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机械设计中绿色设计理念的应用范文

时间:2022-10-14 06:01:50

机械设计中绿色设计理念的应用

摘要:

在新世纪兴起的绿色设计理念在机械设计制造中得到大范围的应用。绿色设计理念首先可以减少环境污染,将生产与环保理念结合起来,有效改善环境。其次,其可以帮助实现产品的高质量,增强企业的竞争力,提高企业市场占有率。在机械设计与制造中实现绿色设计理念并不容易,需要从几个方面入手将绿色设计理念运用与机械制造中,以便更好的服务于社会经济的发展。

关键词:

绿色设计理念;机械设计与制造;应用

一、绿色设计理念内涵

(一)绿色设计理念

绿色设计理念的形成是一个长期的过程。人们经过一系列惨痛的教训,逐渐意识到“绿色”在生产生活中的重要性。从工业化初期阶段开始,人们为了攫取更多的经济效益置社会效益和环境效益而不顾,将利润建立在破坏环境的基础上,为此付出了惨痛的代价。经过反思所走过的发展道路,绿色理念在人们心中打下了烙印,并且其重视程度越来越高,在今后会成为工业化道路的首要理念。绿色设计是将产品的生产及使用充分融合产品环境属性,最大限度实现产品的回收、拆卸维护和循环利用的目标。同时,在保证产品的性能、效用、质量和使用期限的基础上,满足产品的环境属性。通常情况下,绿色设计理念的核心包括3R原则,即reduce、recycle及reuse,减少污染、减少消耗及重复利用。绿色设计理念符合国家可持续发展战略,是我国可持续发展理念的重要组成部分,是社会发展的趋势所在,在未来的生产和生活中将得到广泛应用和实践。

(二)机械设计与制造中的绿色设计理念

以往的机械设计制造过程中,人们将重心完全放在了经济利润上,忽视了环保重要性,造成了资源大量浪费,导致目前全球资源匮乏等不利的情况。机械设计及制造是一个系统的加工环节,从设计之初到加工制作再到最后的合格成品,其中的每个环节都需要贯穿绿色设计理念,并且该理念在整个过程中提出的要求非常严格。机械设计是机械生产的第一步,因为关系到产品的尺寸、形状及内部结构,所以设计时必须严格遵照设计要求,确保设计参数的精确性,在加工时才能保证产品产品的质量和效果。设计者将绿色理念运用设计中,综合分析各种因素,可以最大限度地提高材料的利用率,减少浪费和环境污染。从长远来看,运用绿色理念不会损害企业的经济效益,相反会提高企业的社会经济利润。如运用绿色理念的机械设计可减少机械的更新频率,延长使用期限,减少机械报废数,从而降低机械购置费等。

二、在机械设计制造中绿色理念的利用优势

(一)可以实现节能环保

在机械制造中利用绿色理念,有效控制了能源消耗,保护了环境,同时也为社会的发展提供了不竭动力,促进资源的可持续运用。人们日常生活角度而言,绿色理念既保证人们可以充分享受物质文明,也可以更好的追求生态文明,实现绿色生活和可持续发展双重需求。从机械制造角度而言,绿色理念不仅节省了材料,还降低了能耗,减少了环境污染,能够帮助企业获得最大化经济效益。传统的机械制造过程中会遗留下大量的氯化物、悬浮物等水污染物质,严重地影响了生态环境(如表1)。将绿色理念运用到机械制造中,可以大大减少污染物的排放,提高环境质量。表1机械制造中的水污染物质排放表

(二)可以促进技术的创新进步

绿色理念运用于在机械设计制造中可以实现社会效益、经济效益和生态环境效益,兼顾三者达到和谐统一,满足环境要求的同时实现企业的长期发展,必然推动着企业研发新型技术,更好地实现经济社会和生态环境的发展,促进技术的更新换代,满足随着时间推移而不断变化的市场需要。

三、机械设计与制造中绿色设计理念的运用

(一)在机械设计中绿色理念的运用

在机械设计中融入绿色理念,符合我国可持续发展要求,也保障了机械设计的绿色发展要求。在产品的设计前期,设计者需要完全了解当前设计存在的问题、绿色设计理念包含的内容,以便克服现有设计的不足之处和结合产品的实际功能及性能进行创新设计,提高产品的环保功能和再利用回收率,尽可能地减少环境污染。在机械设计环境应用绿色理念,主要是确定机械制造的方案,将绿色理念融入到设计方案当中,达到节能环保的目标。可以分析绿色机械产品的成本,即在规划设计方案时,分析产品设计的回收再利用情况和必要的污染物处理措施能否到位。设计中考虑产品的可拆装情况。机械产品的设计需要考虑到拆装难度,可以通过改善拆装的难度达到节约环保的目的。逐步建立机械绿色设计数据库,将机械设计中绿色理念的应用输入数据库中,长此以往,设计者可以通过数据库掌握到相关的设计信息,通过对数据信息的分析,加快设计过程,还可以对比设计的费用开支等。

(二)在机械制造中绿色设计理念的运用

1.选择绿色材料

在机械制造过程中首先是挑选材料,材料的合格和性价比是重点考虑的问题。通常情况下,机械制造的使用材料会包含部分化学成分如汞、铅等,对环境有严重的污染。在选材中,要注意材料的规格和使用属性,同时要确定材料可以通过环保测试。原材料既要符合设计方案中机械性能要求,也要关注原材料的工艺性、回收率、可塑性等,完成产品制造后尽量可以与其他工艺形成联系。同时考虑原材料的绿色性能,如材料的耐高温程度、耐腐蚀程度、抗压能力强度等。

2.配套设施中的绿色理念的应用

机械制造过程中,一些相关的辅助设备也需要有绿色理念来支持。将绿色理念作作为机械制造的前提,得到人力、科学、政策等的支持,对设计人员进行绿色理念的培训,强化绿色理念在机械制造中的认知。相关政府部门也需要完善相应的政策来支持绿色机械产品的绿色制造,建立相应的监督管理制度,进一步落实绿色理念。在科技上,企业可以适当增加在科技上的投入,发展密集型的科技企业,以此建立环境友好型和资源节约型社会。

3.实现绿色制造

通过复杂的产品设计得出方案之后,经过反复实践和审核检验满足设计初衷,最后进行投产计划。在制造环节中,需要尽量减少原材料的浪费、控制资金的投入,在产品的整个生产周期中融入绿色制造概念。目前,部分企业为了吸引消费者的视线,在设计和制造中添加了部分没有价值的设计,美化产品的视觉效果以提高产品的附加值,这在一定程度上提升了生产成本,加重环境污染。如包装设计中,包装并没有有用的使用价值,将包装设计地更为花哨,甚至产品与包装有本末倒置的现象,将包装作为吸引消费者的筹码而忽视了产品本身的质量,这样的设计与绿色理念不符。在机械制造中运用的各种材料,特别是在机械用品里化学和金属材料产品较多,一部分产品或者材料在使用过程中会造成环境污染或浪费,若参照绿色制造理念进行制造,可以多使用无污染的环保材料急性替代,使得制造全过程可以贯穿绿色制造概念。

四、绿色机械制造实例

电视机作为日常必不可少的家电之一,以新型电视机设计与制造为例。在设计初期,需要对电视机行业进行全面了解以及绿色理念在电视机行业中的运用程度,通过实地考察和调查问卷等多重形式收集电视机的绿色设计创意,大概了解消费者能够接受的价格程度,从新闻或者专利中获得法律及科技信息,以帮助选择电视机制作生产材料,确定生产工艺等,结合企业的生产能力和设备情况。在电视机设计中,考虑产品的运用的实际环境、造型、工艺材料及消费心理等多方面因素,把电视机的使用合理性和消费者心理作为研发切入点。收集好市场信息之后,定位好消费者人群,以便设定产品的价格区间。把产品的价格区间设置在4千人民币以下,主要消费人群是刚建立家庭的青中年。这个阶段的人群精力相对旺盛,收入稳定但生活比较紧张,对电视的需求程度较高,他们要求的是性价比较高的电视机产品。电视机对于青中年而言是缓解压力充实生活的主要工具之一,比较关心电视机本身对健康的安全程度、电视机造型情况和其环保节能情况。通过一系列的准备工作后,得出的设计方案。电视机制造所采用的材料是完全可以回收再利用的聚碳酸酯类材料,加上木质壳,尽量少用有毒和有害的材料。包装利用科再生回收纸,把泡沫类材料作内衬防震物。电视机的结构工艺为可拆除、可回收的模块,整个电视机可以分成若干部分,方便产品组装、维修及回收。电视机生产过程中要注意生产环境、使用材料属性等。电视机的运输和销售,可以适当扩展生产点,提高运输率;到货就拆除包装以再利用;电视机使用方面没有任何辐射污染,对人身体无害,采用最新技术达到节能目的。

五、结束语

绿色理念在机械设计和制造中的应用会越来越广泛,并且其应用领域也会不断扩展。这大大提高了资源的利用率,减少了浪费的资源,符合国家可持续战略发展,有利于企业的长远发展,促进机械设计制造行业的绿色发展,实现社会效益、经济效益和经济效益的统一。

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作者:严道发 单位:苏州工业园区职业技术学院

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