绿色选材在机械设计中应用探究

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1、绿色选材在机械设计中应用探究　　【摘要】以自然为本是机械设计的基本思想。因而在机械设计中选择绿色材料进行生产活动具有相当重要的意义，绿色材料在机械产品的工艺、结构等方面有重要的应用。在机械设计中运用绿色设计的目的就是要降低对自然资源和能源的消耗，尽量减少对环境的污染，为可持续发展做一些积极的贡献。本文将对绿色材料和绿色设计的概念以及特点进行简介，并对机械设计中绿色材料的选择进行简要分析。【关键词】绿色选材；机械设计；运用随着人类经济与社会的不断发展，人类与环境保护和有限的资源之间的矛盾越来越突出，人类也逐渐意识到经济的发展不能以损耗环境和消耗资源为代价。走可持续发展之路是实现

2、人类长远发展目标的要求。材料是人们生存发展的物质基础，材料科学也是现代科技的主要支柱之一，绿色材料对环境的保护起着重要的先锋作用。因此，在机械设计中选择绿色材料符合节约能源和资源、保护环境的要求。1.绿色材料6现阶段，地球上的资源、环境以及能源问题还在不断恶化，为了人类的可持续发展，研究人员于1988年从材料学的角度提出了环境材料，又称绿色材料的概念。绿色材料指在材料选取、制造产品、循环利用以及最后处理等阶段都能够不污染生态环境，不危害人类健康的材料。绿色材料的特点有以下几个方面：首先，绿色材料的使用具有舒适性；其次，绿色材料本身的性能相当先进；第三，绿色材料与环境之间具有协

3、调性，包括在绿色材料的生产过程中对能源与资源的消耗比较低，绿色材料在使用时对环境的污染比较低甚至无污染，在处理绿色材料时容易对其进行再回收，而且绿色材料的循环利用率比较高。绿色材料所具有的这些特点是其于普通材料进行区别的主要特征。绿色材料在研究时充分考虑到了它与资源、环境以及能源之间的协调发展关系。比如，一次性的塑料以及难以降解的快餐饭盒造成的”白色污染”已经持续了很长一段时间，相关部门对此也非常重视，纸质餐盒和购物袋的应用已经越来越广泛，能够有效的解决塑料污染的问题；在建筑业使用的材料方面，倡导在选材时遵循3R原则，即重复使用（Repeat）、减少使用（Reduce）和循环

4、使用（Recycle）。2.绿色设计的概念及特点6机械设计中的绿色设计对绿色选材的影响极大。绿色设计起源于人们对现代科学技术所引起的环境和生态等问题的思索，体现了现代人类的生态环境意识。绿色设计能够综合考虑资源使用效率和环境保护，是可持续发展的重要体现。一般可分为三个步骤：第一，对材料流进行跟踪，确保材料输出与输入之间的平衡；第二，对一些特殊产品及其种类的环境费用进行评估；第三，对设计过程要进行全方面、系统性的研究。随着时间的发展，绿色设计已经受到越来越多设计者的青睐。同一般的设计相比，绿色设计具有相当明显的优势。绿色设计除了要考虑产品的质量、性能、功能、成本等问题，还要注重

5、产品对环境的影响，因此，在设计时必须注入新的设计方法和设计思想，充分考虑产品在使用、销售以及报废的过程中对周边环境造成的影响。绿色设计要同时兼顾环境和产品二者的需求。绿色设计能够为现代的生产节约能源和资源，从根本上减少对环境的污染，能够为构建社会主义和谐社会作出极大的贡献。3.绿色材料的选择3.1在机械设计中选择绿色材料一般材料在选择时主要对材料的经济性和技术性进行考虑，常常忽视材料对环境的影响。在机械设计中选择绿色材料主要考虑两大因素：一是尽量使用能够循环再利用的材料；二是尽量不用或少用不可循环使用的材料。在机械设计中选择绿色材料是保证可持续发展的重要出路。由于绿色材料6与

6、环境之间具有协调性，因而必将会成为材料发展史上的重要转折。现在，绿色材料已经成为材料研究者追逐的热点，虽然现阶段绿色材料的发展面还不是很广，相信在不久的将来必然会取得较大的突破和进展。比较明显的一个例子就是绿色材料在循环冷却水系统中的应用，循环冷却水系统容易存在腐蚀和长垢的问题，引起这些问题的原因一是由于微生物繁殖、空气中的尘埃以及腐蚀等形成污垢，二是水中可溶性的金属离子沉淀形成污垢。系统中污垢的存在会影响冷却水的输送效率，严重者甚至能够影响设备的正常运行。传统的处理方法就是定量、定期向水中加入杀菌剂、缓蚀剂以及阻垢剂等等，但是这些化学试剂相互干扰，效果并不好。因而，采用新型

7、的绿色材料，如活性炭纤维等就成为很多企业的首选，不仅不会污染环境，还能够降低系统的维护成本。3.2在机械设计中减少使用的材料种类机械设计中，在满足基本使用功能的前提下，还要尽量避免使用多种材料，减轻对环境的污染，方便材料的回收再利用。比如，在对一个金属箱进行设计时，就要避免使用不同的金属焊接，还要将金属箱设计为由多个部分独立组成的、能够拆分的整体，方便对其进行在利用。3.3尽可能选用不加涂层的材料6现代很多产品为了设计的美观性以及耐蚀性，会在材料表面添加大量的镀层、涂层。这些涂料不仅本身具有毒性，也给产