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1、綠色制造技術在模具中的應用.L.編輯?！ 菊吭趯G色制造概念介紹的基礎上,介紹了模具綠色制造的整個生命周期,包括綠色設計、綠色制造、綠色包裝、綠色維護和綠色回收、再處理等階段,并結合鍛模、沖壓模、注塑模具自身的特點,具體闡述了基于綠色制造的模具設計與制造的原則與方法。指出了模具的設計和先進制造技術與綠色思想的結合是模具工業(yè)的發(fā)展必然?！ 娟P鍵詞】綠色制造;模具;先進制造技術 制造業(yè)是社會經(jīng)濟向前快速發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè),制造業(yè)在將制造資源轉化成產(chǎn)品以及隨后產(chǎn)品的使用和廢棄后的處理過程中,將會給生態(tài)環(huán)境帶來了不同程度的污
2、染。對于制造業(yè)來說,未來所面臨解決的重大問題是如何減少資源的消耗和盡可能少地產(chǎn)生環(huán)境污染。因而綠色制造(GreenManufacturing)應運而生,其目標是使得產(chǎn)品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產(chǎn)品生命周期中,對環(huán)境的負影響最小,資源使用效率最高[1-2]。綠色制造主要包括以下幾方面內容:一是制造問題,包括產(chǎn)品生命周期全過程;二是環(huán)境影響問題;三是資源優(yōu)化問題。綠色制造就是這三部分內容的交叉和有機集成?！ ∧＞呤侵圃鞓I(yè)中使用量大、影響面廣的工具產(chǎn)品,是工業(yè)生產(chǎn)當中的基礎工藝裝備。它的生產(chǎn)技術水平的高低,已成為衡
3、量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志。傳統(tǒng)的模具設計過程一般僅僅需要考慮模具產(chǎn)品的基本屬性,如模具的功能、質量、成本和壽命等等,而很少、甚至不考慮它的環(huán)境屬性和對資源、能源造成的浪費。模具工業(yè)作為制造業(yè)的一個重要組成部分,并且在我國得到迅猛發(fā)展,因而在模具行業(yè)中提倡綠色制造尤為重要?！ ?模具的綠色制造 由綠色制造的概念可知,“綠色模具”不僅僅指在使用時對環(huán)境的影響小,還應是從制造到報廢的整個生命周期內對環(huán)境的破壞是最小的。因此,模具的綠色制造設計要求設計者在構思階段就要優(yōu)先考慮模具產(chǎn)品的環(huán)境屬性(模具的可拆卸性、可再次
4、回收性等等),然后再考慮原有應該考慮的模具產(chǎn)品應用的基本屬性[3]。總的來說,模具綠色制造的整個生命周期包括綠色設計、綠色制造、綠色包裝、綠色維護和綠色回收、再處理等階段?！ ?.1模具的綠色設計:模具綠色設計對模具綠色制造有著非常重要的地位,這一步解決的好壞直接影響到最終利用模具加工產(chǎn)品的綠色生產(chǎn)問題?！ ?.1.1模具材料的選擇:模具材料的選擇是模具產(chǎn)品設計的第一步。模具材料的“綠色程度”對最終產(chǎn)品的“綠色性能”具有非常重要的影響。因此,綠色模具設計必須建立在綠色模具材料基礎上。綠色模具材料應是低能耗、低成本的材料,尤其是少污
5、染的材料;是易加工和加工過程中無污染或少污染的材料;是易回收處理、可重復多次使用或可降解的材料。比如,可選擇優(yōu)質鏡面模具鋼加工型腔,輔之以良好的拋光手段;直接用不銹鋼材料來加工防腐的模具,以替代表面處理的方式。另外除在材料上選用不銹鋼來避免使用電鍍外,也可采用鎳磷鍍替代電鍍鉻,因為鎳磷鍍在對氯化氫氣體的防腐上要優(yōu)于電鍍鉻,且前者對環(huán)境的危害也要小于后者?！ ?.1.2延長壽命的模具設計:延長產(chǎn)品壽命是綠色制造的主要手段之一。對于鍛造模具,在提高模具壽命方面已有很多的措施,如正確選擇分模面位置、選擇適當?shù)娘w邊槽、選擇合適噸位的鍛造設
6、備、在一副鍛模上開設兩個終鍛模膛分別單獨使用等。對于沖壓模具,如沖壓間隙值的合理選取、盡量壓縮凸模工作部分長度、采用彈性卸料板、改進凸(凹)模的結構如采用一模多形、一形兩用和拼裝式模具來提高模具的利用率。對于注塑模具,如采用隨形冷卻水道可提高注塑精度和模具使用壽命;將模具型芯由整體結構改為鑲拼式結構,可解決模具的變形問題,提高模具壽命?！ ?.1.3模具的可回收性設計:模具的回收性設計是指在模具產(chǎn)品綠色的設計初期充分考慮產(chǎn)品中所用各種材料的回收、再利用的可能性、回收處理的方法、回收性的技術經(jīng)濟評估以及回收性的結構框架設計等有關一系
7、列問題。這樣就可在后續(xù)生產(chǎn)中盡可能節(jié)約材料,減少浪費。因此,因避免或不要過多使用銅、鉛等有害或對環(huán)境有重污染的材料;盡可能減少所用材料的種類;避免使用與現(xiàn)有標準循環(huán)再回收過程中不相兼容的材料;多使用無需特殊工具的連接件;設計時盡可能允許使用現(xiàn)有的一些可重復利用的零部件等。 1.1.4模具的可拆卸性設計:模具可拆卸性對于模具綠色制造來說是很重要的。當模具在使用過程中部分零部件由于承受過大的摩擦與沖擊磨損較大時,只需更換這部分零部件模具仍可使用。此外,有時只要更換凸、凹模即可實現(xiàn)一種新產(chǎn)品的生產(chǎn)。如果模具不具備可拆卸性不僅回造成大量
8、可重復零部件材料的浪費,而且因廢棄物處理不好導致嚴重的環(huán)境污染。因而在設計初期就要考慮模具結構易于拆卸,維護方便,這樣就便于在后續(xù)回收處理中再利用。因此,在模具設計時應盡可能選擇通用結構,以便更換;在滿足強度要求的前提下,盡量采用可拆卸聯(lián)接(如螺紋
