现代绿色制造与3D打印制造浅述(3)
2 绿色化制造
“绿色制造”(green manufacturing)是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下,综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。它使产品从设计、制造、运输、使用到报废的整个产品生命周期中不产生环境污染或环境污染最小化,符合环境保护要求,对生态环境无害或危害极少,使资源利用率最高、能源消耗最低。由于电子制造业发展速度越来越快,规模越来越大,废弃电子产品越来越多,对环境影响面越来越大,因此在电子制造过程中强调绿色化越来越追切。以欧盟RoHS为起点,WEEE、EuP和REACH等法令相继推出,在全世界掀起绿色制造的浪潮。
绿色设计
传统的产品设计,通常主要考虑的是产品的基本属性,如功能、质量、寿命、成本等,很少考虑环境属性。按这种方式生产出来的产品,在其使用寿命结束后,回收利用率低,资源浪费严重,毒性物质严重污染生态环境,形成一个“从摇篮到坟墓”的过程。绿色设计的基本思想就是要在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳入产品设计之中,将环境性能作为产品的设计目标和出发点,力求使产品对环境的影响达到最小。从这一点来说,绿色设计是从可持续发展的高度审视产品的整个生命周期,强调在产品开发阶段按照全生命周期的观点进行系统性的分析与评价,消除潜在的、对环境的负面影响,力求形成“从摇篮到再现”的过程。绿色设计主要可以通过生命周期设计、并行设计、模块化设计等几种方法来实现。
绿色材料选择
绿色产品首先要求构成产品的材料具有绿色特性,即在产品的整个生命周期内,这类材料应有利于降低能耗,环境负荷最小。具体地说,在绿色设计时,材料选择应从以下几方面来考虑。(1)减少所用材料种类。使用较少的材料种类,不仅可以简化产品结构,便于零件的生产、管理和材料的标识、分类,而且在相同的产品数量下,可以得到更多的某种回收材料。(2)选用可回收或再生材料使用可回收材料不仅可以减少资源的消耗,还可以减少原材料。在提炼加工过程中对环境的污染。宝马(BMW)公司生产的Z1型汽车,其车身全部由塑料制成,可在20分钟内从金属底盘上拆除。车上的门、保险杠和前、后、侧面的操纵板都由通用公司生产的可回收利用的热塑性塑料制成。(3)选用能自然降解的材料。福州塑料科学技术研究所与福建省测试技术研究所已成功研制出由可控光塑料复合添加剂生产的一种新型塑料薄膜。这种薄膜在使用后的一定时间内即可降解成碎片,溶解在土壤中被微生物吃掉,从而起到净化环境的作用。(4)选用无毒材料。在汽车和电子工业中,最常用的是含铅和锡的焊料。但是铅的毒性极大,所以近年来,已经在油漆、汽油和其他诸多产品中限制或禁止使用它。
清洁生产
相对于真正的清洁生产技术而言,这里所提到的清洁生产仅仅指生产加工过程。在这一环节,要想为绿色制造做出贡献,需从绿色制造工艺技术、绿色制造工艺设备与装备等人手。在实质性的机械加工中,在铸造、锻造冲压、焊接、热处理、表面保护等过程中都可以实行绿色制造工艺。具体可以从以下几方面入手:改进工艺,提高产品合格率;采用合理工艺,简化产品加工流程,减少加工工序,谋求生产过程的废料最少化,避免不安全因素;减少产品生产过程中的污染物排放,如减少切削液的使用等。目前多通过干式切削技术来实现这一目标。
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