如何创造更环保的部件
深入了解设计绿色部件时需要考虑的不同因素,如材料类型和数量、嵌入的能源、生命周期、耐用性、重量和可维护性。
创造更可持续或更环保的部分是一个复杂的领域,取决于许多因素,有时相互矛盾。第一步是了解这些不同的因素,然后你需要做出判断。
处理这类项目最简单的方法是跟踪一种产品从原材料到其使用寿命结束的全过程,并考虑它在这一过程中消耗了多少能源。
让我们从选择适量的合适的材料开始。
为了简单起见,我们将重点介绍两种最常用的制造材料——塑料和金属。当然,每种都有数百种,所以我们将整理出一些符合我们绿色议程的指标。
嵌入式能源
你通常不会在材料的数据表中找到引用的一个重要概念是嵌入能量。一种材料的内嵌能量是生产一定数量的材料所消耗的全部能量。
这些信息很容易在谷歌上找到。例如,从铝土矿中提取每公斤铝需要227到342兆焦耳的能量。从原油中提取的典型塑料需要82到108兆焦耳。不幸的是,这并没有那么简单,因为一公斤的回收铝只需要11到17兆焦耳。因此,深入挖掘答案是值得的。
要用多少材料
乍一看,如果你使用更少的材料,那么你就使用了更少的嵌入式能源,但是当你开始制造时,你还需要将制造和交付纳入最终零件的嵌入式能源计算。
即便如此,事情也没那么简单。增加制造业可以节省大量的在职费用。例如,在航空航天工业中,每减轻几克重量就可以在飞机的使用寿命中节省几公斤燃料。正如我们所知,轻量化在汽车工业中也很重要。使零件在燃油效率和可维护性方面更有效,有助于进一步降低生命周期成本。
在服务可持续性方面
此外,我们不要忘记,使用寿命更长、不需要更换的产品对环境的影响要小于寿命较短的产品。这可能会产生一些令人惊讶的结果;例如,一个有机农业组织实际上发现,当他们考虑到使用塑料板条箱的次数时,在他们的农场使用塑料板条箱比使用木材板条箱更环保。
寻找正确答案
那么,你怎样才能使你的产品及其部件更耐用和/或更轻?答案是创建原型,测试并重申你的设计。当你做对了,你会给你的客户一个性能更好的产品,这将节省他们昂贵的更换,维修和服务成本-这反过来又减少了他们一生的能源和金钱成本。
这就是快速原型制作的真正不同之处,因为通常设计的第一次迭代并不是最佳解决方案。现代科技允许你在成功之前快速失败,而不会超支。在第一阶段,你可以把你的CAD上传到一个软件程序中,它会给你一个成本报价,并提供一个制造分析的设计——如果你喜欢,可以自动检测。
在此之后,你可以在一天内完成原型。这意味着您可以在几乎没有时间的情况下设计,测试和重申轻巧耐用产品的设计。
适用性设计
当我们考虑设计更可持续的产品时,我们需要考虑的不仅仅是耐用性。我们还需要考虑到,在它的整个生命周期中,服务、维护和修理它有多容易。考虑对扳手和其他工具的访问。零件容易更换吗?你是否使用螺旋油来处理高强度的螺纹,以确保更换时不会损坏产品?
回收
当你的产品走到生命的尽头时,你需要考虑如何让你的产品易于拆卸和回收。您还必须了解您的WEE义务是什么。
这让我们回到了考虑你使用什么材料的问题上。几乎所有的金属都可以而且应该回收利用。对于塑料,有些可以,有些不能。此外,虽然你可以使用100%回收的金属产品,但每次重复使用塑料的质量都会下降,因为它的聚合物链会变短。
但这并不意味着你应该总是转向金属,因为正确的塑料在正确的应用中可以持续很长时间,当塑料取代金属时,它通常会提供更轻的替代品——这是一些行业节省“使用中”碳的关键。
此外,我们也开始看到生态塑料的发展,其中许多更容易回收和/或可生物降解——但这将是另一个博客的主题。
显然,为您的部件或产品选择最可持续的答案并不容易。我们与许多寻求更可持续产品的行业和客户打交道,所以为什么不联系我们寻求建议呢?