支持绿色设计的3D CAD 技术

国际金属加工网 2016年10月24日

随着国际制造业的复苏和世界制造中心向中国的转移,中国制造业在近几年内得到了快速发展,但是经济增长的背后同样带来了能源的大量消耗和环境污染的日益严重。在我们关注CPU运行速度越来越快、处理能力越来越强的时候,却很少有人注意上升的电源功率;当我们希望能够购买更加廉价的产品时,却很少有人关心它是否符合环保的标准……

按照《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中指出,我国要积极发展绿色制造,加快相关技术在材料与产品开发设计、加工制造、销售服务及回收利用等产品全生命周期中的应用,形成高效、节能、环保和可循环的新型制造工业,使我国制造业资源消耗、环境负荷水平进入国际先进行列。

随着环境问题的日益严重,绿色产品设计的思想日益受到重视。绿色设计是指在产品及其寿命周期全过程的设计中,要充分考虑对资源和环境的影响,在充分考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时,更要优化各种相关因素,使产品及其制造过程中对环境的总体负影响减到最小,使产品的各项指标符合绿色环保的要求。

绿色产品设计包括:绿色材料选择设计、绿色制造过程设计、产品可回收性设计、产品的可拆卸性设计、绿色包装设计、绿色物流设计、绿色服务设计和绿色回收利用设计等。在绿色设计中要从产品材料的选择、生产和加工流程的确定,产品包装材料的选定,直到运输等都要考虑资源的消耗和对环境的影响。以寻找和采用尽可能合理和优化的结构和方案,使得资源消耗和对环境的影响降到最低。

当然,绿色化离不开信息化手段的支撑,而设计则是绿色制造的源头。SolidWorks公司是 3D CAD 技术的供应商,为产品设计部门提供直观、高性能的软件,来帮助企业开发产品,并在软件中提供了很多支持绿色设计的工具,像设计的优化、分析、零部件重复使用等,可以为客户从产品的设计阶段开始,就为绿色制造打下基础提供支撑工具。

其实,企业要实现真正的绿色制造,要在产品的研发设计阶段就融入绿色的概念和思想,我们的客户在设计产品时不仅要考虑产品的原材料的选择、可循环使用,产品的模块化、利于拆卸组装回收,减少原材料的使用损耗,节能、降低功耗,用合格的替代材料,而且在设计过程中,还要充分考虑产品的回收再利用,提高资源利用率等多方面去考虑。所以,客户需要利用设计的智慧来弥补产品本身的不足,尝试新的思维方式来实现绿色设计。我们希望通过SolidWorks软件设计工艺的改变,帮助客户实现这些绿色的设计理念。

比如说,电子产品更新换代的速度越来越快,相应地,废旧电子产品的数量也会越来越多。如果不加以妥善处理,必然破坏人类共同的生存环境。所以,客户在使用SolidWorks软件做产品设计的阶段,就要充分考虑产品报废后的回收和再利用问题。而且要便于零部件的拆卸和分离,使可重复利用的零件和材料在所设计的产品中得到充分的重视,因为回收和再利用是回收设计的主要目标。

为了降低产品的装配和拆卸成本,SolidWorks软件可以帮助设计师实现在满足功能要求和使用要求的前提下,尽可能采用最简单的结构和外形,组成产品的零部件材料种类尽可能少。采用易于拆卸的连结方法,拆卸部位的紧固件数量尽量减少。利用 SolidWorks 3D CAD 和 COSMOSWorks分析软件开发出新的方法,从而帮助客户降低了产品的装配和拆卸成本,也减少了材料用量。

在当前激烈竞争的环境下,市场瞬息万变,我们的客户利用SolidWorks 3D的实体建模,使设计更直观。通过零件或者装配体把实际的3D模型得到有效地传达和保留,可以有效缩短产品的设计开发周期和分析周期、缩短制造周期同样是绿色制造的一方面。同时,利用SolidWorks软件的工艺和技术来减少原材料和能源的耗用量,对环境起到保护作用,也为绿色制造的发展铺平道路。

SolidWorks的这种绿色设计理念体现在不同的行业客户中。在汽车行业中,众所周知,绿色环保的汽车将是未来行业的发展方向。我们客户的设计产品Tango便是一款先进的绿色环保汽车。Commuter Cars 是 Tango 的制造商,所生产的汽车是世界上最快的都市汽车,具有无与伦比的特性,可以缓解交通和停车位紧张的压力,解决全球变暖问题。

Commuter Cars通过使用SolidWorks软件设计完善表现卓越、缓解交通的设计方案,因为在考虑汽车加速的同时,不能忽视与交通息息相关的一个重大问题:交通堵塞。经过 SolidWorks 3D CAD 软件的重新设计和改进,Tango 可以在同一车道内两部并驾齐驱,在看似不可能的车距内安全地切换车道,轻松愉快地穿梭于拥挤的街道中。由于车宽只有 39 in(1in=25.4mm),因此一个车位可以并排停靠四部。

还有作为“绿色”运动的先锋,使用 SolidWorks 3D CAD 软件设计的 BigBelly垃圾桶。这款垃圾桶是目前世界上惟一具有垃圾压缩功能的太阳能垃圾桶。BigBelly太阳能垃圾压缩系统一次“吞噬”就可压缩数加仑垃圾,可将公共垃圾回收所致排放物减少 80%。

BigBelly 太阳能垃圾桶高 127 cm,重约 136kg,可压缩和储存 5 倍于其体积的垃圾。该设备会以相当于 567kg的力量定期压缩垃圾直到其容量饱和为止。城镇街道和城市公园的传统垃圾桶每天需清理两次,而 BigBelly 太阳能垃圾桶每周仅需清理一次,垃圾车的出勤频率相应也会减少,既降低了垃圾车的燃料消耗量,也减少了运输途中碳化物的排放量。

在中国地区,我们同样通过帮助节能环保产品厂商设计产品,展示SolidWorks科技在环保领域里的价值和效率。在我们的客户中,有许多涉及环保、节能产品的客户,浙江菲达环保科技股份有限公司便是其中的一家。浙江菲达环保科技股份有限公司是全国最大的环保机械科研生产企业,也是中国大气环境治理行业的排头兵,主要从事电除尘、烟气净化、气力输送等环保产品的开发和生产等业务。为了进一步优化产品结构,加快产品更新,浙江菲达环保科技股份有限公司部署了SolidWorks软件应用于产品设计。SolidWorks软件帮助浙江菲达环保科技股份有限公司的设计团队更加出色地进行设计创新和产品验证。通过使用SolidWorks软件设计的静电除尘器等产品对净化空气和控制大气污染有显著的作用。

SolidWorks立足于用环保的理念和设计方法,帮助更个不同领域和行业的客户实现绿色设计,为设计师灌输环保设计的理念。当然,环保的创新的方法很多时候已经不是一个人的力量可以完成的了,而要依靠团队的智慧。SolidWorks的团队就像一个大熔炉,它能让员工的创意思维在不断互动、分享中融合,汇聚成大创意和大智慧,使环保的理念贯穿产品的全生命周期。有了团队智慧的支撑,我们才能在客户的“环保之旅”中扮演参与和辅助的角色。

作为企业社会公民,SolidWorks公司也不遗余力向公众推广我们的环保设计理念,并提供相应的技术、教育和支持。SolidWorks在全球发布了环保设计网站,并已于2008年6月5日世界环境日之际在中国地区发布该网站的中文版,网站能够让更多的人了解到SolidWorks公司在帮助中国及全球客户实现绿色设计的一些举措和具体应用案例。

绿色制造是全球的发展趋势,迫使越来越多的客户在生产产品时不仅要考虑产品的功能和价格,更要对产品使用的材料、加工的过程是否环保作出保证。这既是企业对社会的责任,也是一个国家和企业可持续发展的基础。


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