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绿色技术在车辆制造的运用

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绿色技术在车辆制造的运用

本文作者:唐梦柔1,2作者单位:1.江西交通职业技术学院2.华东交通大学

1(略)。

2(略)。

3绿色加工技术在汽车制造业中的应用

汽车制造是一个庞大的系统工程,加工技术作为制造业的基础环节,加工能否实现“绿色化”。对于实现绿色制造、清洁生产和可持续发展起着举足轻重的作用。汽车绿色加工涉及汽车产品生命周期的全过程:产品设计、材料选择、工艺规划、生产制造、维修、报废处理等阶段,每个阶段都离不开绿色加工技术的支持。根据绿色加工的追求目标,绿色加工技术在汽车制造业中的应用主要表现在以下两个方面:

1)节省资源的加工方法,即从加工工程中的物质方面考虑加工的绿色性。汽车制造材料的选择要符合对资源和能量消耗少,对环境污染小和循环再生利用率高的条件,当然要在产品的功能,质量满足要求,成本不是太高的前提下。

(1)原材料的选择对汽车生产过程中能量消耗及污染物的生成有很大影响。绿色产品首先要求构成产品的材料具有绿色特性,,绿色材料的选择要符合对资源和能量消耗少、对环境污染小和循环再生利用率高。绿色材料选择技术是一个系统性和综合性很强的复杂问题。一是绿色材料尚无明确界限,实际中选用很难处理;二是选用材料不能仅考虑其绿色性,还必须考虑产品的功能、质量、成本等多方面的要求。一般而言,汽车产品绿色材料的选择应该遵循如下几点原则:a.优先选用可再生材料,尽量选用回收材料、资源丰富的材料,提高资源利用率;b.尽量选用低能耗、无毒、少污染、无腐蚀性的材料,避免选用有毒、有害和有辐射特性的材料,减少生产过程中的危险因素;c.减少材料种类,并尽量采用相容性好的材料,以利于废弃后产品的分类回收;d.所用材料应易于再利用、再回收、再制造或易于降解;e.尽量采用轻质新型环保材料降低车身重量,提高燃油经济性。目前,易回收再利用的、质量轻、刚性好的树脂类材料的应用在汽车制造中正得到推广,并由原来的石油类树脂材料向天然植物类材料方向发展。在汽车原材料的选择上,目前有长远眼光的车企已经看到了国家的环保形势和对汽车材料的要求,并加以利用,他们在研发一些价格合理,性能与被替代材料相当,工艺性好的新材料。东风雪铁龙便是这方面的佼佼者,设计之初便开始对车身原材料进行筛选和监控,车身90%以上的材料都可以进行无害处理。

(2)加工辅助材料的选择,即润滑、冷却物质的选择(如切削液等),主要从这些辅助物质的回收性、污染性等方面来考虑。随着先进工艺和方法不断推出,汽车绿色制造在铸造、锻造、机械加工、热处理、冲压、焊接、涂装和装配等方面进行了大量的改进和研究。如,在机械加工、锻造中减少切削液的使用或使用绿色切削液,采用干式切削技术;严格控制挥发性有机化合物的排放,涂装工序采用水性化涂料,提高涂装的附着率;因废液大量产生于该工序的多个环节,现在汽车企业都制定了完善的收集处理方案,大量的涂装废液经过绿色循环处理流程,经无毒化学反应、酸碱调节、凝聚、沉淀和除磷等工序处理,实现了有害物质的治理和水资源的循环利用。

(3)毛坯形成的方法的选择,使加工过程中的材料去除率低,提高资源的利用率。比如在汽车加工过程中优化下料系统就是一个典型的应用。优化下料系统即根据钣金件的给定尺寸,在汽车冲压部件主要尺寸约束下,以整块钣材余料最小为目标,自动生成优化的下料方案。开发一套主要用于条材或钣材优化下料的“物料资源优化下料系统”,可大大提高汽车制造企业的物料资源的利用率。钣金件余料由汽车制造企业进行收集,钣金件原材料由供应商直接回收,然后进行回炉熔解以实现材料再生,这样就大大提高了资源的利用率。

2)节约能源的加工方法,即从加工过程的能源流方面考察加工的绿色性。

加工过程就是一个能量转化的过程,输入的电能转化为机械能、变形能、热能、声能及光能等。从整个加工过程考虑,提高能量的利用率,即提高对材料去除起作用部分能量的比率。主要考虑如何降低切削力,减少切削振动等。比如在汽车制造冲压工序中生产汽车的车身外壳及底盘等部件时,此过程主要涉及钣金件的消耗、冲压噪声的极小化等问题。冲压车间噪声的极小化对应的解决方案是采用低噪声设备,给操作工人配备隔音设备等。

4汽车企业在实施绿色加工技术中面临的挑战

一方面,汽车企业在实施绿色加工的开始阶段必然会使成本升高,使汽车产品竞争力下降,如果时间持续较长,会导致汽车企业在同行中的竞争力和地位的下降,不利于汽车企业的生存和发展,尤其在目前汽车市场竞争激烈的大环境下;另一方面,汽车企业之间的竞争决定了汽车企业之间共同发展绿色制造的合作可能性不大,因而汽车制造过程中绿色加工技术所需要的研发、人才培养、设备等固定资产投入主要依靠企业自身的积累投入,这样风险就会增大。小的汽车企业没有实力实施绿色制造,大汽车企业亦有实施顾虑,这样也不利于汽车制造企业生产过程中实施绿色加工。因此,纯粹的市场经济环境是不利于汽车绿色加工技术的发展的。汽车企业制造在生产过程中实施绿色加工技术在一定程度上具有非市场的性质,政府是汽车绿色制造系统的一个重要组织要素。政府适当介入是汽车绿色制造发展的必要条件之一。社会法律体系、社会保障制造及相应资本市场的完善可以大大提高汽车企业实施绿色加工技术积极性。

5结束语

汽车制造实施绿色加工不仅有利于人类的持续发展,也有利于汽车企业的持续发展。随着汽车绿色制造的全球化、社会化、集成化、并行化、智能化、产业化、信息化发展,绿色加工作为实现生态工业的关键技术,也是实现社会可持续发展的重要手段,正如绿色产品正在得到越来越多消费者的认同一样,绿色加工技术也正得到越来越高的重视。