發(fā)，并充分體現以自然為本的設計思想從而在保證產品應有的功能、使用壽命和質量等要求的基礎上，近可能的設計出更加簡潔、完美和長久的產品?！緟⒖嘉墨I】[1]景華榮綠色設計的理論初廁JJl綠色大世界，2009(4)[2]劉光復綠色設計與綠色制造『M】北京：機械1二業(yè)出版社，2005[3]張春林機械創(chuàng)新設計[M】北京：機械工業(yè)出版社，20052013年30期科技圉向導◇

13、科技論壇◇解析新時期背景下機械設計與制造中的綠色設計法于崇飛(秦皇島首鋼長白機械有限責任公司河北撫寧066311)【摘要】進入21以來，我國在經濟發(fā)展和人們生活水平上都取得了長足進步，然而伴隨著我國的可利用資源的日益枯竭，以及生存環(huán)境的不斷惡化，不僅影響到人們的生活質量，而且對我國經濟的進一步發(fā)展帶來了嚴重制約。尤其在機械制造業(yè)中，在不斷開發(fā)新產品以及淘汰舊產品的同時產生了大量的廢棄物，這已成為了當前我國環(huán)境污染問題的主要根源之一。針對

14、新時期背景下機械制造業(yè)中環(huán)境污染問題，本文結合實際工作經驗對機械設計與制造中的綠色設計法進行了分析與探討。【關鍵詞】新時期；機械設計；制造；綠色設計綠色設計法是圍繞如何有效利用能源、節(jié)約能源以及保護環(huán)境這一主題而提出的新的設計與制造的概念和方法綠色設計最早產生于20世紀60年代強調設計的宗旨應柔性認真考慮有限的地球資源的使用為保護地球的環(huán)境而服務。近年來我國在機械設計與制造中的綠色設計得到了長足進步，其中綠色冰箱、綠色電腦、環(huán)保彩電等一

15、系列綠色產品不斷涌現廣大消費者也越來越崇尚綠色產品綠色設計已然成為了新時期下設計技術研究的熱點問題1綠色設計的內涵機械設計與制造中的綠色設計是一種以產品的環(huán)境資源屬性為核心并基于產品整個生命周期的現代化設計理念與方法。通過綠色設計法，不僅綜合考慮到機械產品的性能、成本以及壽命等經濟與技術屬性，還中的考慮到產品在生產、使用、廢棄以及回收等整個生命周期過程中對資源和環(huán)境的影響綠色設計的在當前已被公認為“3R”的原則，即包括了減少環(huán)境污染(R

16、educe)、減小能源消耗Reuse)、產品和零部件的回收再生循環(huán)或者重新利用(Recyc1e)這三項。綠色設計的基本內涵主要包括了以下幾點!(1)在對產品設計與制造的全過程中，其經濟屬性、技術性能屬性以及環(huán)境資源屬性并重且著重考慮產品的環(huán)境資源屬性。在機械產品的設計階段就應充分考慮到產品在使用廢棄后的回收利用性以及可拆卸性。(2)綠色設計法提出了生產企業(yè)與產品設計者應在節(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

17、械產品制造企業(yè)在加工生產這些產品的同時還應在可能的范圍內，主動承擔產品的回收與再次利用的義務(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，綠色設計法是對傳統設計理念和設計方法的創(chuàng)新與改良體現了人們對環(huán)境及資源的重視，以及對整個機械產品設計學科認識的深化。2機械設計與制造中綠色設計的主要內容21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。因此在機械設計中應首先選用環(huán)境兼容性好的材料與零部件并盡

18、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，從而實現機械制造業(yè)在資源利用率方面的上升，實現可持續(xù)發(fā)展同時在機械設計與制造中，還應當盡量減少所選用材料的種類，從而降低產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

19、方式等等22拆卸性設計在傳統的設計方法中多數只是考慮到產品的可裝配性而較少考慮到產品的拆卸性。綠色設計中著重要求將拆卸性作為機械設計與制造中，產品結構設計評價的一個重要準則，從而使產品在報廢以后能夠對其零部件實現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計的基本原則主要包括以下幾點：第一應實現產品零106件的多功能性從而降低應拆卸零部件的數目以及拆卸時的工作量：第二應避免在設

20、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，在機械設計與制造中，應減少零件的多樣性，并努力向著零件的標準化、模塊化和系列化方向發(fā)展。23可回收性設計可回收性設計是指在設計中充分考慮到產品各零件回收再利用的可能性以及相應的回收處理方法和回收費用等問題可回收性設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計應重點突出零部件的再利用可回收性設計的主要措施包括了

21、以下幾點：在機械設計與制造中，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24綠色產品的成本分析在對機械制造業(yè)中綠色產品的成本分析應與傳統的成本分析有所區(qū)別在綠色產品設計的初期即綜合考慮到產品在回收、再利用上的性能。因此在作綠色產品的成本分析時必須考慮到產品拆卸、污’染物替代、特殊產品相應的環(huán)境成本以及重復利用成本等等。綠色產品的成本分析應在

22、每一次設計選擇時進行以便于設計出的產品更突出綠色環(huán)保性且成本更低25綠色產品的設計數據庫綠色產品的設計數據庫應詳細包括了產品壽命周期中與經濟性、環(huán)境性等相關的一切數據，如材料成分、各類材料對環(huán)境的影響數值、材料的自然降解周期、人工費用以及機械制造中裝配、銷售和使用所產生的附加數量與環(huán)境的影響值等等因此綠色產品的設計數據庫對了機械產品的設計與制造過程都有著舉足輕重的影響與作用26綠色產品的包裝設計對綠色產品的包裝設計應重點突出以下幾方面原

23、則：首先應材料最省即綠色產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材料應最少且文明適度的包裝：其次，應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易于再循環(huán)和回收利用通過再循環(huán)使用和重復使用的包裝，從而提高包裝物的生命周期，有效降低包裝廢棄物的出現。3總結在我國加入WTO以及可利用資源日益枯竭的新時期背景下機械設計與