绿色制造在模具中的具体应用

制造业作为经济快速发展的重要支柱，也造成了大量的资源浪费和生态环境污染。对于制造业来说，如何最大限度地减少制造业的资源浪费，减少制造业对环境的危害，是一个非常重要的课题。 绿色制造的目标是在从设计、制造、包装、运输、使用到处置的整个产品生命周期中，最大限度地减少对环境的不利影响，最大限度地提高资源利用效率。

模具是制造业最重要的生产工具，也是工业生产中最基本的设备。传统的模具设计过程一般只需要考虑模具产品的基本属性，如模具质量、成本、功能、寿命等，很少考虑模具造成的资源浪费、能源浪费和环境污染。

“绿色模具”不仅是指在使用过程中对环境的影响很小，而且是指在产品从制造到使用到报废的整个生命周期中对环境的破坏最小。 因此，模具的绿色制造设计应考虑成型产品的环境属性（模具的可移除性、可回收性等）。还需要考虑成型产品应具备的基本属性，如模具的质量、成本、功能、寿命等。总的来说，模具绿色制造的全生命周期包括绿色设计、绿色制造、绿色包装、绿色运输、绿色维修、绿色回收等阶段。

在模具制造过程 ，使用绿色制造可以提高经济效益，减少环境污染，充分合理利用资源。绿色制造技术实现了技术含量高、污染少、成本低、利润高的目标。

模具的绿色设计

模具设计之初，要考虑整个产品的使用寿命，以及从设计理念的形成到产品处置的各个环节，如质量、成本、环境影响、资源等消费等等。

(1)模具材料的选择

绿色设计的材料选择必须基于绿色材料。 低能耗、低成本、低污染的绿色材料不仅可以减少加工过程中的污染，而且易于回收再利用。模具是生产其他机械产品的设备。在运行过程中，模具经常处于高温、高压、高速的状态。因此，模具应具有耐磨性强、使用寿命长的优点。

绿色模具材料不仅要考虑传统材料的性能，还要考虑材料的环保问题。绿色材料应具备的基本特性有：

• 低成本、低污染。
• 易于加工，加工过程中无污染或污染少。
• 可降解和可重复使用。

考虑到环境污染问题，模具的材质应选择有害物质含量低的，以保证加工过程中不会产生大量有害物质。考虑到资源的节约，模具材料应选择低成本、可回收的材料，或者选择可重复使用、可降解的材料。

(2)模具设计的标准化、模块化

模具设计要求标准化，是模具专业化生产过程中提高质量、缩短周期、降低成本的有效措施。

①使用标准模架和其他标准件。

模架及标准件均由专业企业生产。 通常模具报废后，只有凸凹模不能再使用，但模架基本完好，所以使用标准模架有助于模架的重复使用。模架的标准化可以大大减少模架生产所使用的设备，更好的提高材料的利用率。标准模架及配件可充分利用有限的资源，既节省资源又便于加工管理。

②模具各结构单元的标准化、组合化、模块化

组合和模块化设计是在一定范围内对不同产品进行功能分析，对一系列功能模块进行划分和设计。通过模块的选择和组合，可以形成不同的产品，满足市场的不同需求。为了使某些模具零件具有通用性、可互换性和可重复使用性，应将每个零件设计为标准通用部件，实现系列化产品生产。模具企业也要大力支持CAX平台建设，实现无图纸施工，利用这些技术对成品模具进行分析，了解材料的流动性、产品强度、抗冲击性等。这样可以实现模具设计、制造、管理的系统化，提高工作效率，尽可能缩短开发周期。

(3)提高模具的使用寿命

寿命越长，相对成本越低，越节省资源。 对于一些冲压模具，可以采用一模多形、一模两用或拼装式等方式改进结构，从而提高模具的使用率，最大限度地延长模具的使用寿命。

同时，模具的易拆卸清洗和零件的更换也是延长模具使用寿命的有效保证。当模具零件损坏时，及时找到可更换的零件。磨具报废时，将部分可重复使用的零件拆开并进行加工维护，其余作为废品处理，是延长模具使用寿命的有效手段。

(4)模具的包装设计

包装材料应简单或使用绿色包装材料。包装上应使用无毒、可回收、可降解的环保材料和设计。

(5) 降噪

在模具设计过程中，机械生产车间会产生严重的噪音污染。设计时应采取措施减少噪音产生甚至消除噪音。在制造过程中可以使用摩擦离合器代替原来的刚性离合器，在产生噪音的部件上可以使用隔音罩，或者可以使用带有减震器的无冲击模架。

绿色模具制造技术

(1)柔性制造技术

由于模具的单件生产方式、复杂的加工面、较高的尺寸和几何精度，决定了模具行业非常适合柔性制造技术。

柔性制造技术是由计算机控制系统、若干数控设备、材料储存装置组成，根据制造任务和产品品种的变化，通过简单地改变软件即可快速调整的自动化制造系统。

(2)高速切削技术

高速加工因其相对于传统加工的显着优势而在工业中得到越来越广泛的应用。有效提高高速切削的生产效率，切削力降低至少30%。高速切削可以获得高质量的加工表面，降低加工能耗，节省制造资源，简化加工过程。

(3) 无屑加工

无屑加工是指不经切削，直接通过铸造、锻造或其他金属加工方法获得金属毛坯的工艺过程。采用不脱料加工方法，大大降低模具材料的消耗，是制造绿色模具的最佳工艺。

(4) 近净形技术

近净成形技术是指零件成形后只需进行少量加工或不加工即可作为机械部件使用的成形技术。它以新材料、机电一体化、精密模具技术、自动化技术、计算机技术、数值分析、仿真技术等多学科高新技术成果为基础。是一种高质量、高效率、高精度、轻量化、低成本的成型技术。

(5)逆向工程技术

逆向工程是在已有对象或其他参照物存在的情况下，通过各种处理快速获得原型全数字模型的方法，非常有利于在设计中模仿创新或加速设计制造。

广泛用于模具设计和制造。模内设计制造，逆向工程得到产品全数字化模型后，在CAM等支持下自动生成模具加工程序。

(6) 快速成型技术

快速成型技术 是在计算机控制下，根据离散堆积的原理，采用不同的方法堆积材料，最终完成零件的成型和制造的技术。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一体，能够自动、直接、快速、准确地将设计思想转化为功能原型或直接制造零件，从而实现为零件原型设计和新设计思想的验证提供一种高效、低成本的实现方法。快速成型技术一般与逆向工程技术相结合，基于全数字化模型快速生产原型或零件。

(7)高速干式切削技术

高速干切技术结合了高速切割技术和干切技术，提取了两者的优点，弥补了高速切割技术和干切技术的不足，提高了切割的效率、灵活性和精度。切割过程。同时，高速干切削技术限制了切削液的使用，消除了切削液对环境的污染，符合绿色制造技术的要求。

(8)过程模拟技术

过程模拟技术主要利用模拟来确定最优参数，包括数学模拟、物理模拟和专家系统综合。工艺仿真可以预测加工缺陷，控制工件质量，优化制造方案。

用户不需要进行大量的实验来确定这些参数，而只需要根据模拟结果进行调整。工艺仿真技术为设计人员节省了时间并降低了工装成本。

结论

JTR可以提供CNC加工、表面处理、3D打印等加工服务。同时，作为一家希望为社会可持续发展和环境保护做出贡献的制造企业，我们在绿色制造的道路上也一直在努力研发和学习。