隨著環(huán)境保護的法制化，規(guī)范化以及世界貿(mào)易中綠色貿(mào)易壁壘對產(chǎn)品出口的限制，世界各國的制造企業(yè)幾乎都在用壽命周期分析法（LCA）評估自己的產(chǎn)品，對產(chǎn)品在壽命周期內(nèi)的資源、能源消耗及廢棄物的環(huán)保特性等問題進行深入研究。本文提出面向清潔制造的毛坯選擇原則和面向清潔制造的毛坯發(fā)展趨勢。 　　1 清潔制造的內(nèi)涵 　　清潔化生產(chǎn)的基本思想是在較長的工業(yè)污染防治過程中逐步形成的。但由于其剛剛興起不久，因此目前對清潔化生產(chǎn)中的清潔制造過程（以下簡稱清潔制造）還沒有一個統(tǒng)一的認識。筆者認為清潔制造就是在將原材料轉(zhuǎn)化為成品的生產(chǎn)過程中，通過采用各種先進的技術(shù)和管理手段，融入“全面預防污染”的思想，使企業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)境同步協(xié)調(diào)、持續(xù)發(fā)展目的的過程。即在產(chǎn)品的整個制造過程中，通過采取各種措施，使它的資源、能源消耗最小，對環(huán)境的污染最小，最終能經(jīng)濟地生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品。可以說，清潔制造能為企業(yè)提高市場競爭能力，實現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供強有力的技術(shù)手段，它是產(chǎn)品清潔化生產(chǎn)壽命周期中必不可少的重要環(huán)節(jié)之一。 　　由此可知，清潔制造在傳統(tǒng)的制造概念基礎(chǔ)上，全面考慮了環(huán)境因素，在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中增加了四個環(huán)境方面的屬性、節(jié)省資源的屬性、節(jié)省能源的屬性、環(huán)境保護的屬性、良好的勞動保護屬性。 　　2 面向清潔制造的毛坯選擇原則 　　正確選擇毛坯的重要性 　　毛坯是根據(jù)零件所要求的形狀、工藝尺寸等而制成的機械加工對象，它是制訂機械加工工藝規(guī)程的基礎(chǔ)。毛坯的不同種類及制造方法對零件工藝過程影響很大，零件工藝過程中的工序數(shù)量、材料消耗、機械加工勞動量等在很大程度上取決于所選的毛坯，故正確選擇毛坯具有重要的技術(shù)經(jīng)濟意義。 　　面向清潔制造的毛坯選擇原則 　　在傳統(tǒng)工藝設(shè)計中，選擇毛坯主要考慮經(jīng)濟性問題，很少顧及毛坯生產(chǎn)對環(huán)境的影響。而在清潔制造過程中，選擇毛坯不僅要考慮各種毛坯及制造方法的經(jīng)濟性，還要考慮它們對環(huán)境的影響，對資源、能源的消耗狀況以及對社會生產(chǎn)可持續(xù)性的影響。在清潔制造思想指導下的毛坯選擇應遵循以下原則： 　　經(jīng)濟合理性原則 　　選擇毛坯時，毛坯的形狀和尺寸越接近于成品零件，毛坯材料利用率就越高，機械加工勞動量就越少，機械加工費用也就越低，但這樣對毛坯的制造要求就提高了，相應地毛坯制造設(shè)備的投資費用增加。反之，若毛坯制造精度低，毛坯制造設(shè)備的投資費用少，但以后的機械加工勞動量就大，材料利用率低，零件加工成本將增加，這兩方面是相互矛盾的。但在工藝設(shè)計時應遵從“經(jīng)濟合理性”原則，綜合考慮毛坯制造和以此為基礎(chǔ)的機械加工費用來確定，以最終達到最佳的經(jīng)濟效益為目的。 下圖所示為零件綜合生產(chǎn)成本、毛坯制造成本、機械加工成本三者的關(guān)系曲線。圖中X0即是毛坯制造精度和零件綜合生產(chǎn)成本的最佳組合點，此點的零件綜合生產(chǎn)成本最低。因此在清潔制造過程中，毛坯選擇要盡量趨近于這一點。 若零件年生產(chǎn)量為N，則零件全年綜合成本E可以用下式來表達： E=Em+Ej=VmN+Sm+VjN+Sj 式中：Em毛坯全年工藝成本；Ej為零件機械加工全年工藝成本；Vm、Vj為毛坯制造、零件加工可變費用；Sm、Sj為毛坯制造、零件加工不變費用。 在既定生產(chǎn)綱領(lǐng)下進行毛坯方案抉擇時，只需對上式求極小值，即求最小綜合生產(chǎn)成本Emin者為入圍方案。 功能適應性原則 所選毛坯種類及制造方法要能可靠地保證毛坯在性能、質(zhì)量、生產(chǎn)率等方面的要求。眾所周知，即使相同的材料，當采用不同的毛坯制造方法時，得到的機械性能也往往不同。通常毛坯強度要求高的，多采用鍛件。但近年來，隨著鑄造技術(shù)水平的提高，鑄鐵的力學性能在不斷改善，有些指標接近或超過鋼。選擇毛坯時，還要考慮零件的形狀、尺寸等因素，否則難以保證毛坯的質(zhì)量要求。如形狀復雜和薄壁毛坯不能采用金屬型鑄造，否則會產(chǎn)生鑄造缺陷。又如尺寸較大的毛坯，不能采用模鍛、壓鑄和精鑄等毛坯制造方法。 資源最佳利用原則 資源最佳利用原則包含兩層意思，一是節(jié)省原材料消耗，二是充分利用現(xiàn)有設(shè)備資源。 能量消耗最小原則 從使用的能源的類型、能量有效利用率等方面采取措施，節(jié)省能源，盡量減少能量的消耗，使生產(chǎn)中的能源消耗達到最小。 環(huán)境保護原則 面向清潔制造的毛坯選擇，注重毛坯制造過程中的環(huán)境保護。人們對環(huán)境問題的態(tài)度已從過去的生產(chǎn)過程的“末端治理”，發(fā)展到“全面預防污染”的源削減階段。在毛坯生產(chǎn)過程中，無論在毛坯工藝設(shè)計、毛坯制造設(shè)備選擇還是在毛坯生產(chǎn)過程管理上，都應盡力采取措施避免產(chǎn)生環(huán)境污染，“零污染”是清潔制造追求的最終目標。在生產(chǎn)中盡力采用清潔的新材料、新工藝、新方法，如在鍛造生產(chǎn)中采用非石墨型潤滑材料，在砂型鑄造中采用非煤粉型砂，可有效地避免產(chǎn)生污染。又如，在鑄造生產(chǎn)中，用射壓、靜壓造型機取代噪聲極大的震擊式造型機；在模鍛生產(chǎn)中，用電液傳動的曲柄熱模鍛壓力機、高能螺旋壓力機等新原理的設(shè)備取代老式噪聲、振動、能耗都很大的模鍛錘，可大大減小車間的噪聲和振動污染。 安全宜人原則 清潔制造還對生產(chǎn)過程中操作者的勞動保護提出要求，避免對操作者身心健康造成傷害。 綜上所述，面向清潔制造的毛坯選擇原則可以歸納為三類：一是經(jīng)濟性原則；二是功能適應性原則；三是環(huán)境協(xié)調(diào)性原則。這三類原則在毛坯選擇過程中，互相作用，互相影響，共同影響毛坯的選擇。 　3 面向清潔化生產(chǎn)的毛坯發(fā)展趨勢 　　隨著資源保護和環(huán)境保護呼聲愈來愈高，迫使毛坯制造工藝向精密成形工藝方向發(fā)展。即毛坯成形的形狀、尺寸精度正從近凈成形（Near Net Shape Forming）向凈成形（Net Shape Forming）即近無余量成形方向發(fā)展。將來“毛坯”與“零件”的界限可能越來越小，有的毛坯可能已接近或達到零件的最終形狀和尺寸，磨削后即可裝配。正因如此，精密毛坯制造工藝最近幾年來得到快速發(fā)展，主要有精密鑄造、精密鍛造、精密沖裁、精密軋制、粉末冶金以及快速原型制造等先進工藝方法。 　　4 結(jié)束語 　　環(huán)境問題已成為國際社會關(guān)注的焦點，保護環(huán)境已成為人們的共識。生產(chǎn)綠色產(chǎn)品的清潔制造過程將成為未來工業(yè)制造過程的規(guī)范。目前，我國綠色產(chǎn)品的發(fā)展與世界發(fā)達國家相比，無論是在范圍上還是在數(shù)量上都有很大的差距，尚處于初期階段。要趕上世界發(fā)達國家水平，還要付出巨大努力。我國至今仍然沿用著粗放型經(jīng)營的傳統(tǒng)工業(yè)模式，能耗高、效益低、環(huán)境污染嚴重。因此從理論和方法上開展系統(tǒng)的清潔化生產(chǎn)研究，促進我國綠色產(chǎn)品的迅速發(fā)展，適應國際市場的研究，迎接未來挑戰(zhàn)，已是我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展的當務之急。 轉(zhuǎn)自：中工機床網(wǎng)