機械制造中低碳制造理論及技術(shù)

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摘要：隨著國家經(jīng)濟的不斷發(fā)展，社會逐漸進入到低碳時代，各領(lǐng)域制造行業(yè)都開始重視低碳理論，特別是機械制造行業(yè)。闡述了機械制造中低碳技術(shù)的理論，并基于此分析實際中應(yīng)用低碳制造技術(shù)。

關(guān)鍵詞：機械制造；低碳；制造理論；技術(shù)

引言

由于社會快速發(fā)展，以往為了發(fā)展國家經(jīng)濟，大量開采資源和能源，導(dǎo)致嚴重破壞能源資源，出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境破壞等問題，現(xiàn)階段已經(jīng)具備比較先進的低碳理論，為了健康持續(xù)發(fā)展國家經(jīng)濟，需要不斷研究低碳理論和技術(shù)。

1低碳制造理論的基本概述

1.1低碳制造理論技術(shù)內(nèi)涵

從本質(zhì)上來說，低碳制造技術(shù)就是以最大化利用資源以及最小消耗能源為依據(jù)的現(xiàn)代制造方式，可以進行低碳生產(chǎn)，并且保證能夠達到相互統(tǒng)一保護生態(tài)環(huán)境和機械生產(chǎn)的作用，實際生產(chǎn)過程中，為了滿足以上目標需要在每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中都采取有效的措施，尤其是生產(chǎn)制造、物流運輸、機械生產(chǎn)以及資源利用等階段，以便于能夠達到增加節(jié)能減排作用，提高資源利用率。在傳統(tǒng)機械制造技術(shù)中逐漸發(fā)展形成低碳機械制造技術(shù)，此外還可以有機結(jié)合制造技術(shù)、環(huán)保觀念、降耗技術(shù)、節(jié)能技術(shù)等，建立低碳制造技術(shù)，從機械制造方面來說，低碳制造技術(shù)具備一定作用，能夠在一定程度上優(yōu)化和改進機械制造技術(shù)。經(jīng)過不斷發(fā)展和進步，已經(jīng)具備先進的低碳制造技術(shù)，存在更加豐富的內(nèi)涵，現(xiàn)階段，主要包括以下幾方面低碳制造技術(shù)。

1）應(yīng)用清潔能源技術(shù)。

目前，應(yīng)用清潔能源技術(shù)主要有潮汐發(fā)電技術(shù)、生物質(zhì)技術(shù)、水能技術(shù)、沼氣能技術(shù)、太陽能技術(shù)、風(fēng)能技術(shù)等，合理利用上述技術(shù)，不但可以降低消耗傳統(tǒng)煤炭、石油能源的產(chǎn)量，還能夠有效降低排放污染的含量，達到保護生態(tài)環(huán)境的目的[1]。

2）低碳設(shè)計制造技術(shù)。

低碳設(shè)計制造技術(shù)主要基礎(chǔ)就是生產(chǎn)流程、制作設(shè)計方法、模型設(shè)計等，能夠涉及很多領(lǐng)域?，F(xiàn)階段，主要包括以下幾方面低碳制造技術(shù)，低碳制造設(shè)計數(shù)據(jù)庫、低碳制造設(shè)計優(yōu)化模型、低碳制造設(shè)計標準、低碳制造設(shè)計評價基礎(chǔ)與流程、低碳制造設(shè)計方法和原則。

3）低碳制造技術(shù)。

對發(fā)展低碳戰(zhàn)略方面來說，最關(guān)鍵的就是制造技術(shù)，低碳制造技術(shù)是面對實際機械生產(chǎn)的。在現(xiàn)階段低碳制造技術(shù)主要有制造過程低碳技術(shù)、制造工藝低碳化、車間低碳技術(shù)優(yōu)化等，實際應(yīng)用低碳制造技術(shù)主要就是處理廢棄物、循環(huán)利用廢棄物，處理報廢品、廢棄以及油污[2]。

1.2低碳機械制造體系

低碳機械制造能夠被當做在生產(chǎn)過程和系統(tǒng)資源，釋放二氧化碳的濃度比較低?，F(xiàn)階段，使用產(chǎn)品、物流運輸、資源利用、生產(chǎn)制造等方面應(yīng)用低碳機械制造技術(shù)。實際生產(chǎn)過程中，依據(jù)相關(guān)方式來提高利用資源的效率，在生產(chǎn)制造、物流運輸進行節(jié)能減排，從而達到機械制造目標。低碳機械制造體系包括原材料的開發(fā)、生產(chǎn)過程低碳能源和低碳化、低碳設(shè)計技術(shù)等三方面構(gòu)成。其中由生態(tài)化設(shè)計、模塊化設(shè)計以及輕量化設(shè)計構(gòu)成低碳產(chǎn)品，低碳生產(chǎn)過程由生產(chǎn)管理、加工工藝、加工設(shè)備構(gòu)成，原材料和低碳能源包括能源和原材料[3]。

2機械制造中低碳制造技術(shù)的應(yīng)用

2.1輕量化設(shè)計

輕量化設(shè)計基本原則實際上就是在具備一定產(chǎn)品使用性能基礎(chǔ)上，保證降低產(chǎn)品重量。輕量化設(shè)計是集性能、成本、配套設(shè)備、總量的一種綜合設(shè)計優(yōu)化方案，輕量化設(shè)計主要就是能夠降低產(chǎn)品加工生產(chǎn)過程中材料的消耗，以便于整體增加利用能源的效率，達到有效控制產(chǎn)品碳排放量的目的。輕量化設(shè)計在物流運輸工程中降低污染排放以及能源消耗，例如，運輸車尾氣。德國奧迪公司首先合理應(yīng)用鋼的強度和鋁的輕質(zhì)的特點進行設(shè)計，能夠降低車身重量，達到降低設(shè)計制造的能源消耗，起到保護環(huán)境的目的[4]

2.2模塊化設(shè)計

模塊化設(shè)計基本原則實際上就是依據(jù)不同需求來優(yōu)化組合功能模塊。模塊化設(shè)計機械產(chǎn)品屬于實用的、前沿的一種設(shè)計機械產(chǎn)品方式，現(xiàn)階段，由于不斷發(fā)展綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展，已經(jīng)在航空航天、機械、軍事、電子等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用低碳制造技術(shù)。模塊化設(shè)計核心實際上就是依據(jù)不同系統(tǒng)功能把系統(tǒng)分為不同步模塊，然后優(yōu)化設(shè)計組合不同需求模塊，形成不同的產(chǎn)品。機械產(chǎn)品設(shè)計的時候會出現(xiàn)一定非功能單元。實際應(yīng)用生產(chǎn)的時候如果利用相同標準來衡量非功能單元，會在一定程度上浪費能源和資源，極大程度影響產(chǎn)品使用功能。以此衡量優(yōu)化機械產(chǎn)品的時候應(yīng)用模塊化設(shè)計能夠保證在正常產(chǎn)品功能前提下，盡可能降低資源浪費和能源浪費。模塊化劃分機械產(chǎn)品，利用功能模塊來制造機械產(chǎn)品，達到降低成本的目的，以便于及時改變低碳制造技術(shù)問題[5]。

2.3生態(tài)化設(shè)計

生態(tài)化設(shè)計基本原則實際上就是設(shè)計生產(chǎn)產(chǎn)品時，應(yīng)該充分分析資源循環(huán)再利用和環(huán)境影響的相關(guān)問題?，F(xiàn)階段，國內(nèi)不斷發(fā)展綠色生態(tài)文明，已經(jīng)廣泛應(yīng)用生態(tài)化設(shè)計。在設(shè)計產(chǎn)品的時候，不可以僅僅考慮片面利益，也應(yīng)該分析環(huán)境影響。在選擇設(shè)計原材料的時候，應(yīng)該充分了解、使用綠色環(huán)保、可降解、可再生的材料。此外，也要增加利用效率和降低環(huán)境污染。生態(tài)設(shè)計中應(yīng)該包括廢物利用和回收，盡可能重新制造能夠被翻新、降解的產(chǎn)品。生態(tài)化設(shè)計可以降低產(chǎn)品報廢、生產(chǎn)以后環(huán)境污染問題，具備一定應(yīng)用價值。

參考文獻

[1]劉獻禮,陳濤.機械制造中的低碳制造理論與技術(shù)[J].哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報,2011,16(1):1-8.

[2]陸明.機械制造中的低碳制造理論與技術(shù)應(yīng)用[J].才智,2011(29):38.

[3]李大涌.機械制造中的低碳制造理論與技術(shù)應(yīng)用[J].黑龍江科技信息,2014(17):41.

[4]王琴,王天宇.機械制造中的低碳制造理論與技術(shù)[J].農(nóng)家科技（下旬刊）,2014(11):228.

[5]李紅.機械制造中的低碳制造理論及其技術(shù)的應(yīng)用探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2015,5(26):5118.

作者：于政伯 單位：長春工業(yè)大學(xué)