隨著環境保護的法制化，規范化以及世界貿易中綠色貿易壁壘對產品出口的限制，世界各國的制造企業幾乎都在用壽命周期分析法（LCA）評估自己的產品，對產品在壽命周期內的資源、能源消耗及廢棄物的環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展趨勢。 　　1 清潔制造的內涵 　　清潔化生產的基本思想是在較長的工業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中的清潔制造過程（以下簡稱清潔制造）還沒有一個統一的認識。筆者認為清潔制造就是在將原材料轉化為成品的生產過程中，通過采用各種先進的技術和管理手段，融入“全面預防污染”的思想，使企業生產實現經濟與環境同步協調、持續發展目的的過程。即在產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，對環境的污染最小，最終能經濟地生產出綠色產品。可以說，清潔制造能為企業提高市場競爭能力，實現企業的可持續發展戰略提供強有力的技術手段，它是產品清潔化生產壽命周期中必不可少的重要環節之一。 　　由此可知，清潔制造在傳統的制造概念基礎上，全面考慮了環境因素，在產品的生產過程中增加了四個環境方面的屬性、節省資源的屬性、節省能源的屬性、環境保護的屬性、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程的基礎。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經濟意義。 　　面向清潔制造的毛坯選擇原則 　　在傳統工藝設計中，選擇毛坯主要考慮經濟性問題，很少顧及毛坯生產對環境的影響。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濟性，還要考慮它們對環境的影響，對資源、能源的消耗狀況以及對社會生產可持續性的影響。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，相應地毛坯制造設備的投資費用增加。反之，若毛坯制造精度低，毛坯制造設備的投資費用少，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。但在工藝設計時應遵從“經濟合理性”原則，綜合考慮毛坯制造和以此為基礎的機械加工費用來確定，以最終達到最佳的經濟效益為目的。 下圖所示為零件綜合生產成本、毛坯制造成本、機械加工成本三者的關系曲線。圖中X0即是毛坯制造精度和零件綜合生產成本的最佳組合點，此點的零件綜合生產成本最低。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。 在既定生產綱領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、質量、生產率等方面的要求。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，一是節省原材料消耗，二是充分利用現有設備資源。 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，節省能源，盡量減少能量的消耗，使生產中的能源消耗達到最小。 環境保護原則 面向清潔制造的毛坯選擇，注重毛坯制造過程中的環境保護。人們對環境問題的態度已從過去的生產過程的“末端治理”，發展到“全面預防污染”的源削減階段。在毛坯生產過程中，無論在毛坯工藝設計、毛坯制造設備選擇還是在毛坯生產過程管理上，都應盡力采取措施避免產生環境污染，“零污染”是清潔制造追求的最終目標。在生產中盡力采用清潔的新材料、新工藝、新方法，如在鍛造生產中采用非石墨型潤滑材料，在砂型鑄造中采用非煤粉型砂，可有效地避免產生污染。又如，在鑄造生產中，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：一是經濟性原則；二是功能適應性原則；三是環境協調性原則。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 面向清潔化生產的毛坯發展趨勢 　　隨著資源保護和環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 結束語 　　環境問題已成為國際社會關注的焦點，保護環境已成為人們的共識。生產綠色產品的清潔制造過程將成為未來工業制造過程的規范。目前，我國綠色產品的發展與世界發達國家相比，無論是在范圍上還是在數量上都有很大的差距，尚處于初期階段。要趕上世界發達國家水平，還要付出巨大努力。我國至今仍然沿用著粗放型經營的傳統工業模式，能耗高、效益低、環境污染嚴重。因此從理論和方法上開展系統的清潔化生產研究，促進我國綠色產品的迅速發展，適應國際市場的研究，迎接未來挑戰，已是我國產業發展的當務之急。 轉自：中工機床網