制造業(yè)是社會經(jīng)濟(jì)向前快速發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè),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,將會給生態(tài)環(huán)境帶來不同程度的污染。模具冷焊機(jī)認(rèn)為,對于制造業(yè)來說,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。因而綠色制造應(yīng)運(yùn)而生,其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸,使用到報(bào)廢處理的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中,對環(huán)境的負(fù)影響最小,資源使用效率最高。 模具是制造業(yè)中使用量大、影響面廣的工具產(chǎn)品,是工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中的基礎(chǔ)工藝裝備。它的生產(chǎn)技術(shù)水平的高低,已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。“綠色模具”不僅僅指在使用時(shí)對環(huán)境的影響小,還應(yīng)是從制造到報(bào)廢的整個(gè)生命周期內(nèi)對環(huán)境的破壞是最小的。因此,模具的綠色制造設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)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,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??偟膩碚f,模具綠色制造的整個(gè)生命周期包括綠色設(shè)計(jì),綠色制造,綠色包裝、綠色維護(hù)和綠色回收、再處理等階段。 1 模具的綠色設(shè)計(jì)。模具綠色設(shè)計(jì)對模具綠色制造有著非常重要的地位,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??紤]的模具產(chǎn)品應(yīng)用的基本屬性??偟膩碚f,模具綠色制造的整個(gè)生命周期包括綠色設(shè)計(jì),綠色制造,綠色包裝、綠色維護(hù)和綠色回收、再處理等階段。 1.1模具材料的選擇。綠色模具材料應(yīng)是低能耗、低成本的材料,尤其是少污染的材料。是易加工和加工過程中無污染或少污染的材料,是易回收處理、可重復(fù)多次使用或可降解的材料。比如,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,直接用不銹鋼材料來加工防腐的模具,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,也可采用鎳磷鍍替代電鍍鉻,因?yàn)殒嚵族冊趯β然瘹錃怏w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。 1.2延長壽命的模具設(shè)計(jì)。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,如沖壓聞隙值的合理選取,盡量壓縮凸模工作部分長度,采用彈性卸料板,改進(jìn)凸(凹)模的結(jié)構(gòu)如采用一模多形、一形兩用和拼裝式模具來提高模具的利用率。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;將模具型芯由整體結(jié)構(gòu)改為鑲拼式結(jié)構(gòu),可解決模具的變形問題,提高模具壽命。 1.3模具的可拆卸性設(shè)計(jì)。模具可拆卸性對于模具綠色制造來說是很重要的。當(dāng)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(shí),只需更換這部分零部件模具仍可使用。因而在設(shè)計(jì)初期就要考慮模具結(jié)構(gòu)易于拆卸,維護(hù)方便,這樣就便于在后續(xù)回收處理中再利用。因此,在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能選擇通用結(jié)構(gòu),以便更換;在滿足強(qiáng)度要求的前提下,盡量采用可拆卸聯(lián)接(如螺紋聯(lián)接),不用焊接、鉚接、膠接等;不用或少用過盈配合;采用組合模架。 1.4模具設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、系列化。無論是鍛造,沖壓模還是塑料模,都有必要向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、系列化方向發(fā)展,模具標(biāo)準(zhǔn)化是組織模具專業(yè)化生產(chǎn)的前提,而模具的專業(yè)化生產(chǎn)是提高模具質(zhì)量、縮短模具制造周期、降低成本的關(guān)鍵。模具設(shè)計(jì)向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、系列化方向發(fā)展,便于采用和購買模許多規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)模架及其它標(biāo)準(zhǔn)件,而這些模架及標(biāo)準(zhǔn)件又可由專門的廠家、企業(yè)通過社會化分工進(jìn)行生產(chǎn),從而使有限的資源得到優(yōu)化配置。 2.1快速原型制造??焖僭椭圃焓且豁?xiàng)集計(jì)算機(jī)、激光、數(shù)控及精密傳動等技術(shù)于一體的先進(jìn)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,而采用材料“逐層堆積”的原理,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,甚至產(chǎn)品,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),進(jìn)一步發(fā)揮了快速成型技術(shù)的優(yōu)越性,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(fēng)險(xiǎn),縮短了新產(chǎn)品研制和投放市場的周期,在小批量,多品種、改型快的現(xiàn)代模具制造模式下具有強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭。 2.2虛擬制造技術(shù)。虛擬制造是對制造過程中的各個(gè)環(huán)節(jié),包括產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、加工、裝配,乃至企業(yè)的生產(chǎn)組織管理與調(diào)度進(jìn)行統(tǒng)一建模,形成一個(gè)可運(yùn)行的虛擬制造環(huán)境,以專門的虛擬軟件技術(shù)為支撐,借助高性能的硬件,在虛擬制造環(huán)境中生成數(shù)字化產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、性能分析、工藝決策、制造裝配和質(zhì)量檢驗(yàn),從而縮短模具產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造周期,降低開模的開發(fā)成本,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,其中高速銑削(也稱為硬銑削,HardMilling,HM)可以把復(fù)雜形面加工得非常光滑。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;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,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(shí)間以及有關(guān)材料的消耗,這對保護(hù)環(huán)境的貢獻(xiàn)足不言而喻的。 3 模具的綠色包裝。模具的綠色包裝主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容:模具包裝材料的選擇,模具包裝結(jié)構(gòu)和模具包裝材料的回收。具體來講,第一方面就是在模具遠(yuǎn)程配送過程中,在不影響包裝強(qiáng)度的前提下盡可能使用一些常見的木制材料(如合成板),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,只關(guān)心產(chǎn)品的內(nèi)在保護(hù)質(zhì)量。第二方面就是要合理設(shè)計(jì)包裝箱內(nèi)部結(jié)構(gòu),從而簡化包裝復(fù)雜度。即多個(gè)零件盡量在一個(gè)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(biāo)志及回收處理方式。 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,舊產(chǎn)品模具必將被逐一淘汰。如何對廢棄模具進(jìn)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。提出模具綠色制造問題,很大一部分原因就是要有效地解決這個(gè)問題。如果模具在設(shè)計(jì)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,即只需根據(jù)模具的具體磨損情況,有針對性地進(jìn)行拆卸,取其可用部分,進(jìn)行適當(dāng)修護(hù)加工,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。 模具冷焊機(jī)提醒,綠色制造能使產(chǎn)品生命周期內(nèi)的環(huán)境影響達(dá)到最小,并能充分合理地利用資源,是人類社會得以可持續(xù)發(fā)展的主要因素之一。模具設(shè)計(jì)和先進(jìn)制造技術(shù)與綠色制造的有機(jī)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(jìn)的步伐,真正實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、少污染,短周期和低成本的目標(biāo)。