產(chǎn)品熔融沉積制造的碳排放特性及優(yōu)化方法研究.pdf

1、制造業(yè)在為人類帶來(lái)大量物質(zhì)財(cái)富的同時(shí)，也因?qū)Y源的過(guò)度消耗而造成了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。為減少制造業(yè)的環(huán)境污染，適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)需求，以節(jié)能減排為目標(biāo)的“低碳制造”這一新型制造模式應(yīng)運(yùn)而生并很快成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的研究熱點(diǎn)。近年來(lái)，熔融沉積制造技術(shù)因其易加工復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品等諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛推廣，但卻鮮有關(guān)于其制造過(guò)程碳排放的研究成果出現(xiàn)，因此關(guān)于熔融沉積制造過(guò)程的低碳制造方法和技術(shù)，具有重要的研究?jī)r(jià)值。針對(duì)此，本文對(duì)產(chǎn)品熔融沉積制造的碳排放

2、特性與優(yōu)化方法進(jìn)行了研究。
　　首先，按來(lái)源對(duì)熔融沉積制造過(guò)程中的碳排放進(jìn)行了分類，根據(jù)熔融沉積制造技術(shù)的工藝特點(diǎn)構(gòu)建了各類碳排放與相應(yīng)工藝過(guò)程之間的關(guān)系，從而確定了熔融沉積制造的碳排放量化邊界。通過(guò)分析熔融沉積制造過(guò)程的物料流、能量流和廢料流特征，研究了物料消耗、能源消耗和廢料處理特點(diǎn)，繼而推導(dǎo)出各類碳排放量化方法。
　　其次，為更深入的分析產(chǎn)品熔融沉積制造的碳排放特性，將其與切削制造的碳排放進(jìn)行對(duì)比。通過(guò)對(duì)切削制造的碳排

3、放進(jìn)行分析，建立了切削制造的碳排放量化邊界。為量化切削制造碳排放，對(duì)機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中各個(gè)階段的功率動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行了分析，并建立了因刀具消耗和切削液消耗所引起的碳排放量化模型。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所建立的兩類碳排放量化模型的可行性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在熔融沉積制造中電能消耗所引起的碳排放所占比例最大。
　　最后，以減少熔融沉積制造過(guò)程的電能消耗為目的，定義了熔融沉積制造過(guò)程的能量效率。利用田口正交表和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立能量效率優(yōu)化模型，采用自適應(yīng)