雖然我們在生活中很難直接看到模具的身影,但其實(shí)我們所用的很多東西都是用模具制造的。而傳統(tǒng)的塑料模具設(shè)計(jì)一般只考慮到產(chǎn)品的基本屬性,對環(huán)保資源等方面就很少涉及,而這不符合可持續(xù)發(fā)展理念,因此綠色塑料模具設(shè)計(jì)理念被提出來。
中國模具在線網(wǎng)的專家介紹,綠色塑料模具設(shè)計(jì)理念目標(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**。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)境的破壞最小。
1傳統(tǒng)塑料模具設(shè)計(jì)與綠色塑料模具設(shè)計(jì)
傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)只考慮能夠設(shè)計(jì)制造出合格的模具。并不會(huì)過多地考慮材料是否對環(huán)境有影響。生產(chǎn)出的模具使用后能否再加工重新利用等。而在模具的綠色設(shè)計(jì)中從頭至尾都考慮了對環(huán)境的影響,同時(shí)也考慮了模具的回收再利用。
2材料的選擇
模具材料的綠色程度對最終產(chǎn)品的綠色性能有著極為重要的影響。綠色設(shè)計(jì)的材料選擇必須建立在綠色材料的基礎(chǔ)上.摒棄過去對材料進(jìn)行表面處理所采用的化學(xué)方法.代之以物理的方法以達(dá)到防腐或易于脫模的目的。選擇優(yōu)質(zhì)鏡面模具鋼加工模具型腔;用不銹鋼材料來加工防腐的模具以替代電鍍;或用對環(huán)境的危害小和鎳磷鍍替代電鍍鉻。
綠色材料應(yīng)具備的基本性能有:①低污染、低耗能、低成本:②易加工和加工過程中無污染或少污染:③可降解,可重復(fù)使用。
3設(shè)計(jì)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化
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。
(1)采用和購買標(biāo)準(zhǔn)模架及其它標(biāo)準(zhǔn)件。模架及標(biāo)準(zhǔn)件由專門的廠家、企業(yè)通過社會(huì)化分工進(jìn)行生產(chǎn),使有限的資源得到優(yōu)化配置。模具通常在報(bào)廢之后只是凸凹模不能再用.但是模架還基本完好無損.因此使用標(biāo)準(zhǔn)模架有助于模架的再利用。沖壓模和注塑模的模架都有很多種類,而這些模架也基本是由標(biāo)準(zhǔn)的上下模座。導(dǎo)柱。導(dǎo)套等部件組成。同時(shí).模架的標(biāo)準(zhǔn)化可以使生產(chǎn)模架所使用的設(shè)備大大減少,從而節(jié)約資源。也利于管理。
(2)模具各結(jié)構(gòu)單元的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。這樣可加快設(shè)計(jì)速度,縮短設(shè)計(jì)周期,方便加工管理。
4可拆卸性設(shè)計(jì)
模具在使用過程當(dāng)中,部分零部件由于承受過大的摩擦與沖擊,磨損較大。這時(shí)。只需更換這部分零部件模具仍可使用。另外。有時(shí)只要更換工作零件,即可實(shí)現(xiàn)一種新產(chǎn)品的生產(chǎn)。不可拆卸不僅造成大量可重復(fù)零部件材料的浪費(fèi)。而且因廢棄物不好處置.還會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。因而在設(shè)計(jì)初期就要考慮到拆卸的問題:①盡可能選擇通用結(jié)構(gòu),以便更換。②在滿足強(qiáng)度要求的前提下。盡量采用可拆卸聯(lián)接。如用螺紋聯(lián)接,不用焊接、鉚接等。
5 CAD,CAPP,CAM,CAE應(yīng)用
CAD,CAPP/CAM是模具設(shè)計(jì)走向全盤自動(dòng)化的重大措施。采用CAD/CAPP/CAM技術(shù),可實(shí)現(xiàn)少圖紙或無圖紙加工和管理,節(jié)約了資源,可縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期。可提高模具研制的成功率及模具質(zhì)量。當(dāng)今CAE技術(shù)已被廣泛使用。首先可以應(yīng)用CAD技術(shù)設(shè)計(jì)出產(chǎn)品的大體結(jié)構(gòu).標(biāo)出其基本尺寸,然后用CAE技術(shù)對產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、可行性分析及工藝分析。現(xiàn)在的CAD三維軟件(如Pro/E、SolidWorks、UG等)基本都集成了CAE技術(shù),可以模擬材料的流動(dòng)情況及分析其強(qiáng)度、剛度、抗沖擊實(shí)驗(yàn)?zāi)M等。使用CAD/CAE為實(shí)現(xiàn)并行工程提供了基本平臺(tái),因此提高了模具的設(shè)計(jì)效率,縮短了整個(gè)設(shè)計(jì)周期。實(shí)現(xiàn)了綠色的產(chǎn)品分析。
6制造環(huán)境設(shè)計(jì)
機(jī)械生產(chǎn)車間,尤其是沖壓車間的噪音和污染非常嚴(yán)重。對工作人員的身體健康造成非常大的威脅,也干擾了周邊的安寧,所以,在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的時(shí)候要對產(chǎn)生的噪音加以控制。甚至**。通常**機(jī)器噪音的方法有以下幾種方法:用V帶代替齒輪傳動(dòng);以摩擦離合器代替剛性離合器;做好飛輪等回轉(zhuǎn)體的動(dòng)平衡:在壓力機(jī)產(chǎn)生噪音的主要部位加蓋隔音罩:采用有減震器的無沖擊模架等。
7包裝方案設(shè)計(jì)
包裝方案的設(shè)計(jì)主要包括三方面:包裝材料的選用、包裝結(jié)構(gòu)的改進(jìn)以及包裝材料及其廢棄物的回收利用。包裝材料的使用和廢棄物對環(huán)境產(chǎn)生了巨大的影響.尤其是一些難以回收或難降,解的材料,這些材料只能焚燒或掩埋。因此,產(chǎn)品的包裝應(yīng)盡量從簡及使用綠色包裝材料(**、無公害、易回收、易降解的材料),這樣既可以減少資源的浪費(fèi),又可以減少對環(huán)境的污染。
8回收處理設(shè)計(jì)
模具回收處理就是在模具的設(shè)計(jì)階段就考慮模具使用后回收利用的可能性及回收處理的方法及費(fèi)用;厥招栽O(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括可回收材料及標(biāo)志、回收處理方法、回收性的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)估和回收性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其主要措施如下;①使用對環(huán)境影響較小的模具材料,如**無害的材料、可再生材料、易回收的材料等;②使用可重新利用的材料;③對使用過的模具零部件進(jìn)行翻新、再加工等。
綠色塑料模具設(shè)計(jì)理念的提出,將大大加快模具行業(yè)的迅速發(fā)展,也是模具發(fā)展的必然趨勢,從而真正實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)與制造的高質(zhì)量、低成本、**率、低污染的目標(biāo),能夠進(jìn)一步提升我國的模具行業(yè)的整體水平。
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