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本文作者:唐夢(mèng)柔1,2作者單位:1.江西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院2.華東交通大學(xué)
1(略)。
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3綠色加工技術(shù)在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用
汽車制造是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程,加工技術(shù)作為制造業(yè)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),加工能否實(shí)現(xiàn)“綠色化”。對(duì)于實(shí)現(xiàn)綠色制造、清潔生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展起著舉足輕重的作用。汽車綠色加工涉及汽車產(chǎn)品生命周期的全過(guò)程:產(chǎn)品設(shè)計(jì)、材料選擇、工藝規(guī)劃、生產(chǎn)制造、維修、報(bào)廢處理等階段,每個(gè)階段都離不開(kāi)綠色加工技術(shù)的支持。根據(jù)綠色加工的追求目標(biāo),綠色加工技術(shù)在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:
1)節(jié)省資源的加工方法,即從加工工程中的物質(zhì)方面考慮加工的綠色性。汽車制造材料的選擇要符合對(duì)資源和能量消耗少,對(duì)環(huán)境污染小和循環(huán)再生利用率高的條件,當(dāng)然要在產(chǎn)品的功能,質(zhì)量滿足要求,成本不是太高的前提下。
(1)原材料的選擇對(duì)汽車生產(chǎn)過(guò)程中能量消耗及污染物的生成有很大影響。綠色產(chǎn)品首先要求構(gòu)成產(chǎn)品的材料具有綠色特性,,綠色材料的選擇要符合對(duì)資源和能量消耗少、對(duì)環(huán)境污染小和循環(huán)再生利用率高。綠色材料選擇技術(shù)是一個(gè)系統(tǒng)性和綜合性很強(qiáng)的復(fù)雜問(wèn)題。一是綠色材料尚無(wú)明確界限,實(shí)際中選用很難處理;二是選用材料不能僅考慮其綠色性,還必須考慮產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本等多方面的要求。一般而言,汽車產(chǎn)品綠色材料的選擇應(yīng)該遵循如下幾點(diǎn)原則:a.優(yōu)先選用可再生材料,盡量選用回收材料、資源豐富的材料,提高資源利用率;b.盡量選用低能耗、無(wú)毒、少污染、無(wú)腐蝕性的材料,避免選用有毒、有害和有輻射特性的材料,減少生產(chǎn)過(guò)程中的危險(xiǎn)因素;c.減少材料種類,并盡量采用相容性好的材料,以利于廢棄后產(chǎn)品的分類回收;d.所用材料應(yīng)易于再利用、再回收、再制造或易于降解;e.盡量采用輕質(zhì)新型環(huán)保材料降低車身重量,提高燃油經(jīng)濟(jì)性。目前,易回收再利用的、質(zhì)量輕、剛性好的樹(shù)脂類材料的應(yīng)用在汽車制造中正得到推廣,并由原來(lái)的石油類樹(shù)脂材料向天然植物類材料方向發(fā)展。在汽車原材料的選擇上,目前有長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光的車企已經(jīng)看到了國(guó)家的環(huán)保形勢(shì)和對(duì)汽車材料的要求,并加以利用,他們?cè)谘邪l(fā)一些價(jià)格合理,性能與被替代材料相當(dāng),工藝性好的新材料。東風(fēng)雪鐵龍便是這方面的佼佼者,設(shè)計(jì)之初便開(kāi)始對(duì)車身原材料進(jìn)行篩選和監(jiān)控,車身90%以上的材料都可以進(jìn)行無(wú)害處理。
(2)加工輔助材料的選擇,即潤(rùn)滑、冷卻物質(zhì)的選擇(如切削液等),主要從這些輔助物質(zhì)的回收性、污染性等方面來(lái)考慮。隨著先進(jìn)工藝和方法不斷推出,汽車綠色制造在鑄造、鍛造、機(jī)械加工、熱處理、沖壓、焊接、涂裝和裝配等方面進(jìn)行了大量的改進(jìn)和研究。如,在機(jī)械加工、鍛造中減少切削液的使用或使用綠色切削液,采用干式切削技術(shù);嚴(yán)格控制揮發(fā)性有機(jī)化合物的排放,涂裝工序采用水性化涂料,提高涂裝的附著率;因廢液大量產(chǎn)生于該工序的多個(gè)環(huán)節(jié),現(xiàn)在汽車企業(yè)都制定了完善的收集處理方案,大量的涂裝廢液經(jīng)過(guò)綠色循環(huán)處理流程,經(jīng)無(wú)毒化學(xué)反應(yīng)、酸堿調(diào)節(jié)、凝聚、沉淀和除磷等工序處理,實(shí)現(xiàn)了有害物質(zhì)的治理和水資源的循環(huán)利用。
(3)毛坯形成的方法的選擇,使加工過(guò)程中的材料去除率低,提高資源的利用率。比如在汽車加工過(guò)程中優(yōu)化下料系統(tǒng)就是一個(gè)典型的應(yīng)用。優(yōu)化下料系統(tǒng)即根據(jù)鈑金件的給定尺寸,在汽車沖壓部件主要尺寸約束下,以整塊鈑材余料最小為目標(biāo),自動(dòng)生成優(yōu)化的下料方案。開(kāi)發(fā)一套主要用于條材或鈑材優(yōu)化下料的“物料資源優(yōu)化下料系統(tǒng)”,可大大提高汽車制造企業(yè)的物料資源的利用率。鈑金件余料由汽車制造企業(yè)進(jìn)行收集,鈑金件原材料由供應(yīng)商直接回收,然后進(jìn)行回爐熔解以實(shí)現(xiàn)材料再生,這樣就大大提高了資源的利用率。
2)節(jié)約能源的加工方法,即從加工過(guò)程的能源流方面考察加工的綠色性。
加工過(guò)程就是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程,輸入的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、變形能、熱能、聲能及光能等。從整個(gè)加工過(guò)程考慮,提高能量的利用率,即提高對(duì)材料去除起作用部分能量的比率。主要考慮如何降低切削力,減少切削振動(dòng)等。比如在汽車制造沖壓工序中生產(chǎn)汽車的車身外殼及底盤等部件時(shí),此過(guò)程主要涉及鈑金件的消耗、沖壓噪聲的極小化等問(wèn)題。沖壓車間噪聲的極小化對(duì)應(yīng)的解決方案是采用低噪聲設(shè)備,給操作工人配備隔音設(shè)備等。
4汽車企業(yè)在實(shí)施綠色加工技術(shù)中面臨的挑戰(zhàn)
一方面,汽車企業(yè)在實(shí)施綠色加工的開(kāi)始階段必然會(huì)使成本升高,使汽車產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力下降,如果時(shí)間持續(xù)較長(zhǎng),會(huì)導(dǎo)致汽車企業(yè)在同行中的競(jìng)爭(zhēng)力和地位的下降,不利于汽車企業(yè)的生存和發(fā)展,尤其在目前汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的大環(huán)境下;另一方面,汽車企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)決定了汽車企業(yè)之間共同發(fā)展綠色制造的合作可能性不大,因而汽車制造過(guò)程中綠色加工技術(shù)所需要的研發(fā)、人才培養(yǎng)、設(shè)備等固定資產(chǎn)投入主要依靠企業(yè)自身的積累投入,這樣風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)增大。小的汽車企業(yè)沒(méi)有實(shí)力實(shí)施綠色制造,大汽車企業(yè)亦有實(shí)施顧慮,這樣也不利于汽車制造企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)施綠色加工。因此,純粹的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境是不利于汽車綠色加工技術(shù)的發(fā)展的。汽車企業(yè)制造在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)施綠色加工技術(shù)在一定程度上具有非市場(chǎng)的性質(zhì),政府是汽車綠色制造系統(tǒng)的一個(gè)重要組織要素。政府適當(dāng)介入是汽車綠色制造發(fā)展的必要條件之一。社會(huì)法律體系、社會(huì)保障制造及相應(yīng)資本市場(chǎng)的完善可以大大提高汽車企業(yè)實(shí)施綠色加工技術(shù)積極性。
5結(jié)束語(yǔ)
汽車制造實(shí)施綠色加工不僅有利于人類的持續(xù)發(fā)展,也有利于汽車企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。隨著汽車綠色制造的全球化、社會(huì)化、集成化、并行化、智能化、產(chǎn)業(yè)化、信息化發(fā)展,綠色加工作為實(shí)現(xiàn)生態(tài)工業(yè)的關(guān)鍵技術(shù),也是實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要手段,正如綠色產(chǎn)品正在得到越來(lái)越多消費(fèi)者的認(rèn)同一樣,綠色加工技術(shù)也正得到越來(lái)越高的重視。