机械制造设计中低碳制造理论研究

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摘要：机械制造是促进我国经济发展的主要行业，随着社会的不断进步，很多人逐渐意识到了环境保护的重要性，在机械制造的过程中，加入了低碳的理念。当前社会中环境污染问题越来越严重，机械制造行业不能只关注经济效益，也要重视环境效益，采用低碳制造的理论，可以实现机械制造行业的可持续发展。本文对机械制造中的低碳制造理论以及技术应用进行了分析，希望对机械制造行业的管理者起到一定借鉴的作用。

关键词：机械制造；低碳制造理论；技术

机械制造行业在发展的过程中，规模越来越大，这一行业在发展的过程中，产值出现了较大的突破，但是也造成了一定环境污染问题，为了实现可持续发展，企业的管理者一定要引进低碳环保的理念，要增强员工的环境保护意识，还要积极引进先进的环保技术，对低碳制造技术体系进行完善。低碳制造理论具有先进性，也是未来机械制造行业发展的重要指导理论，其应用的范围将越来越大，也将为环境保护作出更大的贡献。

1机械制造中应用低碳制造理论以及技术的必要性

随着经济的不断发展，社会中环境污染问题也越来越严重，这主要是因为很多人缺乏环保意识，在生产制造的过程中，没有做好污水排放以及治理工作，存在随意排放污水等问题，这严重影响着周围居民的身体健康，我国机械制造行业在发展的过程中，采用的粗放的管理形式，在低碳制造理论的影响下，该行业逐渐向集约化形式进行了转变，这符合我国对机械制造行业节能减排的要求。我国加入WTO后，与联合国签订了《京都协议》，对温室气体的排放必须进行控制，所以，在机械制造行业中，引进了较多的低碳环保技术，企业的技术人员必须对制造加工技术进行创新，还要落实低碳环保的标准，做到低排放、低能耗、低污染的工作模式。低碳机械加工制造是实现可持续发展的重要举措，其可以实现机械行业发展形式的转变，也可以实现产业结构的优化，具有较多的优点。

2机械制造中的低碳制造技术

低碳制造是指在机械生产的过程中，采用特殊的生产步骤，这一过程实现了对资源的最大化利用，而且降低了对污染物的排放。在对机械产品进行加工制造时，在多个生产阶段都需要实现节能减排，要提高资源的利用率，要为低碳环保做出努力。低碳是对能源利用以及消耗情况的评估，其可以改善当前资源环保污染严重的现状，是当前机械制造行业主要的工作模式之一，在制造的过程中，其需要了利用较多的低碳技术，只有建立低碳设计评价模型，制定科学、有效的低碳方法，才能设计出合理的低碳机械设计评估方案。碳汇技术是由碳捕获技术以及碳掩埋技术组合形成的，利用这项技术，可以实现机械设备的低碳节能生产，其在车间布置中有着广泛的应用，而且可以加强对资源的循环利用，这项技术可以收集废弃的资源，还在污水处理中发挥着重要作用，通过技术改良，可以对废弃物进行合理的利用。另外，很多机械制造单位还利用了新能源，通过利用风能、水能以及沼气，可以提供制造加工所需要的动能，这类能源属于清洁能源，而且具有可再生性，不会产生二氧化碳等温室气体，所以，是今后机械制造行业发展中主要开发的能源，必须大力研究与开发。

3机械制造中的低碳制造的技术应用

3．1模块化设计

机械产品的模块化设计作为技术较为先进、前沿的机械产品设计方法，根据功能的不同可以将系统划分为几个有差异的模块，模块会逐步优化，并加以整合，最终获得不同品种和不同规格的产品。若拿同一个尺度去衡量机械产品中的非功能性单元，能造成机械资源、能源的耗费，更不利于机械的运行和维护。对机械产品完全有必要开展每个功能性单元的划分模块的工作与任务，通过划分后的模块评估每个机械生产制造企业的降低能源、资源消耗方面的潜能，并认真检验企业应用低碳制造技术所获取的成效如何，才能对下一步低碳生产技术加强革新。一个典型的例子，德国Index技术企业研发的复合型加工设备，经由众多差异的模块整合可以达到铣削、车削、磨削和激光热等等多个生产环节的顺利完成，利用模块化设计这一应用设计方案，对全部零件的完整加工，切实提高了能源设备的利用率，大大地减少了整个生产过程中使用过多的机床数目，简化了生产流程，降低了各项能源的耗费。

3．2生态化设计

当前我国提出了生态文明建设应当与物质文明、精神文明和社会文明建设并举的方针，一些机械制造企业开始由改革之初的盲目增加新的机械生产项目、片面追求机械行业总产值转变为在机械制造开展生产工作时，考虑资源与环境的成本，降低环境的负载压力，重视统筹对生态环境的保护，以实际行动做到既保持机械制造的经济产值，又减少了大量的原料的消耗与环境的破坏。在这一大形势下，生态化设计应运而生，它不仅保证了产品的使用功能，而且促进了生态效益的提高。通常意义而言，机械制造作业时一定有不同情况的废水、废渣和废气等污染物的排放，工业“三废”无疑会破坏生态平衡和生物多样性，基于此，机械制造企业不失时机地开展产品的生态设计，利用科技含量高、经济效益好、能源利用效率高、污染环境少的新技术产品。

3．3轻量化设计

之所以要对机械进行轻量化设计，主要是为了能够降低机械的自重，但同时又能够保证机械自身的性能。也就是说，要在保证机械每个生产要素都能够正常运行的基础上，优化机械设计，使其重量减轻。这样不但能够减少机械制造过程中使用的材料和资源，还可以使其在生产中减少碳排放量，降低各种能耗，提高机械使用的综合效益。例如在某机械的生产中，就利用各种新材料，采用新技术，利用轻质的铝合金材料代替钢铁材料，在保证材料强度的基础上减小了机械的重量，这样不但降低了机械的油耗，减少了尾气排放量，还会带来较为可观的节省成本效益。

4结语

机械制造加工是社会产业的重要组成，机械制造行业的发展为人们设计出了较多的具有便利性的产品，其改善了人们的生活，但是这一行业在发展的过程中，由于不重视环境保护，所以，造成了较多的环境污染问题，这威胁着人类的健康。比如在排放污水的过程中，由于没有对污水进行处理，存在随意排放的问题，可能会污染地下水，会对周围环境造成破坏，不利于实现机械制造加工的可持续发展。进入21世纪后，我国出现了能源紧缺的现状，而且大气污染比较严重，只有在机械制造中引起低碳环保的理念，才能改善这一环境问题。

作者:付正森 单位:西南交通大学希望学院

参考文献:

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［2］梅志敏，张融，熊晴，胡海峰，臧鹏．机械产品制造过程低碳化转型的分析与研究［J］．机械制造与自动化，2012(02)．

［3］齐培潇，郝晓燕，乔光华．中国发展低碳经济的现状分析及其评价指标的选取［J］．干旱区资源与环境，2011(12)．