綠色制造技術和應用進展綜述(編輯修改稿)
2025-08-27 00:22 本頁面
【文章內容簡介】 國家自然科學基金會和有關部門的支持下對綠色制造技術進行了一些研究探索。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(yè)基金項目——綠色設計技術發(fā)展趨勢及對策研究。圍繞機械工業(yè)中九個行業(yè)對綠色技術需求和綠色設計技術自身發(fā)展趨勢進行了調研，在國內首次提出適合機械工業(yè)的綠色設計技術發(fā)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(huán)境綠色技術評價體系的研究”。以環(huán)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(yè)的綠色設計、綠色制造，建立制造業(yè)的綠色概念、描述方法和ETV評價體系。清華大學為創(chuàng)建綠色大學，已將綠色工程技術列為優(yōu)先發(fā)展和支持項目，對產品全生命周期建模等綠色設計理論和方法進行系統(tǒng)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，在廢棄工業(yè)品回收方面展開了研究工作。合肥工業(yè)大學開展了機械產品可回收設計理論和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 863/CIMS 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(xù)發(fā)展 CIMS(SCIMS)的體系結構研究、清潔化生產系統(tǒng)和體系結構及實施策略、清潔化生產管理信息系統(tǒng)等。華中科技大學、浙江大學、北京航空航天大學等高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(yè)隊伍，為我國綠色制造技術產業(yè)的發(fā)展取得了一定的人才和技術支持。綠色制造技術在一些領域的具體應用在機床的設計中，綠色生態(tài)機床提出一種全新理念：減少機床的量，節(jié)省材料；同時降低機床使用時的能源消耗。現有機床質繁的80％用于“保證”機床的剛度，而只有20％用于滿足機床運動學的需要。因此可以通過采用新結構和新材料兩個途徑對機床結構進行優(yōu)化。并聯機床和箱中箱結構機床為機床的結構提出了新的思路；樹脂混凝土(或稱礦物鑄造、人造花崗石)、碳素纖維、陶瓷和復合材料等新材料的使用也使機床的質量大大降低，并且具有阻尼系數大、抗振性強、熱穩(wěn)定性好等一系列的優(yōu)點。在加工過程的改進方面，在切削加工過程中通常需要使用切削液。切削液的采購、存貯、使用需要專門的技術和物流系統(tǒng)，費用很高，大約占加工成本10％到15％。切削液使用與處置不當會對環(huán)境造成污染，甚至對人的健康造成危害。隨著對環(huán)保的重視。針對這種狀況，采用干切削和微量潤滑(MQL)技術可以節(jié)省成本并替代高成本、高污染和有害健康的濕切削過程，促進機床的綠色化。廢舊機床的再制造工程是以產品的全壽命周期設計和管理為指導，以優(yōu)質、高效、節(jié)能、環(huán)保為目標，以先進技術和產業(yè)化為手段，恢復或改造廢舊機床的一系列技術措施或工程活動的總稱。廢舊機床的綠色再制造是廢舊機床高科技維修的產業(yè)化，它的成本僅是新品的50％左右，節(jié)能60％，節(jié)材70％以上，而再制造后的機床性能至少能持平甚至提高。亞干式加工是控制環(huán)境污染源頭的一項綠色制造工藝，它可獲得潔凈、無污染的切屑，省去切削液及其處理等大量費用，可降低生產成本。相對傳統(tǒng)(濕式)深孔鉆削中大量使用切削液進行冷卻、潤滑、排屑，造成環(huán)境污染和成本增加的問題，在整個制造過程中做到對環(huán)境的污染最小和對資源的利用率最高。亞干式深孔鉆削中的切削力較濕式深孔鉆削略大，刀具磨損和加工表面粗糙度值與濕式深孔鉆削相近，可獲得較好的刀具耐用度和內孔表面質量。在傳統(tǒng)深孔鉆削中，由于切削區(qū)溫度較高．切削液對后刀面的潤滑不夠，容易引起后刀面與己加工面的粘接、撕裂，增大后刀面與工件表面的摩擦，降低已加工面的表面質量：而在亞干式深孔鉆削中切削液顆粒容易進入刀具與已加工面的接觸區(qū)，潤滑及冷卻效果良好，切削區(qū)溫度較低，后刀面與已加工表面不易枯接，使兩者之間的摩擦減小從而使已加工表面的粗糙度減小。亞干式深孔鉆削條件下也能獲得較好的刀具耐用度，可減小加工表面的粗糙度值，保證內孔表面加工質量。在切削加工中，影響刀具壽命的最主要因素是切削點的切削熱，切削溫度升高，會使刀具切削刃軟化，從而加速刀具磨損。亞干式加工切削區(qū)溫度較低，防止了刀具的軟化，減輕了刀具磨損。亞干式深孔鉆削中采用風冷霧化裝置可獲得理想的冷卻、潤滑效果，由于亞干式深孔鉆削的排屑空間增大(無切削油)、空氣壓力高，因此排屑效果較好。綜上可見，亞干式深孔鉆削是一種較優(yōu)的綠色加工方式。海洋平臺是一種特殊的產品，其使用過程將在海上
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