基于绿色制造技术在机电产品生命周期中的实施影响
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作者: 曾文健
【摘要】本文从机电产品制造到报废回收的生命周期中对环境的影响进行分析，对绿色制造的涵义、实施绿色制造的意义进行了论述，提出了实行绿色制造的必要性。重点分析机电产品在设计、毛坯制造、机械加工与热处理、产品的包装、产品回收整个周期内各环节带来环境污染的因素，并提出了减少污染、实施绿色制造的措施与建议。
【关键词】绿色制造技术机电产品生命周期
一、引言
自1 776年的现代机器制造业开始以来，在两百多年的发展中为人们的衣、食、住、行提供了许多性能不同的机电产品，这些产品给人们的生活带来了极大的便利，并迅速地推动了社会的发展。然而，在另一方面，机器制造业在产品制造过程中产生的废弃物以及淘汰和报废产品产生的废弃物，也给地球环境造成了很大的污染。这些污染不仅给人们的身体带来多种疾病，甚至产生大量的CFCs，导致大气臭氧层形成空洞：产生大量的C02形成温室效应，导致全球气候变暖。海平面上升；人类的生态环境被破坏，特大型自然灾害频繁出现；患癌症者增加、男性生育能力下降、人们的身体健康乃至繁衍受到严重威胁。
众所周知，一台机器的全生命周期要经历设计、毛坯制造、机械加工、热处理、装配、包装、使用和维修、报废回收等阶段，每一个阶段都与环境保护紧密相连，都有可能造成环境污染。特别是一些中小企业，只看到眼前的利益。盲目购买一些早已被淘汰的设备、上马一些污染严重的项目，却并不具备“三废”处理能力，对环境具有特别大的破坏性。
二、绿色制造的涵义及其发展
机电产品的绿色制造，是指产品从设计、毛坯制造、切削加工、热处理、装配、包装、使用和维修到报废回收等全过程中，对资源、材料、能源的消耗量最少，而对环境的污染最小，并使企业经济效益和社会效益协调优化。
在设计阶段。一是要考虑材料的选择，不仅要考虑其来源广阔、价格低廉，还要考虑其利用率和污染性；二是要考虑产品的结构工艺性，包括易加工性、易装拆及其可回收性。
在毛坯制造阶段，不仅要考虑毛坯本身易制造、经济性好，毛坯制造方法对环境的污染要少，还要考虑其切削加工量要尽量少，材料利用率要高。在切削加工阶段，要求切削能耗少、刀具磨损量低、产生的废弃物少，且对环境的污染小。
在热处理阶段，不仅要考虑通过热处理易获得优良的机械物理性能，还要考虑热处理过程中产生有毒、有害物质对工人身体的危害和对环境的污染。在产品包装阶段，不仅要考虑包装美观、被包装物品不易损坏，还要考虑包装材料的价格成本和易分解回收、重复利用及包装材料的废弃物对环境的污染。
1978年。联邦德国最早实行了绿色产品制度，由国家权威部门对产品实行审查评定，并贴上绿色标志。鉴于全球环境日趋恶化。而制造业作为人们创造财富的支柱产业在环境污染中又占主导地位，1996年美国制造工程师学会(SME)在 和刀具进行加工是所有工厂的必由之路。然而，由于中小工厂缺资金、缺技术，数控化还要经历相当长的时期。所以，建议首先采用经济型数控系统对现有机床进行改造，并对工人进行数控技术的培训。
另外，要注意机加工时冷却液的选择和使用。如有的工厂在滚齿、插齿、铣削等加工时，为了提高刀具耐用度。对刀具采用离子镀膜或涂层处理，使切削速度大大提高，而冷却液仍然使用原来低、中速切削时所用的极压切削油。由于切削油冷却能力不足、挥发性大，使车间里充满挥发的油雾，造成车间的空气污染。建议采用半合成、合成水溶性切削液取代切削油。
在热处理及表面镀层处理阶段，热处理时对工件的加热以电加热和天然气、煤气加热污染少，以燃煤、燃油加热污染大；淬火、表面淬火、调质等热处理在淬火时，材料不同所使用的冷却剂也不同。油冷带来的污染大，水冷污染小。但是水冷可能会导致某些用淬透性强的合金制造、形状复杂的工件开裂，因此需要研究冷却能力比水弱而又不造成污染的新的热处理冷却剂。对工件电镀装饰、防腐材料时，主要是排放电镀残液造成的污染，一是预备工序酸洗时带腐蚀性的酸性残液；二是镀液中残留的重金属及有毒物质(如氰化钾、氰化钠等)。应采用电镀液处理剂进行达标处理。
5.绿色包装设计
在产品包装阶段，主要是选择合适的包装技术和材料，实施绿色包装。目前国内使用的包装材料基本是瓦楞纸板、木板、塑料为主。纸板由于易于回收，且可被降解、污染小而被广泛采用，但前期制作对环境造成的污染较大，而且强度低、易导致被包装物品的损坏。木板由于强度高也被广泛用于大型机电产品的包装，但由于木材是不可再生材料，使用过多会因树木的大量砍伐导致生态失衡，且由于一些害虫会寄居于内，导致害虫大量传播而破坏森林。国外严格禁止进口产品使用木板包装。塑料制品也广泛用作包装材料，但由于废弃后不可降解，易造成环境的污染。国家经贸委资源司综合利用与环保处把蜂窝纸板包装列为推广对象，指出：“这种新型的蜂窝纸板将成为我国出口货物的理想包装，它的推广应用将为我国降低商品在流通过程中的破损率、提高包装产品质量起到积极的作用。”除此之外-还应进一步开发农作物秸秆缓冲包装材料、聚乳酸发泡材料、废纸和淀粉制包装用泡沫填料等新型包装材料。
6.绿色回收利用
在报废回收阶段，机械产品具有可拆卸性，它取决于配合的种类和联接与紧固的方式。在间隙配合、过渡配合及过盈配合中，以过盈配合尤其是以压力机压入方式装配的可拆卸性差；在键与销联接方式中，以半圆键和切向键可拆卸性差；在螺纹紧固、铆固和焊接、粘接等方式中，以铆固和焊接可拆卸性差。电子产品的回收，存在解体后电子器件和焊料中有毒物质的污染问题。南方某些城镇家家户户搞进口报废电子产品的手工拆卸，极易造成污染扩大，应成立专业化回收队伍，以便集中处理。
四、结论
从以上的分析说明，机电产品在设计、毛坯制造、机械加工、热处理、装配、包装、使用和维修、报废回收等生命的全周期各环节中都可能带来环境的污染，都需要引起我们足够的重视。我国五大水系和湖泊大多数污染严重。除造纸、制药、制革、制水泥、生活污水等对环境污染产生严重影响外，机电产品制造中产生的“三废”也是其重要原因。国际上关于产品对环境保护的要求愈来愈高，特别是对进口商品的环保特性采取了非常苛刻的检测条件，如果再不引起我国重视，实施绿色制造，势必影响我国的出口贸易和制造业的竞争能力，影响我国国民经济的可持续发展和全面建设小康社会的进程。
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