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21世纪的机械维修 中国工程院院士 徐滨士 环境、资源、人口是当今人类社会面临的三大主要问题。20世纪全球经济高速发展，与此同时，对自然资源的任意开发和对环境的无偿利用造成了全球的生态破坏。资源浪费和短缺、环境污染等重大问题。人类的生存环境面临日益增长的机电产品废弃物的压力，以及资源日益缺乏的问题。 1996年全球有2400万辆汽车报废， 2000年全球将有2 000万台计算机被淘汰。专家指出最有效地利用资源和最低限度地产生废弃物，是解决环境污染和资源浪费与短缺问题的治本之道。于是，一个全新的制造领域或产业——绿色再制造由此而生。 再制造的概念 再制造工程在设备的全寿命周期中的位置见附图，再制造是利用报废设备的零部件，以现代化的生产方式，采用高新表面工程技术及其他加工技术，使零部件恢复尺寸、形状和性能，形成再制造产品。再制造以优质、高效、节能、节材、环保为主要目标，从而使退役产品或部件对环境的负面影响最小、资源利用率最高。 设备全寿命周期包括设备论证设计、制造、使用、维修和报废五个环节，再制造是设备报废阶段的再生处理，其中维修是一种具有随机性、原位性的恢复性能生产方式。为了缩短在修时间，常以换件为主；即使对个别重要零件进行修复，但因批量小，所用的设备和技术都相对落后。报废设备中的各种零件总有一类虽有损伤，但通过再制造加工是完全可以恢复的，因而应使报废设备再循环和环保处理的零件尽量减少。再制造是一种具有专业性。互换性、规模化恢复性能的生产方式，要与新品件进行市场竞争，所以必须采用最先进的设备和技术，使其性能和价格都要优于新品件。维修和再制造虽然存在上述差别，但“尽量恢复设备的使用性能”却是它们共同的特性。可以认为，再制造就是在设备报废阶段的更彻底的维修，再制造也是高技术维修的产业化。 设备再制造虽然与传统的回收利用有类似的目标，但回收利用（如金属重新熔炼。塑料重新熔铸等）只是重新利用了它的原材料，往往需要消耗大量能源并污染环境，而且产生的是原材料。再制造产品是以原有成型零部件为基础，进行局部加工与改造，使其性能达到甚至超过原来的性能，因而是一种从报废零部件中获取高附加值的经济方法。 设备再制造与传统制造的重要区别之一，是加工的对象不同，传统制造是对新材料进行加工，而再制造是对经过使用已有缺陷的零件进行再加工。因此，再制造过程中的鉴定、加工。检测及质量控制等方面的技术难度增大，约束条件苛刻。 发展再制造工程的意义 1．再制造工程是先进制造技术的延伸和发展 先进制造技术，是指在制造业中不断采用机械、冶金、电子、信息、材料和现代管理等领域最新成就的一系列通用制造技术。 再制造工程的目标、手段。途径及效果符合先进制造技术的定义，因而是其重要组成部分。同时，再制造工程又丰富和发展了先进制造技术的内涵，它使设备全寿命管理的过程不是到设备报废就截止，而是扩展到设备报废后的再生利用。它使设备的设计必须考虑“再制造性”，即在新设备的设计时，就要为今后报废时的再制造注入“基因”，使其具备优异的再制造特性，为今后的再制造打下良好的基础；它使新设备的设计与制造可以更多地借鉴一爵制造过程中采用的新技术、新材料、新工艺，从而使新设备的质量大幅度提高。 2．再制造工程是落实可持续发展战略的重要措施 我国设备资产有数万亿，若其中 10％报废的设备能利用再制造技术形成产品，则能创造巨大的经济效益和社会效益。同时，再制造工程的最大优势是能够以表面工程和多种先进成型技术制造出优于本体材料性能的零部件，赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳和防辐射等性能。一个明显的再制造产品是坦克的行星框架，制造一个行星框架的毛坯质量为 71．3 kg，而零件质量只有19． 5 kg，价格为1200元，使用寿命为6000 km；再制造一个行星框架只需消耗铁基合金粉末0．25 kg，费用只有新品的 1／10，而使用寿命可延长一倍，达12000 km，节材率为 99．65％。由此可见，再制造工程是符合国家可持续发展战略的一项绿色系统工程。 3．再制造工程可以加快新设备的研制 再制造的零部件，不仅可以用在旧设备上，也可以用在新设备上。那种认为新设备中的零部件必须是新品的观念已经过时，已经不适应环保时代的要求。在新设备研制时，尽可能地采用再制造的零部件可以缩短研制周期，加速产品更新换代，同时可以降低研制和全寿命周期的费用。 我国生产的直一九型直升飞机，从由法国引进技术到国产化批量生产总共用了14年时间。美国先进的F－16战斗机研制期仅用了3年时问，其中一个重要奥秘是它使用了再制造的零部件。再制造产品在新机型上的应用，使飞机制造商争取了时间，占据了市场，赢得了订单。 # |" X1 z x/ @4 l& L: D- C1 } O
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发表于 2010-12-8 22:02:26
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