【正文】 面向再生利用的可拆解性設計準則要點內(nèi)容 表28序號設計準則由于可拆解性設計尚無數(shù)量化的完整計算方法，因此，可拆解性設計主要是基于可拆解知識積累與設計經(jīng)驗總結(jié)的指導性設計準則。數(shù)據(jù)庫包括：拆解時間、拆解費用可再用材料的價值、拆解過程中有害成份的排放量等。典型構(gòu)造模式庫是采用基于成組技術(shù)原理的模塊化，將成熟的易于拆解的構(gòu)造根據(jù)結(jié)構(gòu)型式和聯(lián)接方法的特征等提取構(gòu)造模式信息，形成相應的數(shù)據(jù)庫。 ⑥ 制造文件模塊。 ④ 模擬評價模塊。構(gòu)造設計能否滿足拆解性要求，則應根據(jù)拆解性評價準則進行評判。計算機輔助可拆解性設計流程，如圖215所示。所以，雖然螺紋聯(lián)接與其他方法相比有較好的可拆解性，但是在某種構(gòu)造形式下也并不一定是最佳的聯(lián)接方法?；诘湫涂刹鸾鈽?gòu)造模式的可拆解性設計可在實現(xiàn)產(chǎn)品功能要求的前提下，通過減少聯(lián)接方法的種類和簡化拆解工藝等，保證產(chǎn)品具有良好的可拆解性能。典型可拆解構(gòu)造模式是將零部件的結(jié)構(gòu)型式與聯(lián)接方式抽象成一組既有相同功能和相同聯(lián)接要素，又有不同性能或用途但能互換的基本零部件單元。二、可拆解性設計方法產(chǎn)品可拆解性設計主要采用兩種方式，即基于典型構(gòu)造模式的可拆解性設計和計算機輔助的可拆解性設計.基于典型構(gòu)造模式的可拆解性設計是參考或應用經(jīng)實踐驗證的具有完備可拆解性的典型構(gòu)造模式進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式與聯(lián)接方式的設計。產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)決定了零部件拆解過程可能是并行的，也可能是順序的。 在拆解時經(jīng)常會遇到這樣的情況，某個螺母生銹或者螺母外部打滑而無法將其旋出。例如，拆卸螺母的工具可以回旋360176。 減少需拆零部件的聯(lián)接件數(shù)量，可以減少拆解時間。例如，非破壞性聯(lián)接的拆解時間比破壞性的拆解時間長。例如，需拆解零部件在產(chǎn)品裝配過程中所處的次序越早，那么拆解過程中它所涉及的零部件和聯(lián)接數(shù)目就可能越多。否則，會給拆解和回收帶來不利的影響。第二種方式是不可逆的，破壞性拆解（Destructive Disassembly）。可拆解性是在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，零部件從產(chǎn)品或裝配體上被拆卸或分解成為零部件的難易程度。(3) 創(chuàng)建新的可拆解性設計方法和工具，并且使這些工具與CAD設計集成為專家系統(tǒng)。寶馬汽車公司在慕尼黑建有一家再循環(huán)和拆解中心，負責研究報廢汽車的拆解技術(shù)和工具研究。因此，為使汽車具有良好的可拆解性，在設計階段就必須充分考慮拆解問題，即進行可拆解性設計DFD(Design for Disassembly)。 面向可回收的設計應考慮的因素 表27序號因 素 內(nèi) 容考 慮 原 因1提高再使用零部件的可靠性便于產(chǎn)品和零部件具有再使用性2提高產(chǎn)品和回收零部件的壽命確保再使用的產(chǎn)品和零部件具有多生命周期3便于檢測和再制造 簡化回收過程、提高再用價值4再使用件應無損的拆卸使再使用成為可能5減少產(chǎn)品中不同種材料的種類數(shù)簡化回收過程，提高可回收性6相互聯(lián)接的零部件材料要兼容減少拆卸和分離的工作量，便于回收7使用可以回收的材料減少廢棄物，提高產(chǎn)品殘余價值8對塑料和類似零件進行材料標識便于區(qū)分材料種類，提高材料回收的純度、質(zhì)量和價值9使用可回收材料制造零部件節(jié)約資源，并促進材料的回10保證塑料上印刷材料的兼容性獲得回收材料的最大價值和純度11減少產(chǎn)品上與材料不兼容標簽避免去除標簽的分離工作，提高產(chǎn)品回收價值12減少聯(lián)接數(shù)量有利于提高拆卸效率13減少對聯(lián)接進行拆卸所需要的工具數(shù)量減少工具變換時間，提高拆卸效率14聯(lián)接件應具有易達性降低拆卸的困難程度，減少拆卸時間，提高拆卸效率15聯(lián)接應便于解除減少拆卸時間，提高拆卸效率16快捷聯(lián)接的位置位置明顯并便于使用標準工具進行拆卸，提高效率17聯(lián)接件應與被聯(lián)接的零部件材料兼容減少不必要的拆卸操作，提高拆卸效率和回收率18若零部件材料不兼容，應使它們?nèi)菀追蛛x提高可回收性19減少粘接，除非被粘接件材料兼容許多粘接造成了材料的污染，并降低了材料回收的純度20減少連線和電纜的數(shù)量和長度柔性物質(zhì)或器件拆卸效率差 21將不便拆解的聯(lián)接，設計成便于折斷形式折斷是一種快捷的拆解操作22減少零件數(shù)減少拆卸工作量23采用模塊化設計，使各部分功能分開便于維護、升級和再使用24將不能回收的零件集中在便于分離區(qū)域減少拆卸時間，提高拆卸效率，提高產(chǎn)品可回收性25將高價值零部件布置在易于拆卸的位置提高回收利用的經(jīng)濟效益26使有毒有害的零部件易于分離盡快拆解，減少可能產(chǎn)生的負面影響27產(chǎn)品設計應保證拆解對象的穩(wěn)定性有穩(wěn)定的基礎件，有利于拆卸操作28避免塑料中嵌入金屬加強件減少拆解工作量，便于粉碎操作，提高材料回收的純度和價值29聯(lián)接點、折斷點和切割分離線應比較明確提高拆卸效率汽車可回收性設計第三節(jié) 汽車可拆解性設計可拆解性設計是產(chǎn)品綠色設計的主要內(nèi)容之一。產(chǎn)品設計過程是一個由概念設計到技術(shù)設計逐漸深入與不斷細化的過程。(5) 標簽、粘接劑或墨水的材料兼容性。產(chǎn)品使用的塑料種類繁多，成分千差萬別，對它們的回收比較困難。由于這些小金屬件是在塑料成型過程中鑲嵌在塑料零件中的，分離很不方便，而且經(jīng)濟性又較差。對混合材料的處理一般會先將各種成分采用一定的技術(shù)手段進行分離，如磁鐵分離鐵金屬、利用比重不同分離塑料，然后再進行回收。再如，由于某個聯(lián)接被腐蝕，很難將其從被聯(lián)接件上拆除，因而該聯(lián)接材料就被混入了其它材料的回收過程中。正因如此，才對材料的純度和混合材料的一致性有比較高的要求。決定產(chǎn)品和零部件的再使用性的主要因素有：產(chǎn)品和零部件的可靠性、剩余壽命、翻新和檢測的方便性以及可否實現(xiàn)非破壞性拆解等。此外，對于以獲取某一零件或裝配體為目的拆解而言，拆解操作可分為兩個部分：一是解除(其他零部件對裝配體或零件的)約束；二是以一定的方向取出。產(chǎn)品回收決策必須充分考慮這些因素，以做出正確的回收規(guī)劃。 在使用階段，由于工作環(huán)境和使用者等不確定因素的長期作用，將會使廢棄產(chǎn)品的回收性能發(fā)生改變。（1）產(chǎn)品設計信息。具體的信息包括以下幾個方面：日產(chǎn)汽車公司已經(jīng)將聚丙烯材料減少到6種，并滿足了國外的需要。除此之外，還注重塑料部件材料成份的識別和使用單一材料設計部件。日產(chǎn)Serena汽車典型部件的可循環(huán)性設計 表26盡量避免循環(huán)利用的困難。其中前部外飾件（圖211中1，2）由原來的15個固定點減少到14個；組合尾燈（圖211中3）由原來的18個固定點減少到8個。只要輸入零部件材料、拆解時間等數(shù)據(jù)，OPERA系統(tǒng)就可以在設計的初期階段模擬報廢汽車的回收率和再生費用，并有利于車輛再生效率提高。聚丙烯部件PP 因其多功能性，可用于汽車和其它情況可再使用部件 作為日產(chǎn)綠色部件再使用聚丙烯保險杠作為綠色部件或樹脂材料再使用熱塑性部件 作為樹脂再使用圖29 日產(chǎn)汽車的可再生典型部件通過采用可回收設計,即選用合適的材料和設計合理的結(jié)構(gòu)。設計可達性好和易分離的部件，如儀表臺。目前，豐田公司已經(jīng)停止使用PVC 樹脂作為線束防護套，PVC 材料的用量已經(jīng)減少到以前的1/4。傳統(tǒng)CRV的側(cè)護板采用的是金屬和樹脂復合結(jié)構(gòu)，然而現(xiàn)在使用聚丙烯材料，如圖26所示。分體式保險杠結(jié)構(gòu)，如圖25所示。此外，還可通過使部件小型、輕量、耐久和易修等措施，達到減量化目的。豐田車鉛的用量已經(jīng)達到1996年用量的1/10汞液晶顯示器2004年以后，日本規(guī)定除了LCD導航系統(tǒng)液晶顯示器以外，禁止使用含有汞成分的部件鎘霧燈和轉(zhuǎn)向燈燈泡豐田公司已經(jīng)放棄了使用含有隔的燈泡六價鉻螺栓、螺母改變了螺栓、螺母的防腐成分減少廢棄物的產(chǎn)生1) 減輕質(zhì)量 （1）改進結(jié)構(gòu)。當?shù)谝淮尾鸾鈺r，可以清楚地確定拆解點。改進主要體現(xiàn)在廢液的排出和大尺寸樹脂部件的拆解方法上，這使拆解效率有較大的提高。采用熱塑性樹脂使三種結(jié)構(gòu)的材料成份統(tǒng)一，可以簡化材料的回收工藝，即避免復雜的材料分離，見表23。）采用天然材料。）少用PVC樹脂材料?，F(xiàn)在，TSOP已經(jīng)廣泛應用于各種新的車型部件制造。（1）合理選擇材料圖23 TSOP保險杠）應用新型材料。許多學者和研究人員針對產(chǎn)品的可回收性提出了各自不同的理論，其中面向回收的設計（DFR：Design for Recycling）最具代表性。Cbk 第k個零部件采用某種回收策略時的獎勵值。 (k=1,2,3…j) （22）式中：PLM（k） 第k個零部件采用某種回收策略的盈虧值； 例如，對于部件的再使用就不涉及再制造、回收及最終處理等過程。EIdisposal 填埋處理產(chǎn)生的環(huán)境負荷；EBbonus能夠減少的環(huán)境負荷（負值）。EIrecycle 破碎分離產(chǎn)生的環(huán)境負荷；EIpackage 包裝產(chǎn)生的環(huán)境負荷； 運輸過程的環(huán)境負荷；再制造過程的環(huán)境負荷；產(chǎn)品的回收即有使產(chǎn)品或材料再生的可能，也會帶來附加的環(huán)境影響。）環(huán)境影響。但是，也可以從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、環(huán)境影響和成本估計三個方面進行綜合的定性分析。當然，對于新設計而言，主要是為了提高回收性能；而對于廢舊產(chǎn)品回收，則主要是為了提高回收利用效益。理想的設計應使產(chǎn)品具有良好的更新能力，在產(chǎn)品不斷升級換代的過程中，僅有很少的物質(zhì)被作為材料或能源回收，這一部分被代謝排出的物質(zhì)將通過新的零部件的更新而得到補充。，物質(zhì)的流動有兩個主要的方向，一是沿著生產(chǎn)制造過程，物質(zhì)從自然界被開采、加工、最后變成產(chǎn)品；另一個方向是沿著回收的過程，物質(zhì)從產(chǎn)品變成零部件、材料，最后被分解。部件層和零部件層是產(chǎn)品經(jīng)過拆解之后將可以重新使用的部分進行翻新和檢測，用作同類產(chǎn)品的零部件再制造或作為配件進入零配件市場。為了得到這些回收對象，首先要知道它們所受的約束，然后才能在拆卸的過程中釋放這些約束。 汽車零部件回收與循環(huán)利用方式舉例 表21序號部件名稱回收及循環(huán)利用方式1風擋玻璃Window glass碎片，再生玻璃2座椅Seat 用于車輛的隔音材料3車身Body 車身部件或鋼材用于汽車部件和其他產(chǎn)品4行李箱蓋Trunk行李箱蓋或鋼材用于汽車部件和其他產(chǎn)品5線束Wire harness (copper) 銅產(chǎn)品、鑄造鋁發(fā)動機加強劑6發(fā)動機室蓋Hood鋼材用于汽車部件和其他產(chǎn)品7后保險杠Rear Bumper 后保險杠、內(nèi)飾件8散熱器Radiator銅、鋁材料9冷卻液Coolant (alcohol)作為鍋爐或焚化爐燃料10發(fā)動機機油Engine oil作為鍋爐或焚化爐燃料11發(fā)動機Engine 發(fā)動機或鋁制品12蓄電池Battery 蓄電池、再生鉛材料13變速器Transmission 鋼、鋁制品14齒輪油Gear oil作為鍋爐或焚化爐燃料15催化器Catalytic converter稀有貴金屬16車門Door 車門、鋼制品17輪胎（內(nèi)胎）Tire橡膠原料或水泥窯燃料18懸架Suspension 鋼、鋁制品19前保險杠 Front Bumper 前保險杠、內(nèi)飾件或工具盒等20車輪Wheel車輪、通用鋼、鋁制品21輪胎（外胎）Tire橡膠原料或水泥窯燃料 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 7 8 9 10 11654321圖22 與表21序號相對應的零部件位置（3）回收對象和層次對于拆卸和回收來講，有3種類型的零部件是回收的主要對象： ）有價值的零部件——回收利益的主要來源；）含有毒害材料的零件——保護環(huán)境；）含有不同種材料的零部件——提高材料回收的純度。第二，產(chǎn)品回收時先粉碎，即對產(chǎn)品進行整體破碎，采用分離技術(shù)進行不同材料的分類回收。回收的零部件再制造加工后，用于同一產(chǎn)品或其它產(chǎn)品。產(chǎn)品零部件的回收利用方式主要包括：）再使用（Reusing）。產(chǎn)品系統(tǒng)的能量輸入和輸出是相等的。）最優(yōu)化原理。汽車產(chǎn)品的回收及其回收性設計 回收方式及其選擇（1）回收的基本原理一般的回收原理包括系統(tǒng)性原理、最優(yōu)化原理、能量守恒原理等）系統(tǒng)性原理。要想使方案具有較好的通用性，只能從產(chǎn)品的共性入手，分析產(chǎn)品拆卸過程最基本的因素及其聯(lián)系，許多關鍵問題不能進一步細化只能是一個大的理論框架。對拆卸過程來說零件信息有與設計過程中相似的部分，也有拆卸過程獨有或特別需要考慮的因素。這主要因為：傳統(tǒng)產(chǎn)品設計形成的思維定式仍在統(tǒng)治地位?？梢哉f，現(xiàn)有的研究大多停留在認識階段。對金屬、塑料、橡膠和其它非金屬材料進行材料或能量的回收，最后對剩余的殘渣進行焚燒和填埋處理。第三個問題是這些產(chǎn)品回收后的市場去向。第三種途徑是由國家支持那些回收處理企業(yè)的運行。另一種途徑是通過建立免費收集地并與運輸公司合作，由他們負責將這些舊產(chǎn)品送到拆卸回收中心。廢舊汽車零部件回收處理流程汽車產(chǎn)品在報廢或行使到一定里程之后就進入回收處理過程，通常要經(jīng)過廢舊汽車拆解場