模具中的綠色制造技術(shù)應(yīng)用
制造業(yè)是社會經(jīng)濟向前快速發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)羡儿,制造業(yè)在將制造資源轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品以及隨后產(chǎn)品的使用和廢棄后的處理過程中礼患,將會給生態(tài)環(huán)境帶來不同程度的污染。對于制造業(yè)來說姥购,未來所面臨解決的重大問題是如何減少資源的消耗和盡可能少地產(chǎn)生環(huán)境污染渺因。因而綠色制造應(yīng)運而生,其目標是使得產(chǎn)品從設(shè)計概给、制造妙裸、包裝、運輸跛庶,使用到報廢處理的整個產(chǎn)品生命周期中睁去,對環(huán)境的負影響最小,資源使用效率最高质凰。
模具是制造業(yè)中使用量大殃宜、影響面廣的工具產(chǎn)品,是工業(yè)生產(chǎn)當中的基礎(chǔ)工藝裝備。它的生產(chǎn)技術(shù)水平的高低挟撑,已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志遗秩。“綠色模具”不僅僅指在使用時對環(huán)境的影響小俐芬,還應(yīng)是從制造到報廢的整個生命周期內(nèi)對環(huán)境的破壞是最小的绎狭。因此,模具的綠色制造設(shè)計要求設(shè)計者在構(gòu)思階段就要優(yōu)先考慮模具產(chǎn)品的環(huán)境屬性(模具的可拆卸性褥傍,可再次回收性等等)儡嘶,然后再考慮原有應(yīng)該考慮的模具產(chǎn)品應(yīng)用的基本屬性』蟹纾總的來說蹦狂,模具綠色制造的整個生命周期包括綠色設(shè)計,綠色制造朋贬,綠色包裝凯楔、綠色維護和綠色回收、再處理等階段锦募。
1.模具的綠色設(shè)計
模具綠色設(shè)計對模具綠色制造有著非常重要的地位摆屯,這一步解決的好壞直接影響到最終利用模具加工產(chǎn)品的綠色生產(chǎn)問題】纺叮
1.1 模具材料的選擇
綠色模具材料應(yīng)是低能耗虐骑、低成本的材料,尤其是少污染的材料赎线。是易加工和加工過程中無污染或少污染的材料疆虑,是易回收處理、可重復(fù)多次使用或可降解的材料徽橄。比如澄月,可選擇優(yōu)質(zhì)鏡面模具鋼加工型腔,輔之以良好的拋光手段遂遂,直接用不銹鋼材料來加工防腐的模具脂惊,以替代表面處理的方式。另外除在材料上選用不銹鋼來避免使用電鍍外融卿,也可采用鎳磷鍍替代電鍍鉻峡黍,因為鎳磷鍍在對氯化氫氣體的防腐上要優(yōu)于電鍍鉻,且前者對環(huán)境的危害也要小于后者油蒙【哟
1.2 延長壽命的模具設(shè)計
延長產(chǎn)品壽命是綠色制造的主要手段之一。對于沖壓模具保地,如沖壓聞隙值的合理選取撰拯,盡量壓縮凸模工作部分長度刀昼,采用彈性卸料板,改進凸(凹)模的結(jié)構(gòu)如采用一模多形讼撒、一形兩用和拼裝式模具來提高模具的利用率浑厚。對于注塑模具,如采用隨形冷卻水道可提高注塑精度和模具使用壽命根盒;將模具型芯由整體結(jié)構(gòu)改為鑲拼式結(jié)構(gòu)钳幅,可解決模具的變形問題,提高模具壽命炎滞「壹瑁
1.3 模具的可拆卸性設(shè)計
模具可拆卸性對于模具綠色制造來說是很重要的。當模具在使用過程中部分零部件由于承受過大的摩擦與沖擊磨損較大時册赛,只需更換這部分零部件模具仍可使用钠导。因而在設(shè)計初期就要考慮模具結(jié)構(gòu)易于拆卸,維護方便森瘪,這樣就便于在后續(xù)回收處理中再利用牡属。因此,在模具設(shè)計時應(yīng)盡可能選擇通用結(jié)構(gòu)扼睬,以便更換逮栅;在滿足強度要求的前提下,盡量采用可拆卸聯(lián)接(如螺紋聯(lián)接)芬莫,不用焊接笼万、鉚接、膠接等众被;不用或少用過盈配合;采用組合模架蛉增』礁В
1.4 模具設(shè)計的標準化、規(guī)范化践寄、系列化
無論是鍛造说庶,沖壓模還是塑料模,都有必要向標準化檩渐、規(guī)范化秆牍、系列化方向發(fā)展,模具標準化是組織模具專業(yè)化生產(chǎn)的前提剃拇,而模具的專業(yè)化生產(chǎn)是提高模具質(zhì)量支读、縮短模具制造周期、降低成本的關(guān)鍵害淤。模具設(shè)計向標準化扇雕、規(guī)范化拓售、系列化方向發(fā)展,便于采用和購買模許多規(guī)格的標準模架及其它標準件镶奉,而這些模架及標準件又可由專門的廠家础淤、企業(yè)通過社會化分工進行生產(chǎn),從而使有限的資源得到優(yōu)化配置哨苛。
2.模具的綠色制造工藝
在模具綠色制造過程中鸽凶,采用綠色制造工藝也是實現(xiàn)模具綠色制造的一個重要環(huán)節(jié),它是一種既能提高經(jīng)濟效益建峭,又能同時減少環(huán)境影響的工藝技術(shù)玻侥。近來年,隨著先進制造技術(shù)在模具行業(yè)的推廣迹缀,模具行業(yè)也向著綠色制造工藝方向努力使碾。目前,在模具行業(yè)中應(yīng)用的較為典型的先進制造技術(shù)有:
2.1 快速原型制造
快速原型制造是一項集計算機祝懂、激光票摇、數(shù)控及精密傳動等技術(shù)于一體的先進制造技術(shù),其在原理上突破了傳統(tǒng)加工技術(shù)采用材料“去除”的原則窜旺,而采用材料“逐層堆積”的原理共悼,能根據(jù)產(chǎn)品的CAD數(shù)據(jù),快速地制造出具有一定結(jié)構(gòu)和功能的原型杏紫,甚至產(chǎn)品钙瘫,由此可有效地加快新產(chǎn)品的開發(fā)速度。而以RP&M原型作母模來翻制模具的快速模具制造技術(shù)申蔗,進一步發(fā)揮了快速成型技術(shù)的優(yōu)越性侯砸,可在短期內(nèi)迅速推出滿足用戶需求的產(chǎn)品,大幅度降低新產(chǎn)品開發(fā)研制的成本和投資風險些玖,縮短了新產(chǎn)品研制和投放市場的周期俗衍,在小批量,多品種步垢、改型快的現(xiàn)代模具制造模式下具有強勁的發(fā)展勢頭簸隅。
2.2 虛擬制造技術(shù)
虛擬制造是對制造過程中的各個環(huán)節(jié)易解,包括產(chǎn)品的設(shè)計撰钥、加工、裝配腥椒,乃至企業(yè)的生產(chǎn)組織管理與調(diào)度進行統(tǒng)一建模阿宅,形成一個可運行的虛擬制造環(huán)境,以專門的虛擬軟件技術(shù)為支撐寞酿,借助高性能的硬件家夺,在虛擬制造環(huán)境中生成數(shù)字化產(chǎn)品脱柱,實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、性能分析拉馋、工藝決策榨为、制造裝配和質(zhì)量檢驗,從而縮短模具產(chǎn)品的設(shè)計與制造周期煌茴,降低開模的開發(fā)成本随闺,提高快速響應(yīng)市場變化的能力÷
2.3 高速切削
高速切削在模具領(lǐng)域的應(yīng)用主要是加工復(fù)雜曲面矩乐,其中高速銑削(也稱為硬銑削,Hard Milling回论,HM)可以把復(fù)雜形面加工得非常光滑恋猜。加工表面粗糙度值很小、淺腔大曲率半徑的模具完全可用高速銑削來代替電加工晴消;對深腔小曲率半徑的模具可用高速銑削加工作為粗加工和半精加工贰嚷,而電加工只作為精加工。這樣可大大節(jié)約電火花和拋光的時間以及有關(guān)材料的消耗战决,這對保護環(huán)境的貢獻足不言而喻的泵位。
3.模具的綠色包裝
模具的綠色包裝主要包括三個方面的內(nèi)容:模具包裝材料的選擇窘燎,模具包裝結(jié)構(gòu)和模具包裝材料的回收辙肿。具體來講,第一方面就是在模具遠程配送過程中昂待,在不影響包裝強度的前提下盡可能使用一些常見的木制材料(如合成板)诀甫,這是由于模具產(chǎn)品不同于其他一些精制產(chǎn)品,它不太注重產(chǎn)品的外包裝精美問題呜唁,只關(guān)心產(chǎn)品的內(nèi)在保護質(zhì)量永铛。第二方面就是要合理設(shè)計包裝箱內(nèi)部結(jié)構(gòu),從而簡化包裝復(fù)雜度捻艳。即多個零件盡量在一個包裝箱中放置。第三方面就是要在包裝箱上注明包裝材料的可回收性標志及回收處理方式庆猫∪瞎欤
4.模具的綠色回收、再處理
由于新產(chǎn)品的不斷開發(fā)以及產(chǎn)品更新?lián)Q代的步伐不斷加快月培,舊產(chǎn)品模具必將被逐一淘汰嘁字。如何對廢棄模具進行回收處理,這是目前一直困擾模具行業(yè)無法得到解決的問題杉畜。提出模具綠色制造問題纪蜒,很大一部分原因就是要有效地解決這個問題衷恭。如果模具在設(shè)計和制造階段就采用了綠色概念,則后續(xù)的回收處理就比較簡單纯续,即只需根據(jù)模具的具體磨損情況随珠,有針對性地進行拆卸,取其可用部分猬错,進行適當修護加工窗看,就可應(yīng)用到新模具產(chǎn)品上,而剩余部分則可作廢料處理倦炒≡∠椋
5.結(jié)語
綠色制造能使產(chǎn)品生命周期內(nèi)的環(huán)境影響達到最小,并能充分合理地利用資源毁兼,是人類社會得以可持續(xù)發(fā)展的主要因素之一预蒜。模具設(shè)計和先進制造技術(shù)與綠色制造的有機結(jié)合是模具工業(yè)的發(fā)展必然,并將大大加快模具行業(yè)前進的步伐坝跃,真正實現(xiàn)高質(zhì)量论燎、少污染,短周期和低成本的目標茂蓬。
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