浅谈绿色制造在机电产品周期中的实施

　　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。

　　一、绿色制造的涵义及其实施

　　(一)绿色制造的涵义

　　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、易装拆和可回收性。

　　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。

　　(二)机电产品的绿色材料设计

　　要实施绿色制造首先要实现绿色材料设计，而实现绿色材料设计，不仅需要工矿企业自身的努力，而且需要环保部门、研究单位与政府领导的共同协作。要合理选择材料，考虑其来源广阔、价格低廉、毒性、污染性低，在目前还难以做到。因为《机械设计手册》中只有常用材料的机械物理性能，如强度、延伸率、冲击值、硬度等数据，并无其毒性、副作用及来源是否广泛的说明，这就给工程技术人员在产品设计中实施绿色制造带来困难。要编撰这种包括材料毒性、副作用及来源的手册和数据库不是单靠材料生产厂家、材料研究所工程技术人员就能解决的，而是一个大的系统工程。首先要对各种材料的矿物储量、开采、提炼生产的难度进行调查，以了解其来源状况;再者。要对各种材料的毒性、辐射性、污染性进行调查。例如铅、铬、镉、磷、砷、氰化物等属于有毒物质是众所周知的，但是它们与其它物质混合后形成的合金和发生化学反应后形成的化合物物质是否依然有毒性，人们并不十分清楚。何况，新材料不断问世，品种越来越多。建议政府组织由地质资源、环保部门、材料生产厂、材料研究所及医疗单位等多学科技术人员参加，共同编撰新的材料使用手册和数据库。

　　(三)机电产品的绿色结构设计

　　产品的结构工艺性中的易加工性和易装拆性实施的难度相对来说要小一些，但也要对各种加工方法的特点和本厂设备状况有一定的了解，才可能做到。结构工艺性是相对的，不是绝对的。结构工艺性是与加工方法分不开的，新的加工方法不断出现加快了这种不确定性。对普通的机械加工来说结构工艺性可能不好，而对于特种加工来说可能是不成问题的。而可回收性却不仅仅与可拆卸性有关，还与该材料的可重复加工性有关。这些光靠工程技术人员个人的经验是不够的，也需要编撰各种加工方法的结构工艺性的手册和数据库。

　　(四)机电产品的绿色加工及热处理

　　我国目前机械加工的水平还相当低，特别是一些中小工厂，还在使用六七十年代的机床，数控机床只有一些大型企业才有。造成切削效率低、加工精度低、材料利用率低、能耗大。提高数控化水平，尽量采用高效设备和刀具进行加下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及电加热和天然气、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。

　　(五)机电产品的绿色包装

　　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、塑料为差。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。因此，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是绿色包装的发展方向。

　　二、结束语

　　机电产品在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。我国五大水系和众多的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。