一、綠色設計與制造技術的概念

　　機械制造業要從根本上防止污染，節約資源和能源，關鍵在于設計與制造，不能等產品產生了不良的環境后果才采取防治措施，要預先設法防止產品及工藝對環境產生的負作用，然后制造。這就是綠色設計與制造的基本思想。綠色設計是這樣一種設計，即在產品整個生命周期內，著重考慮產品環境屬性(可拆卸性、可回收性、可維護性、可重復利用性等)，并將其作為設計目標，在滿足環境目標要求的同時，保證產品應有的基本功能、使用壽命、質量等。綠色設計，必須按環境保護的指標選用合理的原材料、結構和工藝，在制造和使用過程中降低能耗、不產生毒副作用，其產品易于拆卸和回收，回收的材料可用于再生產。

　　二、綠色設計的主要內容

　　1.綠色產品的建模

　　建立系統的綠色產品評價模型是綠色設計的關鍵。例如針對減速器等機械零部件，采用多目標模糊優化設計，使其重量最輕、體積最小、用材最少、消耗能源最少。現在已經提出綠色產品的評價指標體系、評價標準制定原則，利用模糊評價法對“綠色程度”進行了評價，并開發了相應的評價工具。

　　2.綠色設計的材抖選擇與管理

　　綠色設計要求選材時應考慮既要有良好的適用性能，又要與環境有較好的協調性。綠色設計對材料的要求也為材料科學的發展提出了新的挑戰，即能提供或生產出適合綠色產品設計的綠色材料，選用易加工的材料，低耗能、少污染的材料，可回收和利用的材料。如鋁材料，若汽車車身改用輕型鋁材制造，重量可減少40%，且節約燃油消耗。采用天然可再生材料，如豐富的柳條、竹類、麻類、木材等用于產品的外包裝。除合理選材外，還應加強材料管理。綠色產品設計的材料管理內容：一方面不能把含有有害成分與無害成分的材料混放在一起;另一方面，達到壽命周期的產品，有用部分要充分回收利用，不可用部分要進行處理，使其對環境的影響降低到最低限度。

　　3.產品的可拆卻性設計

　　不可拆卸不僅會造成大量可重復利用零部件材料的浪費，而且因廢棄物不好處置，還會嚴重污染環境。拆卸已成為機械設計的重要內容。可拆卸性是綠色產品設計的主要內容之一，它要求在產品設計的初級階段就將可拆卸性作為結構設計的一個評價準則。可拆卸性要求在產品結構設計時改變傳統的聯接方式，代之以易于拆卸的聯接方式。可拆卸結構設計有兩種類型：一種是基于成熟結構的聯接方法，如螺栓聯接、鍵聯接及過盈配合等;另一種則是基于計算機的目的設計方法，現已開發系統的可拆卸性評價指標體系、評價方法、拆卸結構設計準則，并開發了相應的評價軟件。

　　4.產品的可回收性設計

　　可回收性設計是指：在產品設計初期充分考慮其零件材料的回收可能性、回收價值大小、回收處理方法、回收處理結構工藝性等與回收性有關的一系列問題，最終達到零件材料資源、能源的最大利用，并對環境污染最小的一種設計思想和方法，可回收性設計包括以下幾方面的主要內容：①可回收材料及其標志;②可回收工藝與方法;③可回收性經濟評價;④可回收性結構設計。

　　5.綠色產品的成本分析

　　由于在產品設計初期，就必須考慮產品的回收、再利用等性能，因此成本分析時，就必須考慮污染物的替代、產品拆卸、重復利用成本、特殊產品相應的環境成本等。企業是否支出環保費用，也會形成產品成本上的差異;同樣的環境項目，在各國或地區間的實際費用，也會形成企業間成本的差異。因此，在每一設計決策時都應進行綠色產品成本分析，以便設計出的產品“綠色程度”高且總休成本低。

　　三、綠色制造的實現技術

　　1.干切削技術

　　干切削技術在不使用切削液的條件下進行。切削液傳統的排屑、冷卻、潤滑作用已逐漸由刀具設計與制造及其他方法所代替。如刀具材料的發展使刀片可承受更高的溫度，減少了對潤滑的要求;真空或噴氣系統可以改善排屑條件;復雜刀具的制造可解決封閉空間的排屑問題等。

　　2.微機械技術

　　微機械的技術關鍵是微細加工技術，常用的工藝方法主要采用來自于半導體IC加工工藝的硅微細加工、特種精密加工和微組裝技術。

　　微機械的基本特點是：體積小、精度高、重量輕;性能穩定、可靠性高;能耗低、靈敏性和工作效率高;多功能和智能化;適合大批量生產，制造成本低廉。

　　3.快速原型制造(RPM)技術

　　RPM技術是利用分層切片的軟件，將計算機產生的CAD模型處理成一系列薄截面層，并根據各截面層形狀的二維數據，采用黏結、熔結、聚合作用或化學反應等手段，逐層有選擇地固化液體或粘結固體材料，從而快速堆積制作出所要求形狀的零部件或模型。

　　RPM技術的成型原理突破了傳統加工中的金屬成型和切削成型方法，可以在沒有工裝夾具或模具的條件下，迅速制造出任意復雜形狀，且具有一定功能的三維實體模型或零件，即所謂使材料生長而不是去掉材料的制造過程。它被認為是近20年來制造技術領域的一次重大突破。