機械制造設計中低碳制造理論研究

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摘要：機械制造是促進我國經濟發展的主要行業，隨著社會的不斷進步，很多人逐漸意識到了環境保護的重要性，在機械制造的過程中，加入了低碳的理念。當前社會中環境污染問題越來越嚴重，機械制造行業不能只關注經濟效益，也要重視環境效益，采用低碳制造的理論，可以實現機械制造行業的可持續發展。本文對機械制造中的低碳制造理論以及技術應用進行了分析，希望對機械制造行業的管理者起到一定借鑒的作用。

關鍵詞：機械制造；低碳制造理論；技術

機械制造行業在發展的過程中，規模越來越大，這一行業在發展的過程中，產值出現了較大的突破，但是也造成了一定環境污染問題，為了實現可持續發展，企業的管理者一定要引進低碳環保的理念，要增強員工的環境保護意識，還要積極引進先進的環保技術，對低碳制造技術體系進行完善。低碳制造理論具有先進性，也是未來機械制造行業發展的重要指導理論，其應用的范圍將越來越大，也將為環境保護作出更大的貢獻。

1機械制造中應用低碳制造理論以及技術的必要性

隨著經濟的不斷發展，社會中環境污染問題也越來越嚴重，這主要是因為很多人缺乏環保意識，在生產制造的過程中，沒有做好污水排放以及治理工作，存在隨意排放污水等問題，這嚴重影響著周圍居民的身體健康，我國機械制造行業在發展的過程中，采用的粗放的管理形式，在低碳制造理論的影響下，該行業逐漸向集約化形式進行了轉變，這符合我國對機械制造行業節能減排的要求。我國加入WTO后，與聯合國簽訂了《京都協議》，對溫室氣體的排放必須進行控制，所以，在機械制造行業中，引進了較多的低碳環保技術，企業的技術人員必須對制造加工技術進行創新，還要落實低碳環保的標準，做到低排放、低能耗、低污染的工作模式。低碳機械加工制造是實現可持續發展的重要舉措，其可以實現機械行業發展形式的轉變，也可以實現產業結構的優化，具有較多的優點。

2機械制造中的低碳制造技術

低碳制造是指在機械生產的過程中，采用特殊的生產步驟，這一過程實現了對資源的最大化利用，而且降低了對污染物的排放。在對機械產品進行加工制造時，在多個生產階段都需要實現節能減排，要提高資源的利用率，要為低碳環保做出努力。低碳是對能源利用以及消耗情況的評估，其可以改善當前資源環保污染嚴重的現狀，是當前機械制造行業主要的工作模式之一，在制造的過程中，其需要了利用較多的低碳技術，只有建立低碳設計評價模型，制定科學、有效的低碳方法，才能設計出合理的低碳機械設計評估方案。碳匯技術是由碳捕獲技術以及碳掩埋技術組合形成的，利用這項技術，可以實現機械設備的低碳節能生產，其在車間布置中有著廣泛的應用，而且可以加強對資源的循環利用，這項技術可以收集廢棄的資源，還在污水處理中發揮著重要作用，通過技術改良，可以對廢棄物進行合理的利用。另外，很多機械制造單位還利用了新能源，通過利用風能、水能以及沼氣，可以提供制造加工所需要的動能，這類能源屬于清潔能源，而且具有可再生性，不會產生二氧化碳等溫室氣體，所以，是今后機械制造行業發展中主要開發的能源，必須大力研究與開發。

3機械制造中的低碳制造的技術應用

3．1模塊化設計

機械產品的模塊化設計作為技術較為先進、前沿的機械產品設計方法，根據功能的不同可以將系統劃分為幾個有差異的模塊，模塊會逐步優化，并加以整合，最終獲得不同品種和不同規格的產品。若拿同一個尺度去衡量機械產品中的非功能性單元，能造成機械資源、能源的耗費，更不利于機械的運行和維護。對機械產品完全有必要開展每個功能性單元的劃分模塊的工作與任務，通過劃分后的模塊評估每個機械生產制造企業的降低能源、資源消耗方面的潛能，并認真檢驗企業應用低碳制造技術所獲取的成效如何，才能對下一步低碳生產技術加強革新。一個典型的例子，德國Index技術企業研發的復合型加工設備，經由眾多差異的模塊整合可以達到銑削、車削、磨削和激光熱等等多個生產環節的順利完成，利用模塊化設計這一應用設計方案，對全部零件的完整加工，切實提高了能源設備的利用率，大大地減少了整個生產過程中使用過多的機床數目，簡化了生產流程，降低了各項能源的耗費。

3．2生態化設計

當前我國提出了生態文明建設應當與物質文明、精神文明和社會文明建設并舉的方針，一些機械制造企業開始由改革之初的盲目增加新的機械生產項目、片面追求機械行業總產值轉變為在機械制造開展生產工作時，考慮資源與環境的成本，降低環境的負載壓力，重視統籌對生態環境的保護，以實際行動做到既保持機械制造的經濟產值，又減少了大量的原料的消耗與環境的破壞。在這一大形勢下，生態化設計應運而生，它不僅保證了產品的使用功能，而且促進了生態效益的提高。通常意義而言，機械制造作業時一定有不同情況的廢水、廢渣和廢氣等污染物的排放，工業“三廢”無疑會破壞生態平衡和生物多樣性，基于此，機械制造企業不失時機地開展產品的生態設計，利用科技含量高、經濟效益好、能源利用效率高、污染環境少的新技術產品。

3．3輕量化設計

之所以要對機械進行輕量化設計，主要是為了能夠降低機械的自重，但同時又能夠保證機械自身的性能。也就是說，要在保證機械每個生產要素都能夠正常運行的基礎上，優化機械設計，使其重量減輕。這樣不但能夠減少機械制造過程中使用的材料和資源，還可以使其在生產中減少碳排放量，降低各種能耗，提高機械使用的綜合效益。例如在某機械的生產中，就利用各種新材料，采用新技術，利用輕質的鋁合金材料代替鋼鐵材料，在保證材料強度的基礎上減小了機械的重量，這樣不但降低了機械的油耗，減少了尾氣排放量，還會帶來較為可觀的節省成本效益。

4結語

機械制造加工是社會產業的重要組成，機械制造行業的發展為人們設計出了較多的具有便利性的產品，其改善了人們的生活，但是這一行業在發展的過程中，由于不重視環境保護，所以，造成了較多的環境污染問題，這威脅著人類的健康。比如在排放污水的過程中，由于沒有對污水進行處理，存在隨意排放的問題，可能會污染地下水，會對周圍環境造成破壞，不利于實現機械制造加工的可持續發展。進入21世紀后，我國出現了能源緊缺的現狀，而且大氣污染比較嚴重，只有在機械制造中引起低碳環保的理念，才能改善這一環境問題。

作者:付正森 單位:西南交通大學希望學院

參考文獻:

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