模具是制造業(yè)中使用量大、影響面廣的工具產品,是工業(yè)生產當中的基礎工藝裝備。它的生產技術水平的高低,已成為衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志?!熬G色模具”不僅僅指在使用時對環(huán)境的影響小,還應是從制造到報廢的整個生命周期內對環(huán)境的破壞是最小的。因此,模具的綠色制造設計要求設計者在構思階段就要優(yōu)先考慮模具產品的環(huán)境屬性(模具的可拆卸性,可再次回收性等等),然后再考慮原有應該考慮的模具產品應用的基本屬性。總的來說,模具綠色制造的整個生命周期包括綠色設計,綠色制造,綠色包裝、綠色維護和綠色回收、再處理等階段。
1 模具的綠色設計
模具綠色設計對模具綠色制造有著非常重要的地位,這一步解決的好壞直接影響到最終利用模具加工產品的綠色生產問題。
1.1 模具材料的選擇
綠色模具材料應是低能耗、低成本的材料,尤其是少污染的材料。是易加工和加工過程中無污染或少污染的材料,是易回收處理、可重復多次使用或可降解的材料。比如,可選擇優(yōu)質鏡面模具鋼加工型腔,輔之以良好的拋光手段,直接用不銹鋼材料來加工防腐的模具,以替代表面處理的方式。另外除在材料上選用不銹鋼來避免使用電鍍外,也可采用鎳磷鍍替代電鍍鉻,因為鎳磷鍍在對氯化氫氣體的防腐上要優(yōu)于電鍍鉻,且前者對環(huán)境的危害也要小于后者。
1.2 延長壽命的模具設計
延長產品壽命是綠色制造的主要手段之一。對于沖壓模具,如沖壓聞隙值的合理選取,盡量壓縮凸模工作部分長度,采用彈性卸料板,改進凸(凹)模的結構如采用一模多形、一形兩用和拼裝式模具來提高模具的利用率。對于注塑模具,如采用隨形冷卻水道可提高注塑精度和模具使用壽命;將模具型芯由整體結構改為鑲拼式結構,可解決模具的變形問題,提高模具壽命。
1.3 模具的可拆卸性設計
模具可拆卸性對于模具綠色制造來說是很重要的。當模具在使用過程中部分零部件由于承受過大的摩擦與沖擊磨損較大時,只需更換這部分零部件模具仍可使用。因而在設計初期就要考慮模具結構易于拆卸,維護方便,這樣就便于在后續(xù)回收處理中再利用。因此,在模具設計時應盡可能選擇通用結構,以便更換;在滿足強度要求的前提下,盡量采用可拆卸聯(lián)接(如螺紋聯(lián)接),不用焊接、鉚接、膠接等;不用或少用過盈配合;采用組合模架。
1.4 模具設計的標準化、規(guī)范化、系列化
無論是鍛造,沖壓模還是塑料模,都有必要向標準化、規(guī)范化、系列化方向發(fā)展,模具標準化是組織模具專業(yè)化生產的前提,而模具的專業(yè)化生產是提高模具質量、縮短模具制造周期、降低成本的關鍵。模具設計向標準化、規(guī)范化、系列化方向發(fā)展,便于采用和購買模許多規(guī)格的標準模架及其它標準件,而這些模架及標準件又可由專門的廠家、企業(yè)通過社會化分工進行生產,從而使有限的資源得到優(yōu)化配置。