現代綠色制造與3D打印制造淺述(4)
綠色包裝和處理技術
綠色包裝是指采用對環境和人體無污染，可回收重用或可再生的包裝材料及其制品的包裝。首先必須盡可能簡化產品包裝，避免過度包裝;使包裝可以多次重復使用或便于回收，且不會產生二次污染。如在摩托羅拉的標準包裝盒項目方面，其做法是縮小包裝盒尺寸，提高包裝盒利用率，并采用再生紙漿內包裝取代原木漿，進而提高經濟效益。在傳統的觀念中，產品壽命結束后，就再也沒有使用價值了。在綠色制造中，通過綠色處理技術，如果將廢棄的產品中有用的部分再合理地利用起來，既能節約資源，又可有效的保護環境，這也正是有些文獻中所提到的綠色產品的可回收性及可拆卸性設計問題。如此一來，整個制造過程也會形成一個閉環的系統，最能有效減輕對環境的危害，這也正是與傳統制造過程開環特性最不同的一點。
綠色制造全球化
綠色制造的全球化特征體現在許多方面，例如：(1)制造業對環境的影響往往是超越空間的，人類需要團結起來，保護我們共同擁有的唯一的地球。(2)ISO14000系列標準的陸續出臺為綠色制造的全球化研究和應用奠定了很好的基礎，但一些標準尚需進一步完善，許多標準還有待于研究和制定。(3)隨著近年來全球化市場的形成，綠色產品的市場競爭將是全球化的。(4)近年來許多國家要求進口產品要進行綠色性認定，要有“綠色標志”。特別是有些國家以保護本國環境為由，制定了極為苛刻的產品環境指標來限制國際產品進入本國市場，即設置“綠色貿易壁壘”。綠色制造將為我國企業提高產品綠色性提供技術手段，從而為我國企業消除國際貿易壁壘進入國際市場提供有力的支撐。這也從另外一個角度說明了全球化的特點。綠色制造的研究和實施需要全社會的共同努力和參與，以建立綠色制造所必需的社會支撐系統。無論是綠色制造涉及的立法和行政規定以及需要制定的經濟政策，還是綠色制造所需要建立的企業、產品、用戶三者之間新型的集成關系，均是十分復雜的問題，其中又包含大量的相關技術問題，均有待于深入研究，以形成綠色制造所需要的社會支撐系統。這些也是綠色制造今后研究內容的重要組成部分。
總之，AMT創新應關注下一代智能制造單元與設備; 適用于快速而有效地設計新產品、工藝、設備及企業集成化設計工具; 確保企業能廣泛了解和應用先進制造技術而進行的基礎設施建設。
在綠色制造方面，無鉛化首當其沖，但迄今尚未找到理想的解決方案;“無鹵”又掀起波瀾。綠色化是人類文明進步的標志，也是人類科學發展之路的必然歸宿。
二、超時代的3D打印制造技術
3D打印制造是制造模式的一次“革命”。3D打印作為一種新的加工工藝，將改變第二次工業革命產生的以裝配生產線為代表的大規模生產方式，使產品生產向個性化、定制化轉變，實現生產方式的根本變革。3D打印機的推廣應用將減少產品推向市場的時間，產品用戶只要簡單下載設計圖在數小時內通過3D打印將產品“打印”出來，從而不需要大規模生產線，不需要庫存大量的零部件，不需要大量的工人。
1 3D打印技術
3D打印機誕生于20世紀80年代中期，是由美國科學家最早發明的。3D打印機是指利用3D打印技術生產出真實三維物體的一種設備，其基本原理是利用特殊的耗材(膠水、樹脂或粉末等)按照由電腦預先設計好的三維立體模型，通過黏結劑的沉積將每層粉末黏結成型，最終打印出3D實體。3D打印過程可分為兩步，首先在需要成型的區域噴灑特殊的膠水，然后均勻噴灑粉末，粉末遇到膠水會迅速固化黏結，沒有膠水的區域仍保持松散狀態，重復這一過程直到實體模型被“打印”成型。由于其分層加工的過程與噴墨打印機十分相似，所以被稱為“打印技術”。3D打印技術是實現加式制造的一種方式。加式制造的主要特征就是利用逐層增加材料的方式生產各種產品，無須模具，因此也被稱為無形制造技術(Freeform Fabrication，簡稱FF或FFF)。現代加式制造技術直接起步于1968年Swainson的專利、1972年Ciraud的專利和1979年Housholder的專利，分別開創了激光三維聚合成型、直接粉末沉積和粉末激光燒結等加式制造技術。一般認為，1972年德國人Ciraud提出的利用激光能量光束進行粉末沉積，實現分層疊加成型的技術，是世界上第一個成功的現代加式制造過程。從上世紀80年代起，各種各樣的加式制造技術大量出現，并在許多領域里進行了創造性的應用，形成今天的加式制造，特別是3D打印技術的新局面。
2 3D打印技術的未來
未來5-10年，隨著技術的不斷進步及市場需求的擴大，3D打印機將呈現三個方面的發展趨勢：一是3D打印速度和效率將不斷提升。隨著開拓并行、多材料制造工藝方法的采用，打印速度和效率有望獲得更大提升;二是3D打印材料更加多樣化。隨著先進材料的不斷發展，智能材料、納米材料、新型聚合材料、合成生物材料等將成為3D打印材料;三是3D打印機價格大幅下降。一些較小規模的3D打印機制造商已經開始推出一萬美元以下的3D打印機。隨著技術進步及推廣應用，3D打印機的價格有望大幅下降。四是3D打印機應用領域更加廣泛。3D打印機誕生后，早期主要用于航空航天、機械、醫療、建筑等行業的模型制作。隨著其進一步走向成熟，3D打印機已開始用來制造汽車、飛機等高科技含量零部件、皮膚、骨骼等活體組織。專家預計，在不久的將來，從鞋、眼鏡到廚房用具、汽車等各種產品都可以用3D打印機生產出來。3D打印技術是一種新興的高科技技術，綜合應用了CAD/CAM技術、激光技術、光化學以及材料科學等諸多方面的技術和知識，3D打印技術的不斷成熟將推動包括新材料技術、智能制造技術和堆積制造技術實現大的飛躍。
先進制造技術是面向全球競爭的，目前每一國家都處于全球化市場中。一個國家的先進制造技術是支持該國制造業在全球范圍市場的競爭力。因此，先進制造技術的主體應具有世界水平。但是，每個國家的國情也將影響到從現有的制造技術水平向先進制造技術的過渡戰略和措施。我國正在以前所未有的速度進入全球化的國際市場，開發和應用適合國情的先進制造技術和3D打印制造勢在必行。
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