汽車制造領(lǐng)域中綠色制造工藝技術(shù)的應(yīng)用研究

　　摘要：環(huán)境和資源問題是人類當前重點關(guān)注也是目前所面臨的主要問題之一，環(huán)境污染和資源的浪費對人類的生存和發(fā)展造成了嚴重的影響。汽車制造業(yè)作為一個蓬勃發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟中最重要的產(chǎn)業(yè)之一。在汽車制造的整個生產(chǎn)過程中，需要消耗大量的資源，對環(huán)境造成嚴重影響。對于汽車企業(yè)來說，如何引入先進的制造模式來平衡和協(xié)調(diào)社會的可持續(xù)發(fā)展和企業(yè)經(jīng)濟效益的發(fā)展，是當前汽車行業(yè)面臨的共同問題。

　　關(guān)鍵詞：汽車制造;綠色制造工藝;可持續(xù)發(fā)展;環(huán)境保護

　　0引言

　　當前，全球經(jīng)濟正處于大發(fā)展、大調(diào)整、大變革的時代，資源和環(huán)境問題是全人類共同面臨的挑戰(zhàn)，綠色發(fā)展已經(jīng)成為國際潮流、大勢所趨。隨著“中國制造2025”明確提出“綠色發(fā)展”戰(zhàn)略方針，推行綠色制造，打造生態(tài)發(fā)展新優(yōu)勢，成為提升制造業(yè)國際競爭力的重要引擎。汽車制造業(yè)是高污染、高能耗的行業(yè)之一。

　　基于環(huán)保理念，全面推進可持續(xù)發(fā)展，綠色制造需要融入汽車制造業(yè)。從綠色制造的角度來看，積極推進汽車制造過程的良性發(fā)展，可以有效實現(xiàn)社會經(jīng)濟的快速穩(wěn)定發(fā)展，提高自然環(huán)境質(zhì)量，促進人與自然的和諧共處。綠色工藝技術(shù)在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用可以實現(xiàn)在機械的設(shè)計、材料選擇、制造等相關(guān)配套設(shè)置中。汽車產(chǎn)業(yè)是推動經(jīng)濟發(fā)展、質(zhì)量、效益和升級的主戰(zhàn)場。自2017年行業(yè)聯(lián)合開展車用材料“綠色標桿企業(yè)”評選，通過樹立材料標桿，激發(fā)行業(yè)活力，輻射引領(lǐng)綠色車用材料的技術(shù)進步。

　　1汽車零配件機械加工對綠色制造工藝的需求

　　1.1產(chǎn)品設(shè)計方面的需求分析

　　當今時代，我國汽車生產(chǎn)企業(yè)急需解決的問題是如何能夠在“綠色發(fā)展”戰(zhàn)略方針下積極革新技術(shù)更新材料，力求更快更好的實現(xiàn)我國汽車制造業(yè)綠色制造。通過實現(xiàn)綠色制造進一步降低汽車制造生產(chǎn)成本，從而達到降低環(huán)境污染所造成的危害，提高自然資源的利用率，將綠色發(fā)展的理念貫徹到整個汽車制造產(chǎn)業(yè)的每一個細節(jié)。通常來講，在設(shè)計汽車的時候要考慮的因素很多，不僅僅是制造工業(yè)藝、機械設(shè)備，也應(yīng)該關(guān)注其他相關(guān)配套設(shè)置環(huán)節(jié)實施。

　　首先要考慮的就是，汽車制造過程中資源過度消耗的問題，例如，涂層工藝(包括電泳、噴涂、密封膠烘箱、中間涂層、面漆等)的工藝設(shè)計對電力、天然氣、清潔水的消耗以及減少涂層液的使用具有重要意義;輕量化設(shè)計和降低油耗要求選用高強度、輕量化的材料選擇;與此同時，通過怎樣的設(shè)計才能達到回收效率的最大化，這其中所要考量的問題就涉及到汽車的拆解程序、材料回收工藝、原材料再生工藝與汽車零部件的回收再利用等問題。如合通過前期設(shè)計與后期實施的結(jié)合來進一步提升汽車零件拆解回收的便利性這也是汽車制造企業(yè)該考慮的問題。另外，在汽車制造生產(chǎn)過程中，需要精確的計算盡最大努力降低汽車生產(chǎn)過程中的資金輸出。通過對比分析各項資料，了解到汽車生產(chǎn)過程中剛開始的設(shè)計會確定將近百分之六十的產(chǎn)品生產(chǎn)成本。

　　由此來看，汽車的設(shè)計與制造，應(yīng)采取多元化的角度來考慮。這些問題的考量都在汽車生產(chǎn)過程中成本的控制方面起著至關(guān)重要的作用，比方說在汽車設(shè)計時如何通過原材料的選擇來達到既不影響產(chǎn)品的質(zhì)量也能進一步降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，做到既能符合設(shè)計原方案的需求也能做到控制成本的投入，這些問題也是汽車生產(chǎn)商在汽車設(shè)計之初要考慮的重要問題。進一步需要考量的就是盡最大的努力去降低汽車與制造與后期使用過程中對環(huán)境所帶來的影響。眾所周知，環(huán)境與汽車設(shè)計的的和諧關(guān)系是非常重要的，通過廢物回收、零部件重用、再制造等途徑可以減少廢棄物的產(chǎn)生，就可以達到節(jié)約資源的效果。

　　1.2產(chǎn)品制造方面的需求分析

　　汽車的生產(chǎn)過程包括：汽車生產(chǎn)原材料的考察與選取、汽車零部件的合理設(shè)計、汽車零部件的制造工藝、還有最為重要的汽車生產(chǎn)前的整體設(shè)計和零部件與整車的性能測試。在汽車制造的每一個環(huán)節(jié)，不同的環(huán)節(jié)所反映的是汽車制造過程中與自然環(huán)境和自然資源的關(guān)系特征。故而，要想更為合理的解決在汽車生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的自然環(huán)境和自然資源的問題，我們要從整個生產(chǎn)過程中去仔細尋找分析我們所需要的答案。

　　例如：在汽車生產(chǎn)過程中沖壓工藝會造成最大限度地減少鈑金零件的消耗，回收鈑金零件的剩余材料，并降低噪音。這些是這個過程中涉及的環(huán)境和資源問題;焊接過程中所產(chǎn)生的是與環(huán)境和資源的相關(guān)問題主要是水、電力和天然氣消耗的最小化、焊接噪音的最小化，以及廢氣、廢液和固體廢物的最小化和處理;涂裝過程和總裝過程要做到盡最大的努力去提升水、電、天然氣的利用率，與此同時也應(yīng)該注意減少廢氣、廢液和固體廢物的排放，以上就是汽車制造環(huán)節(jié)涂裝工藝和總裝工藝中涉及的環(huán)境和資源問題。

　　2汽車零配件機械加工中綠色制造工藝應(yīng)用要點分析

　　在產(chǎn)品的“大制造”過程中，又要更加準確地把握汽車生產(chǎn)過程中的綠色設(shè)計、綠色工藝，進而探索出更為綠色環(huán)保的生產(chǎn)技術(shù)。綜合當前情況來研究，我國汽車制造領(lǐng)域綠色制造生產(chǎn)過程中起到關(guān)鍵性作用的幾大工藝主要涵蓋以下幾方面：產(chǎn)品設(shè)計中的綠色生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品生產(chǎn)過程中合理的材料選擇工藝、產(chǎn)品綠色生產(chǎn)過程中的合理規(guī)劃技術(shù)、汽車制造產(chǎn)品生產(chǎn)的清潔工藝、汽車制造產(chǎn)品的包裝與運輸選擇、產(chǎn)品綠色加工與回收技術(shù)等。淤產(chǎn)品設(shè)計中的綠色生產(chǎn)工藝：產(chǎn)品綠色設(shè)計技術(shù)是將生態(tài)環(huán)境指標融入產(chǎn)品的具體設(shè)計過程。要求設(shè)計人員在產(chǎn)品的初步設(shè)計階段就考慮到產(chǎn)品對于生態(tài)環(huán)境的影響因素并融合一定合理的預防環(huán)境污染措施到產(chǎn)品的設(shè)計當中，在其整個生命周期內(nèi)。

　　將對環(huán)境的負面影響降至最低。企業(yè)與科研機構(gòu)形成聯(lián)合體，共同建設(shè)綠色設(shè)計信息數(shù)據(jù)庫、綠色設(shè)計評價工具和平臺等，在聯(lián)合體內(nèi)實現(xiàn)綠色設(shè)計資源共建共享，制定一批綠色設(shè)計標準。以產(chǎn)品綠色設(shè)計升級拉動綠色設(shè)計和綠色工藝技術(shù)一體化提升，開發(fā)一批綠色設(shè)計產(chǎn)品，創(chuàng)建一批綠色設(shè)計示范線，提高綠色精益生產(chǎn)能力和產(chǎn)品國際競爭力。

　　于產(chǎn)品生產(chǎn)過程中合理的材料選擇工藝：所謂綠色產(chǎn)品，其最為本質(zhì)的特點就是產(chǎn)品本身的選材必定是綠色環(huán)保無污染的材料，這指的是就產(chǎn)品選材來看降低能耗、減少污染是極為重要的考量因素。盂產(chǎn)品綠色生產(chǎn)過程中的合理規(guī)劃技術(shù)：產(chǎn)品綠色生產(chǎn)工藝規(guī)劃技術(shù)是指根據(jù)產(chǎn)品工藝的數(shù)量、毒性以及生產(chǎn)過程中的環(huán)境污染特點，制定合理的綠色工藝方案和工藝路線。

　　榆汽車制造產(chǎn)品生產(chǎn)的清潔工藝：產(chǎn)品清潔生產(chǎn)技術(shù)是指從企業(yè)的實際生產(chǎn)能力和制造設(shè)備出發(fā)，在產(chǎn)品的實際加工過程中努力實現(xiàn)“清潔生產(chǎn)”。當前汽車制造生產(chǎn)行業(yè)要 想達到產(chǎn)品綠色清潔生產(chǎn)，采取較多的實現(xiàn)途徑包括：選擇適宜的生產(chǎn)工藝技術(shù)，更好更效率的加工程序，提前規(guī)避生產(chǎn)中的不安全不穩(wěn)定因素，杜絕施工工藝產(chǎn)生的浪費及生產(chǎn)過程中造成的環(huán)境污染等措施。

　　虞汽車制造產(chǎn)品的包裝與運輸選擇：綠色包裝運輸技術(shù)主要是在產(chǎn)品包裝原材料、包裝設(shè)計的角度盡可能地去踐行環(huán)境保護理念，選擇環(huán)保、能夠循環(huán)利用、沒有毒害的產(chǎn)品包裝選材以及通過技術(shù)革新創(chuàng)新產(chǎn)品的包裝工藝，以及選擇污染較小性價比高交通運輸方式力求達到環(huán)保與效益共贏最大化。愚產(chǎn)品綠色處理與回收技術(shù)：一方面，產(chǎn)品綠色處理與回收技術(shù)是指產(chǎn)品在實際生產(chǎn)過程中，對生產(chǎn)過程中丟失的材料和廢棄物進行回收、再利用再利用的生產(chǎn)工藝;從另一個角度來看，產(chǎn)品綠色處理與回收技術(shù)指的也是利用低能高效的生產(chǎn)技術(shù)對廢品進行回收和加工的技術(shù)。

　　3綠色制造技術(shù)在汽車零配件機械加工中的具體應(yīng)用分析

　　3.1在產(chǎn)品綠色設(shè)計方面的應(yīng)用

　　3.1.1ePD技術(shù)的應(yīng)用

　　想必大家對于ePD技術(shù)已經(jīng)不再陌生。沒錯，它就是設(shè)計部件嵌入式PVD的縮寫，對于塑料件表面金屬化而言，ePD技術(shù)實現(xiàn)了更多的可能。除了傳統(tǒng)的鍍鉻色之外，它還可以提供廣泛的色彩選擇。在耐腐蝕方面ePD涂層技術(shù)表現(xiàn)出超強能力，已通過了俄羅斯泥漿測試。

　　通過ePD技術(shù)生產(chǎn)的涂層用于柔性基材表面能降低或消除其他金屬化涂層會產(chǎn)生的斷裂尖角。另外值得注意的是水電鍍工藝中所應(yīng)用的6價鉻對生活環(huán)境和人員健康都存在極大的危害，這點已經(jīng)得到國際上的公認。而ePD生產(chǎn)工藝中完全不會出現(xiàn)六價鉻和鎳，是對傳統(tǒng)工藝的環(huán)境友好型替代方案。對于基材的處理也并不僅僅局限于ABS和PC/ABS，許多其他塑料如PC、TPE、PA、ASA等都可以實現(xiàn)表面金屬化。在ePD涂層上，可以容易的應(yīng)用激光鐳雕工藝，并按照設(shè)計準確地雕蝕相關(guān)涂層而實現(xiàn)局部透光的效果。同樣實現(xiàn)整體透光效果也不在話下，當背景燈打開時，光線將按照設(shè)計透射出來，形成氛圍燈光。除此之外，ePD的雷達涂層和容性感應(yīng)涂層可以實現(xiàn)雷達信號和電磁感應(yīng)信號的雙向透射功能并滿足對最大信號損失的要求。

　　3.1.2鈦合金技術(shù)的應(yīng)用

　　由于鈦合金本身密度較低，使用鈦合金制造汽車發(fā)動機零件可以大大降低其慣性質(zhì)量。此外，鈦合金氣門彈簧在零件中的應(yīng)用可以為車身的自由振動提供更方便的條件，從而提高汽車發(fā)動機的運行效率，尤其是輸出頻率。減少汽車發(fā)動機部件的慣性質(zhì)量可以大大減少部件之間的摩擦，從而減少汽車發(fā)動機部件在工作過程中不必要的能量損失，提高燃油效率。也就是說，將鈦合金3D打印技術(shù)應(yīng)用于汽車領(lǐng)域發(fā)動機零部件的生產(chǎn)，有利于降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。

　　基于鈦合金材料本身的性能特點，其質(zhì)量小，因此由其制成的汽車發(fā)動機零件體積也小，所需承載的載荷力輕，從而降低了汽車的整體工作壓力，從而提高了汽車的整體工作效率。降低部件的慣性質(zhì)量和摩擦力，可以大大降低汽車發(fā)動機部件在運行過程中產(chǎn)生的噪音，進一步提高汽車的運行性能，給汽車乘員帶來更好的體驗。有研究表明，若用鈦合金代替低碳鋼、鑄鐵或者高強鋼，可以實現(xiàn)較高的減重效果，在標準條件下，可大幅減少溫室氣體的排放。

　　3.2清潔制造技術(shù)分析

　　綠色材料的選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計及工藝設(shè)計，會影響到汽車的回收率，現(xiàn)在歐洲對汽車的銷售，非常強調(diào)回收率的概念，我國很多汽車整車企業(yè)也開始了這方面的工作，但缺乏支撐數(shù)據(jù)，只有從設(shè)計的角度系統(tǒng)思考才能取得較好的效果。汽車生產(chǎn)過程中涉及的四大工藝技術(shù)都涉及到綠色工藝技術(shù)，比如鑄鍛焊工藝的綠色化、干切削技術(shù)、MQL技術(shù)、綠色工藝規(guī)劃技術(shù)等，通過工藝方法優(yōu)化，可以減少輔助要素，減少不必要的環(huán)節(jié)，減少環(huán)境破壞對人的影響。

　　當然新能源的應(yīng)用可以直接改變汽車的能源結(jié)構(gòu)，使用過程沒有排放，但從另一個角度來說新能源汽車也有影響，比如電池的制造過程、電池的回收處理，依然存在排放問題。從生命周期角度來講，產(chǎn)品總歸是要報廢的，報廢以后的回收處理是大家很關(guān)心的，汽車報廢以后，盡可能實現(xiàn)物盡其用，既可以減少占地面積，還可以減少環(huán)境影響。目前主要是通過再制造和材料的回收利用為主。

　　但整體來說，零部件級別的再制造盡管開展了多年試點，效果并不很理想，關(guān)鍵是要建立完善的法律制度和信用機制。在汽車拆解回收方面我國做了很多工作，拆了好幾輛整車，跑了八萬公里的車拆了，剛下線的新車也拆了，我國拆車的目的主要是看這個車好不好拆整個車的回收率是多少，這個與材料和結(jié)構(gòu)、工藝都有關(guān)系，也是目前汽車綠色性能考核的主要指標。所以做好汽車綠色制造，應(yīng)該從設(shè)計、制造、使用、報廢處理環(huán)節(jié)考慮，若每個問題都解決了，綠色制造的頂層設(shè)計就實現(xiàn)了。

　　一個企業(yè)要想做到這一點，頂層設(shè)計一定要做好，然后再往下通過一系列技術(shù)來保障。很多企業(yè)說做了綠色設(shè)計，可能只是在綠色設(shè)計系統(tǒng)里選擇做了一部分，比如針對某個零部件，或者某一個部分對它做了材料輕量化、材料優(yōu)選、結(jié)構(gòu)優(yōu)化就說這是綠色的，因為節(jié)材了，節(jié)材也是節(jié)能，也是綠色的表現(xiàn)之一。但要想把綠色設(shè)計做好，一定是從生命周期的觀點考慮，要考慮到材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝參數(shù)，包括回收階段都應(yīng)該在設(shè)計中考慮到，你考慮不到就做不到。

　　從設(shè)計、制造、使用、回收等階段對汽車綠色制造的應(yīng)用舉例說明。分析汽車的回收性能，當汽車設(shè)計完成時，其回收率是多少就應(yīng)該知道，汽車要出口這也是一個指標。對此，汽車企業(yè)非常關(guān)心，近幾年開展了廣泛研究與應(yīng)用，要達到此目的，首先要建立汽車材料數(shù)據(jù)庫，不僅要知道材料名稱，還要知道它的成份，還要知道材料能不能回收，結(jié)構(gòu)能不能拆解。因此，汽車用綠色材料的開發(fā)也非常重要，綠色產(chǎn)品沒有綠色材料支撐是不可能的，因為材料在制造過程、加工過程中如果含有有毒有害的成分，就不可能做出來合格的產(chǎn)品。

　　3.3做好綠色制造技術(shù)應(yīng)用管理

　　3.3.1政府要出臺相應(yīng)的政策鼓勵綠色汽車的研發(fā)及消費，并完善相關(guān)技術(shù)法規(guī)汽車制造企業(yè)存在的傳統(tǒng)思想意識、資金、技術(shù)等方面的問題，需要政府充分發(fā)揮職能，盡力幫助解決。政府應(yīng)當建立專用發(fā)展基金，用于為實施汽車制造領(lǐng)域綠色發(fā)展戰(zhàn)略中的重點技術(shù)項目，以此鼓勵汽車的生產(chǎn)企業(yè)加大科研開發(fā)力度。省、部級技委、科委、科研單位應(yīng)設(shè)立綠色汽車專項基金，扶持科技人員進行汽車制造領(lǐng)域綠色發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)。企業(yè)也應(yīng)根據(jù)自身實力解決發(fā)展所需要的資金，在充分利用傳統(tǒng)籌資渠道的同時，還應(yīng)注意選擇較新的融資方式，并注意各種融資渠道的搭配，降低財務(wù)風險。

　　建立一套完整的質(zhì)量保證和監(jiān)管體系，形成一套關(guān)于產(chǎn)品制造、改裝檢驗質(zhì)量認證、燃料儲運、運營安全人及其培訓等各方面的較為完善的標準體系和管理規(guī)定，最大限度地降低燃料的安全隱患;通過法規(guī)政策扶持與鼓勵企業(yè)使用先進技術(shù)降低排放，限制使用傳統(tǒng)技術(shù)，引導與鼓勵研制綠色汽車的制造生產(chǎn)技術(shù)和追蹤國際領(lǐng)先技術(shù);加強基礎(chǔ)設(shè)施的法規(guī)建設(shè)與工作管理。

　　3.3.2企業(yè)采購管理采用綠色供應(yīng)鏈，實施綠色營銷

　　實施綠色供應(yīng)鏈，從原材料采購供應(yīng)、生產(chǎn)、最終消費、廢棄物回收利用等全過程對汽車供應(yīng)鏈進行生態(tài)設(shè)計。通過供應(yīng)鏈內(nèi)企業(yè)之間的緊密合作，使整個供應(yīng)鏈在環(huán)境管理上協(xié)調(diào)統(tǒng)一，實現(xiàn)系統(tǒng)環(huán)境的優(yōu)化。對綠色汽車及其零部件實施綠色營銷的目的是保持人、汽車產(chǎn)品和環(huán)境之間的和諧，進而可以有效的避免人們的消費對環(huán)境造成損害。在汽車營銷過程中，可以實施綠色服務(wù)、綠色廣告、綠色標志等一系列綠色營銷方式。這將進一步掀起綠色汽車消費浪潮，也是企業(yè)提高經(jīng)濟效益、增強競爭力、樹立企業(yè)形象、進入國際市場的有效措施。

　　4結(jié)束語

　　汽車是我們國家重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一，也是很多地方的支柱產(chǎn)業(yè)，主要是因為其產(chǎn)業(yè)鏈長、涉及領(lǐng)域多、影響范圍廣的特點。我們國家的汽車產(chǎn)銷量連續(xù)多年穩(wěn)步增長，汽車為社會經(jīng)濟發(fā)展和人們出行發(fā)揮了重要作用，但是其負面影響也引起了人們的普遍關(guān)注，因此，綠色制造要實現(xiàn)從能源、資源、使用過程、生產(chǎn)過程，一直到淘汰廢棄，要從全生命周期的角度來思考解決問題。我們就把它分成從生產(chǎn)的角度、設(shè)計的角度、使用的角度、回收的角度，在開始設(shè)計的時候把這些問題都能考慮進去，這樣我們可以系統(tǒng)地去做。你不可能現(xiàn)在把所有問題都解決了，但可以逐步解決頂層規(guī)劃的內(nèi)容，就是我們講的綠色制造理念，具體的技術(shù)一定是實實在在的技術(shù)。

　　參考文獻

　　[1]曹雅莉.淺析節(jié)能設(shè)計理念在機械制造與自動化中的應(yīng)用[J].裝備制造技術(shù)，2013(08).

　　[2]宋丹娜，柴立元，何德文.生命周期評價模型綜述[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2006(12).

　　[3]王兆華，尹建華，武春友.生態(tài)工業(yè)園中的生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)模型研究[J].中國軟科學，2003(10)

　　[4]劉飛，曹華軍，何乃軍.綠色制造的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].中國機械工程，2000(Z1).

　　作者：丁根遠DINGGen-yuan

轉(zhuǎn)載請注明來自發(fā)表學術(shù)論文網(wǎng)：http:///jjlw/29684.html