現(xiàn)代綠色制造與3D打印制造淺述(3)
2 綠色化制造
“綠色制造”(green manufacturing)是指在保證產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本的前提下,綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式。它使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中不產(chǎn)生環(huán)境污染或環(huán)境污染最小化,符合環(huán)境保護(hù)要求,對(duì)生態(tài)環(huán)境無害或危害極少,使資源利用率最高、能源消耗最低。由于電子制造業(yè)發(fā)展速度越來越快,規(guī)模越來越大,廢棄電子產(chǎn)品越來越多,對(duì)環(huán)境影響面越來越大,因此在電子制造過程中強(qiáng)調(diào)綠色化越來越追切。以歐盟RoHS為起點(diǎn),WEEE、EuP和REACH等法令相繼推出,在全世界掀起綠色制造的浪潮。
綠色設(shè)計(jì)
傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì),通常主要考慮的是產(chǎn)品的基本屬性,如功能、質(zhì)量、壽命、成本等,很少考慮環(huán)境屬性。按這種方式生產(chǎn)出來的產(chǎn)品,在其使用壽命結(jié)束后,回收利用率低,資源浪費(fèi)嚴(yán)重,毒性物質(zhì)嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境,形成一個(gè)“從搖籃到墳?zāi)埂钡倪^程。綠色設(shè)計(jì)的基本思想就是要在設(shè)計(jì)階段就將環(huán)境因素和預(yù)防污染的措施納入產(chǎn)品設(shè)計(jì)之中,將環(huán)境性能作為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)目標(biāo)和出發(fā)點(diǎn),力求使產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響達(dá)到最小。從這一點(diǎn)來說,綠色設(shè)計(jì)是從可持續(xù)發(fā)展的高度審視產(chǎn)品的整個(gè)生命周期,強(qiáng)調(diào)在產(chǎn)品開發(fā)階段按照全生命周期的觀點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)性的分析與評(píng)價(jià),消除潛在的、對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響,力求形成“從搖籃到再現(xiàn)”的過程。綠色設(shè)計(jì)主要可以通過生命周期設(shè)計(jì)、并行設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)等幾種方法來實(shí)現(xiàn)。
綠色材料選擇
綠色產(chǎn)品首先要求構(gòu)成產(chǎn)品的材料具有綠色特性,即在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期內(nèi),這類材料應(yīng)有利于降低能耗,環(huán)境負(fù)荷最小。具體地說,在綠色設(shè)計(jì)時(shí),材料選擇應(yīng)從以下幾方面來考慮。(1)減少所用材料種類。使用較少的材料種類,不僅可以簡(jiǎn)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu),便于零件的生產(chǎn)、管理和材料的標(biāo)識(shí)、分類,而且在相同的產(chǎn)品數(shù)量下,可以得到更多的某種回收材料。(2)選用可回收或再生材料使用可回收材料不僅可以減少資源的消耗,還可以減少原材料。在提煉加工過程中對(duì)環(huán)境的污染。寶馬(BMW)公司生產(chǎn)的Z1型汽車,其車身全部由塑料制成,可在20分鐘內(nèi)從金屬底盤上拆除。車上的門、保險(xiǎn)杠和前、后、側(cè)面的操縱板都由通用公司生產(chǎn)的可回收利用的熱塑性塑料制成。(3)選用能自然降解的材料。福州塑料科學(xué)技術(shù)研究所與福建省測(cè)試技術(shù)研究所已成功研制出由可控光塑料復(fù)合添加劑生產(chǎn)的一種新型塑料薄膜。這種薄膜在使用后的一定時(shí)間內(nèi)即可降解成碎片,溶解在土壤中被微生物吃掉,從而起到凈化環(huán)境的作用。(4)選用無毒材料。在汽車和電子工業(yè)中,最常用的是含鉛和錫的焊料。但是鉛的毒性極大,所以近年來,已經(jīng)在油漆、汽油和其他諸多產(chǎn)品中限制或禁止使用它。
清潔生產(chǎn)
相對(duì)于真正的清潔生產(chǎn)技術(shù)而言,這里所提到的清潔生產(chǎn)僅僅指生產(chǎn)加工過程。在這一環(huán)節(jié),要想為綠色制造做出貢獻(xiàn),需從綠色制造工藝技術(shù)、綠色制造工藝設(shè)備與裝備等人手。在實(shí)質(zhì)性的機(jī)械加工中,在鑄造、鍛造沖壓、焊接、熱處理、表面保護(hù)等過程中都可以實(shí)行綠色制造工藝。具體可以從以下幾方面入手:改進(jìn)工藝,提高產(chǎn)品合格率;采用合理工藝,簡(jiǎn)化產(chǎn)品加工流程,減少加工工序,謀求生產(chǎn)過程的廢料最少化,避免不安全因素;減少產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的污染物排放,如減少切削液的使用等。目前多通過干式切削技術(shù)來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
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