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绿色设计在机械包装设计的应用

摘要:随着科学技术的日新月异,新技术和新工艺不断被工业生产所采用,加快了工业生产的发展。在大力倡导节能、绿色、环保的今天,绿色设计在包装机械设计中被广泛采用,因此,在食品、日用品的包装设计中应当大力提倡采用绿色设计。绿色设计是指在设计产品时,必须考虑产品的环境属性(可拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用性等),并将其作为设计的目标,在满足环保的同时,保证产品应有的性能、质量和使用寿命的设计。包装机械是工业生产中常用的机械设备,对其进行绿色包装设计,是时代发展的必然趋势。文章就绿色设计在包装机械设计中的应用进行了阐述,希望对工业生产的发展提供有益的借鉴。

关键词:绿色设计;绿色机械设计;包装设

包装工业生产中最主要的设备是包装机械,随着新技术在包装机械行业的广泛应用,设计技术不断地推陈出新,在消耗资源进行生产的同时,废弃物也在不断增加,加剧了环境的污染,所以,在包装机械设计中采用绿色设计势在必行。

1绿色设计总述

1.1绿色设计的概念。绿色设计是指在设计产品时,首先要考虑产品的环境属性(可拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用性等),并且满足环保的合格性指标,同时要保证产品应有的功能、使用寿命、质量等的设计。绿色设计与传统设计的根本区别:绿色设计在产品的设计初期就把降低能耗、易于拆卸、再生利用和环境生态保护等因素,与保证产品的性能、质量、寿命、成本等作为主要的设计目标。设计时就要考虑产品的生产、使用到报废的全过程不污染环境,而不是等到产生了污染之后再去处理。1.2绿色设计在包装机械发展中的重要性。包装机械就是能够包装产品的机器。使用包装机械不仅能提高生产率,实现大规模的生产,而且还能够减少对环境的污染。常见的包装机械有充填机、封口机、复卷机、模切机等。随着新技术在包装行业中的不断应用,新产品不断被开发,同时也产生了大量的废弃物,从而加重了环境负担。因此,绿色设计在包装机械设计中的应用大势所趋。1.3绿色设计的发展方向。包装机械更新的主要特征就是:智能化、绿色化。智能化是指包装机械的操作过程可以由计算机控制,并且安全可靠性。绿色化是指包装机械的机械设计、制造、生产、回收等各个环节都没有或者很少对环境造成污染。绿色设计在包装机械行业中的发展重点是节约能源,减少对环境的危害,采用绿色材料。

2绿色设计的基本要求

2.1采用先进技术。采用先进技术是绿色设计的基础,从技术上保证产品的安全性、可靠性、经济性,保证产品在设计、加工、使用全过程中与环境的协调性。2.2进行技术创新。绿色设计的灵魂是技术创新。绿色设计作为一门新兴的设计技术,要面对许多新问题,因此绿色包装设计必然要进行大量的技术创新。2.3保持与环境协调。绿色设计的根本是做到环境协调。绿色设计所设计的产品必须具有节能降耗、保护环境和人体健康的特性。2.4资源利用最佳。绿色设计要保证资源的合理选用,选择产品材料时避免选用稀缺资源,并要尽可能保证资源在产品的全生命周期中得到最大限度的利用,即使是不能回收再生重用的废弃物也能够自然降解,或安全、便捷的最终处理。2.5能量消耗最低。绿色设计力求使产品在其生产、制造、使用等全生命周期中,能量消耗最少,避免能源浪费。2.6环境污染最小。绿色设计尽量将产品在其全生命周期中对环境的污染降低到最小,零污染是绿色设计追求的目标。2.7安全宜人。绿色设计要考虑产品的生产者和使用者的安全,使设计的产品安全可靠、易于操作和使用。2.8综合效益最佳。绿色设计要考虑产品的综合效益,即成本最低,经济效益、生态效益和社会效益最大。

3绿色设计的关键技术

3.1结构设计。目前,包装产品已经向精致化和多功能化发展,因此,柔性化、多元化的包装机械更能适应市场需求。所以,绿色包装机械的结构设计除了要具有产品包装要求的基本功能外,还必须具备易于拆卸与回收处理的特点。即不断完善包装机械的结构设计,尽可能减少零件数量和种类,采用多功能的零件;使得设备小型化,提高材料的利用率。3.2材料设计。选取材料时,要严格控制产品生产的每一个环节产生的废弃物,力争做到对环境的污染最少。在选用材料的过程中力争做到以下几点。(1)尽量减少材料的种类。产品所用材料种类越多,不仅会使产品结构复杂化、增加产品制造的难度和制造过程中对环境的负面影响,而且也会给产品报废后的回收处理带来麻烦,因此减少所用材料的种类是十分必要的。(2)减少在加工过程对环境产生负面作用的材料。例如,难以加工的材料会消耗较多能量,并且产生的切削、粉尘会造成环境的污染,危害人们的健康。(3)尽量选用可回收的材料。选用可回收的材料可以降低资源的消耗,同时还能减少原材料加工过程中产生的废弃物。许多材料如塑料、铝等均可以回收利用,它们在回收后的性能基本保持不变或者变化很小。如果回收的材料性能不能满足使用要求,还可以在其中加入一定比例的相关元素以改善其性能。例如,美国设计师利用再生材料制成的双层波纹板代替木板制成包装的托架,与木材相比,同强度的托架,重量减少了四分之三,这样不仅节约了运输成本,而且节约了木材资源,更重要的是其本身还能被再处理循环利用。(4)选用废弃后能自然分解并能被自然界吸收的材料。废弃产品得不到及时、有效的处理会严重污染环境。国外已经开始采用废弃后在光合作用或生化作用下能自然分解的塑料制造包装材料。这种塑料在使用后的一定时间内即可分解或溶解在土壤中被微生物吸收,从而起到净化环境的作用。所以这种塑料可用于加工垃圾袋、包装袋等。(5)尽可能选用无毒、无害的材料。使用有毒、有害材料既会造成环境的污染,又会危害人们的健康,所以尽量避免使用有毒、有害材料。如果在产品的设计中无法避免地要采用有毒、有害的材料时,则必须对有毒、有害的材料进行明确的标注,且把有毒、有害的材料要设计在方便拆卸的地方,以便回收和处理。3.3制造工艺设计。包装机械的制造工艺设计包括以下内容:(1)采用新的加工方法,改进设计方案,选择最佳工艺参数,降低原材料的消耗,使产生的废弃物最少。(2)选择合理的制造工艺,提高产品的合格率,节约能源。(3)在生产过程中尽量选用对环境无污染、不造成公害的材料。

4绿色设计的设计方法

4.1模块化设计。模块化设计是绿色设计中最常用的方法之一,是指设计出一些功能不同、或性能不同、或规格不同的产品模块,通过模块的选择组合成不同的产品,以适应多变的市场需要。4.2可拆卸性设计。可拆卸性是维护、回收和再生利用机械设备的重要保证。具备良好的可拆卸性,才能实现材料的回收和零部件的再利用,达到节约成本、减少污染、保护环境的目标。所以,必须重视可拆卸性设计。因此,设计人员必须深入市场进行调研,获取包装机械在拆卸过程中的改进意见,为可拆卸性设计的持续发展准备好相关资料。4.3可回收性设计。为了更大程度地回收利用废弃产品,提高废弃品的再生和利用率,人们提出了回收设计的概念。回收设计是指在进行产品设计的时候,就要考虑到产品的零部件及废弃物回收的方法、处理的工艺以及与回收有关的问题,保证零部件及材料充分、有效的合理利用,并在回收过程中尽量减少对环境污染的一种设计思想和方法。据有关研究表明,零部件的重复利用可以使产品的最终成本平均下降30%,产品可回收性设计应考虑以下几点:(1)尽量采用系列化、模块化的产品设计。在不同系列的产品中尽可能采用常用件和标准件,便于回收。(2)尽量选用性能和规格相同的零部件或经过简单的加工处理后还能使用的零部件。例如,汽车上的减速器、油泵、轴承等零件都可经过回收再利用。(3)结构紧凑。在满足使用性能的条件下,设计得越紧凑越好。(4)尽量减少材料种类。降低产品的购买价格,并且便于回收和分类。(5)选择绿色材料。在满足使用性能的前提下,尽量选用可循环再利用材料,使全社会形成一个资源利用良性循环。

5结束语

绿色设计在我国的工业发展中具有非常重要的作用。绿色设计的最终目的就是保护环境和节约资源,保护环境是核心,节约资源与保护环境是密切相关的,因为节约资源可减少废弃物,杜绝目前工业生产对环境造成的污染。大力提倡采用绿色设计,将绿色设计渗透到包装机械的设计中,在提高生产效率的同时,减少对环境产生的污染,使企业获得经济与生态效益,为我国包装业的发展提供有利的条件。

作者:张丽霞 单位:甘肃畜牧工程职业技术学院

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