本書是“綠色制造叢書”的重要組成部分，由國家出版基金資助完成。
本書針對綠色制造工藝與裝備中的部分理論方法、工藝技術(shù)、系統(tǒng)裝備以及典型綠色制造案例進行了總結(jié)梳理，分析了綠色制造工藝與裝備的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀以及未來發(fā)展趨勢，旨在推動制造業(yè)可持續(xù)制造與高質(zhì)量發(fā)展，為更好、完整、準確、全面地貫徹新發(fā)展理念，做好碳達峰、碳中和工作貢獻力量。全書共5章，分別為綠色制造工藝與裝備發(fā)展、綠色鑄造工藝與裝備、綠色塑性成形制造工藝與裝備、綠色焊接工藝與裝備、綠色切削加工工藝與裝備。
本書可作為綠色制造相關(guān)管理決策人員、生產(chǎn)技術(shù)人員、科學研究人員以及高等院校相關(guān)專業(yè)師生的參考用書。
生態(tài)環(huán)境是人類生存和發(fā)展的根基。為更好地實現(xiàn)人與自然的和諧共生，需要高質(zhì)量構(gòu)建人與自然的生命共同體。世界各國高度關(guān)注制造業(yè)綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展。國家主席習近平在2020年9月22日第75屆聯(lián)合國大會一般性辯論上宣布，中國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。《中共中央 國務院關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》提出了我國實現(xiàn)碳達峰碳中和的任務目標、時間節(jié)點和政策路線。
近年來，工業(yè)和信息化部、科學技術(shù)部等部委實施了綠色制造相關(guān)專項項目，開展綠色制造相關(guān)技術(shù)與裝備創(chuàng)新研究，推動傳統(tǒng)制造工藝綠色化提升，建立綠色制造車間、綠色工廠和綠色制造園區(qū)，有效地推動了我國制造業(yè)的綠色低碳發(fā)展。機械工業(yè)是制造業(yè)的重要基礎，機械工業(yè)綠色低碳發(fā)展水平直接影響制造業(yè)的綠色化水平。要實現(xiàn)機械工業(yè)綠色化發(fā)展，就需要創(chuàng)新發(fā)展綠色制造材料、綠色制造工藝、綠色制造系統(tǒng)裝備，需要建設綠色制造生產(chǎn)線、車間及工廠進行應用示范與應用推廣。為更好地推動從綠色低碳發(fā)展理念到綠色低碳發(fā)展行動，面向機械工業(yè)推動綠色制造中的材料、工藝、裝備等創(chuàng)新研究及成果推廣應用，本書總結(jié)了近年來綠色制造工藝與裝備方面的部分科研成果以及國內(nèi)外相關(guān)大學、科研機構(gòu)、企業(yè)、行業(yè)協(xié)會學會開展的相關(guān)科學研究、發(fā)展規(guī)劃和應用案例等，分析了綠色制造工藝與裝備發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，以便讀者借鑒學習與參考，為推動我國制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、生態(tài)文明建設，推動全球綠色低碳發(fā)展和共建人類命運共同體貢獻智慧與力量。
本書由單忠德、劉豐、孫啟利編著。在本書編著過程中，劉陽、劉麗敏、楊浩秦、董曉傳、孫福臻、郭訓忠、程誠、廖萬能、何祝斌、龍偉民、任永新、司曉慶、曹華軍、王禹林、袁松梅、何寧、梁忠偉、吳進軍、戰(zhàn)麗、張泉達等提供了部分資料，并做了許多工作，在此表示衷心感謝，同時也向本書中所引參考文獻的作者致以誠摯的謝意。此外，本書收錄了相關(guān)協(xié)會有關(guān)綠色制造方面的規(guī)劃內(nèi)容，在此感謝中國機械工業(yè)聯(lián)合會、中國機械制造工藝協(xié)會、中國鑄造協(xié)會、中國鍛壓協(xié)會對本書的支持。感謝國家出版基金項目的資助。
本書介紹的綠色制造工藝與裝備發(fā)展情況，僅是冰山一角，加之作者水平有限，未能系統(tǒng)梳理大量綠色制造工藝與裝備研究成果，書中難免有不妥之處，甚至引用標注不到位的地方，敬請廣大讀者批評指正，共同為建設人與自然的生命共同體多做奉獻和貢獻。
作 者
2022年4月16日
單忠德
1970年1月生，山東高密人，工學博士，研究員，博士生導師，中國工程院院士�，F(xiàn)任南京航空航天大學校長、黨委副書記，主要從事數(shù)字化綠色制造技術(shù)與裝備、智能化機械裝備與先進成形制造技術(shù)研究。
叢書序一
叢書序二
叢書序三
前 言
第1章 綠色制造工藝與裝備發(fā)展1
1.1 綠色制造的內(nèi)涵及特征3
1.1.1 綠色制造的內(nèi)涵3
1.1.2 綠色制造的特征4
1.2 綠色制造工藝與裝備的發(fā)展研究現(xiàn)狀5
1.2.1 綠色制造工藝與裝備提高能源資源利用率7
1.2.2 綠色制造工藝與裝備減少資源消耗和污染排放10
1.2.3 綠色制造工藝與裝備推進資源能源循環(huán)利用13
1.3 綠色制造工藝與裝備的發(fā)展趨勢及發(fā)展建議18
參考文獻21
第2章 綠色鑄造工藝與裝備25
2.1 綠色鑄造工藝與裝備的總體發(fā)展情況26
2.2 綠色鑄造材料28
2.3 數(shù)字化冷凍鑄造成形技術(shù)30
2.4 數(shù)字化砂型增材制造技術(shù)36
2.4.1 基于選區(qū)激光燒結(jié)的砂型增材制造技術(shù)36
2.4.2 基于微滴噴射的砂型增材制造技術(shù)38
2.5 無模鑄造復合成形工藝與裝備42
2.5.1 無模鑄造復合成形工藝43
2.5.2 多材質(zhì)復合鑄型工藝44
2.5.3 數(shù)字化無模鑄造復合成形裝備46
2.5.4 無模鑄造復合成形典型案例48
2.6 數(shù)字化綠色鑄造系統(tǒng)與裝備54
2.7 綠色鑄造工藝與裝備的發(fā)展趨勢62
參考文獻65
第3章 綠色塑性成形制造工藝與裝備67
3.1 綠色塑性成形制造工藝與裝備的新發(fā)展68
3.2 金屬板材熱沖壓成形技術(shù)與裝備70
3.2.1 超高強鋼熱沖壓成形技術(shù)與裝備70
3.2.2 鋁合金熱沖壓成形技術(shù)與裝備78
3.3 金屬板材柔性成形技術(shù)與裝備82
3.3.1 金屬板材充液成形技術(shù)與裝備82
3.3.2 復雜曲面構(gòu)件漸進成形技術(shù)與裝備83
3.4 管類件塑性成形技術(shù)與裝備84
3.4.1 變截面構(gòu)件磁流變?nèi)嵝越橘|(zhì)成形技術(shù)與裝備84
3.4.2 金屬管材熱態(tài)內(nèi)壓成形技術(shù)與裝備92
3.4.3 管類構(gòu)件三維自由彎曲成形技術(shù)與裝備99
3.5 回轉(zhuǎn)體構(gòu)件旋壓成形技術(shù)與裝備107
3.6 數(shù)字化近凈鍛造成形技術(shù)與裝備114
3.6.1 溫鍛/冷鍛聯(lián)合成形與異種材料復合鍛造114
3.6.2 數(shù)字化多工位高速鍛造技術(shù)與裝備116
3.6.3 核電異形大鍛件一體化成形關(guān)鍵技術(shù)119
3.7 綠色塑性成形的發(fā)展趨勢121
參考文獻125
第4章 綠色焊接工藝與裝備129
4.1 綠色焊接材料130
4.1.1 低排放焊接材料130
4.1.2 無害化焊接材料135
4.2 綠色焊接工藝135
4.2.1 激光-電弧復合焊技術(shù)136
4.2.2 攪拌摩擦焊技術(shù)139
4.2.3 綠色釬焊技術(shù)145
4.3 數(shù)字化焊接技術(shù)與裝備150
4.4 綠色焊接的發(fā)展趨勢151
參考文獻152
第5章 綠色切削加工工藝與裝備157
5.1 綠色加工工藝與裝備的新進展158
5.2 干式切削加工工藝與裝備162
5.2.1 干式切削加工技術(shù)原理162
5.2.2 干式切削加工成形裝備164
5.2.3 干式切削加工典型應用案例分析166
5.3 微量潤滑切削加工工藝與裝備167
5.3.1 微量潤滑切削加工技術(shù)原理167
5.3.2 微量潤滑切削加工裝備168
5.3.3 微量潤滑切削加工典型應用案例分析171
5.4 低溫切削加工工藝與裝備175
5.4.1 低溫切削加工技術(shù)原理175
5.4.2 低溫切削加工裝備176
5.4.3 低溫切削加工典型應用案例分析182
5.5 射流強化改性微納加工工藝與裝備184
5.5.1 射流強化改性微納加工技術(shù)原理184
5.5.2 射流強化改性微納加工裝備187
5.5.3 射流強化改性微納加工典型應用案例分析189
5.6 綠色切削加工發(fā)展趨勢190
參考文獻193
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