机电产品绿色设计的材料选择研究

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1、机械设计journalofmachinedesign机电产品绿色设计的材料选择研究张海秀.刘晓叙(四川理工学廃机电系.四川自员643000)摘要：分折了传址違计対科•选择所才龙的主要囲*及其不疋之比：从环保角/I捉岀了机电产耳41色设计中材轩蛙择&連II的四条原则；分折了为呦机电产吕缘色设计材林途择的主矣因索；初夕摄讨r机电户品绿色对轩的解乂月开;I中£要屏决的一罢冋題.关權词：枕电PI绿色边计$材若逢择陆着全球工业化进程的雄进,环境劳染和生态破坏日益严重,诸如空气和水污染、地球变履、臭氧破坏、土地沙牝、资源枯内和物种灭绝算现象严■威胁到人类的生存和社令的发廉•自然资源尤其是非再生性资源

2、的过度开采与厉备资滋的短缺，一定程度上制约了经济的可持续发展.面对日益严政的环境污棗和费源短峡，人们开始考虑如何从源头上遏制环境污染.绿色设计是机电产品生产与便用的第一个环节.而材料选择則圣机电产品绿色设计的臺要环节•在机电产品绿色设计过程中，材料的选择将够响产品的设计、加工制适方法、性能、寿命和质fit乃至生命周期•材料作为人类社会生存的物质臺础⑴.衣实現人类社会的可持续发展与保护生直环境方面起着盧宴的作用，这戏要求工程技术人员研究、设计和选择对生态环境友序的材料.使得人类社会与自W更境协渭发展・••■1传统设计的材料选择冬统设计中•林料选择主要考废材料的物理一力学性能、产品的墓本性能

3、(例如产品的功能、结构要求、安全性.耐鶴攻性等)以及产品使用工作环境等因素叫而很少考念产品与不境的和谐问題.在选林时,一般凭借工程设计人员的经鲨•而総少冷備、科学的选材方法⑴，其结II是庄产品的制遗、使用；1程中适成了一系列的环境问题•如一些愛料和含沿、81、锅尊丘素的金厲材料的使用•不同程度堆污集环境并危睿到人体傩康；氛利昂的大鱼使用导致了臭氧层的破坏：矿物燃料的憊烧更地球产生温室效应零.随着社会对产品环境性能耍求的不斷提高•传统产品设计中材料选择的不足之岀不断显霽出来，主娶表现任以下几个方面：订)所用材料种类繁多.：2)很少考虑材料的加工过程对环境的老响.□)墓水不考虔产品报废后零件

4、材料的回收利用问题.童惦.传统的材料选择己经无法适应绿色设计的更求，对产品父计的选材思想进行革新和发展显得非常■耍・2机电产品绿色设计的材料选择2J绿色材料的槪念勻特征绿色材料(GM.GreenMaterial)又称环境协训性材料(Environmentalconsciousmaterial,是指从原材料的获取、生产、加工、使用和再生以及废弃厉的处理处辽等生命周期全过程中具有较低的环境负荷值、较高的可｛«环再生串和良好的使用性能的材料⑴.其具育以下特征：(1)环嵯协调性：材料的环境协调性又称绿色特性.绿色转性是缘色材料区别于传统材料的根本待此这种特性充分考虑了材料的研究、应用、发展与环保

5、、资源、能源之间的协调⑴.绿色材料的选用腕使产品的使用和外部环境尽可能协调一致，井能有效地减少环境污染和人体危害・(2)功能的先进性，绿色材料既可以拓展人类的生活领域和活动范围，又能满足产品功能要求与环境需求.(3〉工艺的优良性,所选用的材料应具有优良的H艺性(切削加工性能、热处理工艺性能、輝接性能算)・材料工艺性的优劣.对于*件的加工难易程度、生产效率和制造成本等方面起老亶要的作用.(4)使用的舒适性，绿色材料能够进一步创造并R提供给人类与大白然和谐曲环境，使人类生活更加健康、美好.(5)经挤的合理性：主要表现为材料的性能和成本之何有较好的均衙性.•绿色设计的目标是实现资源的矗效、循环

6、利用和产品的优质、高效、低能耗和低污嫌(或无污染〉・嫌色产品可以利用绿色材料的先进性，开拓更广阀的便用范围，利用绿鱼材料的环境协调性,达到人类活动和自然环境的一致和谐性.利用绿色材料的舒适性，给人类生活帝来愉悦.利用绿色材料的可回收性、可禅环性和禺降解性.保持生衣环境的良性狷环.2.2机电产品绿色设计的材料选择收則机电产品绿色设计选材时不仅要考虔产品的使用条件、工艺性能、成本符因素，而且应考虑环妄因素，以保护环境、防止污集和非再生资源的滥用以及推进可回收材料的良性循环.笔盍认为，机电产品绿色设计的材料选择应遵循下面四条顶W：选材的便用性原则•材料的选择酋先应満足机电产品或®件的使用性能耍

7、求，即：①产品功能要求•所选的材料酋先要満足机电产弘的功能和所期望的使用彫命.②产品结构艮求•机电产品的结构形状对材料选择有•豪③便用安全要求•材料选择应充分为总各种可能预见的工况・确保便用材料的安全可靠.④工作环境要求•机电产品总是在一定的工作环境中运行和使用•它必然更受到所处环境的•响,这些影响主要包括冲击、扳动、温度和雄度尊⑹・(2〉选林的工艺性原則，材料的工艺性表示了材料的加工难鸟程度以及加工的经济性，主要与材料的基本性能和