金属加工业实现绿色制造的关键是高能效绿色机床技术的发展

　　重庆大学绿色制造技术研究所所长曹华军教授认为，我国金属加工业实现绿色制造的关键是高能效绿色机床技术的发展。国家统计局2010年数据也表明，我国制造业能源消耗占能耗总量的60%，每年约产生55亿吨无害废物和7亿吨有害废物。“我国机床保有量超过800万台，2011年机床产量达85.99万台，均列世界第一，但是我国机床行业材料消耗大、能耗高、可靠性不高。”

　　据悉，根据欧盟“下一代生产系统”研究计划，绿色机床应具有如下特点：一是机床主要零部件由可再生材料制造；二是机床的重量和体积减少50%以上；三是通过减轻移动部件质量、降低空运转功率等措施使功率消耗减少30～40%；四是使用过程的各种废弃物减少50%～60%，保证基本没有污染的工作环境；五是报废机床的材料接近100%可回收。

　　齐齐哈尔二机床高级工程师王泽民认为，首先应该在设计环节推进绿色设计，例如推行虚拟设计，通过技术结构创新实施低碳设计，轻量化设计。“要完全达到这样的要求并非易事，但国内外的学术界和企业界正在努力。”曹华军也认为，机床轻量化，特别是运动部件轻量化设计和应用是提高机床能效的关键技术之一。据悉，轻量化技术主要从两个方面开展，一是采用重量更轻但能达到同样要求的材料，二是对机床部件进行结构优化来减少材料的使用。

　　“比如采用密度更小的塑料、铝合金在某些非承重部件中取代钢铁材料，尤其是在机床的外观件中，在满足要求的同时，更容易达到较好的外观效果。国外的一些机床，甚至使用了碳纤维作为结构件，大大地降低了整机重量。它预示了机床发展的一个方向。”沈阳机床的孔令友举例指出。孔令友强调，机床的绿色设计还有一个容易被忽视的方面，就是系统的可升级性，这方面包括软件和硬件。“在设计阶段，应当考虑使用多功能部件以及模块化的部件来组装产品，同类机床可以统一部件的接口。设计机床时，还应当预留功能扩展空间。具有良好的可升级性的产品，可以避免用户重新购入设备造成的资源浪费。”

　　曹华军呼吁，在制造时，机床行业应该更多地采用高能效电动机和变频技术。“一台电动机的能耗成本在其整个生命周期成本中占97%以上，因此高效的电动机产品可以在原有的基础上，通过电、磁、机械和通风的优化，切实降低电动机各方面的损耗，降低运行的成本和加快投资的回收。”例如常规的传动系统中，制动产生的能量经常以热能的形式被浪费掉，而通过技术创新的变频器具有再生能量回馈功能，可以把电动机的制动能量回馈到电网中，而不是在制动电阻中消耗，例如某品牌的变频器，通过实施智能再生能量回馈技术，可节约能源多达50%。

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