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文档简介

1、 产品绿色设计准则一、绿色设计原则绿色产品设计乃架构在环保4R的理念上,强调:减量(Reduction);重复使用性(Reuse);回收性(Recycling);再生(Regeneration)。将4R设计理念与KISS原则相对应,提出产品在设计及生产制造时,必须尽量保持如KISS原则单纯与简单之设计概念,使用较少的材料与包装以及避免复杂之设计。绿色设计原则:易拆卸与组合之设计,以增加维修和保养的便利性;使用低污染易于回收再生的材料;完善的环保标示处理;明确的分类;回收价值的考虑;废弃处理与种类。材料选择:选择适合产品使用方式的材料;避免使用有毒、有害成分的原料;尽量使用可被生物分解的材料;材

2、料使用单纯化,避免不同材质混合使用;尽量使用可回收、再生材;尽量减少材料用量;原料搭配使用须正确;注意材料之特性及使用状况;使用兼容特性之材料;减少对材料做化学性处理;多利用卡榫之设计减少螺丝的使用。机构设计:避免用完即丢的设计;尽量缩小体积;造型不追求短暂流行风潮;材料结构单纯化;采肢解设计、易拆卸组合;采易替换零件之结构;增加结构强度;确保维修清洁便利;改善人们对产品的使用态度。制造程序:选择省材料的制程;减少制程中的废料产生;尽量采用自然能源于制造中;降低制程中的废水、废弃、废毒物的排放并降低噪音;发展更省能源资源的制造科技;善用制程中多余的能量。包装设计:采简单的方式包装;以简单的结构

3、设计手法加强强度;避免过度包装;减量使用发泡塑料;尽量使用天然资源或纸材;采无毒、易分解、可回收再生的包装材料;选材尽量单纯化;减少油墨使用量;产品与包装结合为一设计;考虑消费者安全问题。运输配销:采用最经济的运输方式;降低运输过程中造成的污染;运输过程中栈板的回收再利用。消费者使用:增加消费者使用效率与满意度;简化功能及易于操作方式;降低操作上产生错误的机率,建立正确操作;确保使用者安全;选择污染最低的使用形式;提升能源使用效率;减少使用阶段污染物排放的产生。废弃与回收:引导使用者做完善资源分类回收;建立完善回收系统;尽量促使资源回收、循环再生;选择适当的废弃物处理方式。生活环境设计:配合室

4、内设计需考虑材料组合与整洁理念;提供优美且合适都市生活的空间规划设计;考虑全面性的都市景观设计与小区规划。环保法规:依循各国环保法规与标准;寻求环保标章认证肯定。二、绿色产品设计准则、材料之设计准则.材料的选用在开采、制造、使用及废弃回收各阶段对环境冲击为最小来决定。减少产品体积,降低废材产生。.避免使用危险与毒性材料。善用材料之环保特色。.危险物质若需使用时应容易辨识与移除。.所有零件都应有材料标示。标示材料的种类及时限,便利后续回收处理。.尽可能减化材料种类,最好是单一材料。材料避免标签、装饰与二次加工,如油漆及披覆等。.若符合设计要求时,使用可回收或回收的材料,增加产品生命周期。.对于邻

5、近的零件及拆卸部份使用兼容性材料。限制使用下列物质铅(Pb)焊料、电缆、电线、塑料件以及组件抛光水(Hg)开关、液晶显示器、继电器与灯泡镉(Cd)电源线、电线与开关触点六价铬(CrVI)外壳的表面处理多溴联苯(PBB)塑料与印刷电路板之耐燃剂多溴二苯醚(PBDE)塑料、橡胶与印刷电路板之耐燃剂1、为材料再生能力的设计为材料再生能力的设计(DFMR)只是为环境设计方向之一,但却是一种能在短期实施而无太多麻烦得方向。工厂必须考虑与再生拆卸设计相连接而实施DFMR。电器电子产品业可将生产产品的范围从微型计算机、电话及消费电子扩充到极为复杂的电脑、航太电子及卫星次系统、电力电子、变压器、配电盘、马达及

6、发电机。这些产品都由不同材料混合组装而成,包括:陶瓷、玻璃、塑料、金属及上列各种材料的组合。(产品)使用价值是高的,但在其EOL,对再生者提供很少的价值,除非它被设计能以低成本拆卸成均匀或分开的可再生材料。材料再生被考虑是最后的选择,还是比弃置为废弃物较为优先。一般优先次序如下:生命周期延伸;减少用料;再使用组件/整机翻新;重制(更换与再制回收的零组件);再生材料;能源回收(在安全条件下);当废弃物处理。2.1实施DFMR之_般原则混合废弃物为了下列理由需要被避免。1、混合废弃物的分离是劳力密集及昂贵;2、混合废弃物与现有之再生技术不相容(例如:带有被覆或被膜的玻璃或塑料常常不能被再生);3、

7、混合废弃物甚至包括少量有危害材料可能伴随昂贵花费及为法规要求增添负担。有效的再生需要要求再生材料够量,以完成经济循环并减少原始材料的要求量因此,DFMR的实施亦需要尽可能伴随着特定再循环材料,供应商可能需要与客户共同工作去变更规格文件,使得不论在产品或制程,没有必要阻止使用再生材料。产品的材料是有价值的,假使设计允许可能用再生的或再使用材料,则规格与性能,允许材料更为灵活。塑料零件的设计准则/观念一般准则薄壁的使用有助资源保护并被鼓励;零件针对功能要求包括:韧性、强度、阻燃性以及制程能力作周密分析。计算零件的最适壁厚,增加筋材角板(见下节)以改进零件的韧性及刚性。壁厚变化/圆弧/拔模角设计零件

8、有均匀厚度变化及宽广圆弧及拔模角非常需要;这不仅对于填满模穴正当,且亦减少分子间之剪应力;这样也减少聚合体链长的恶质化;也将产生减少内应力,较好尺寸安定性及增强再生能力。筋(Ribs)使用多数的窄筋代替少数大型及重型筋能帮助改进零件的韧性及强度。确定最适设计及筋的数目能帮助减少零件的壁厚并对塑料材料节省。凸缘(Bosses)凸缘是突出的扣或垫,用以设计对孔加强或为架设总成。当设计要求壁厚要薄,且当然使塑料材料节省时,凸缘对塑料零件的韧度加强有帮助。角牵板(Gussets)角牵板是支持构件用来对边缘传达增加的强度。角板能被结合对于零件以薄壁设计增加强度,使用角板能帮助节省塑料材料。属嵌入/入模之

9、属嵌入塑料零件中以金属嵌入及入模之属嵌入,虽然装配时非常有效。不建议使用。在EOL时为了再生,从塑料零件中除去嵌入金属的作业将会因为高成本而被禁止。当无法避免使用金属嵌入件/模制嵌入件时,要使用可破碎凸缘,以简化移除的程序及方便再生。导电被覆/材关于达到电磁兼容(EMC)屏蔽用的导电被覆及材料的再生能力有下列一些建议:铜及镍基油漆铜及镍基油漆从70年代之初已被应用于电磁屏蔽目的。它们都易于使用而不需要贵重设备,亦是成本效益最佳。在喷涂作程中有机溶剂出现且在使用过程中稀释剂会对环境产生冲击。喷涂作程中所使用之结合树脂的热安定性若不能跟塑料材料之模制温度相容,也会对材料的再生能力有冲击。真空沉积铝

10、在塑料外壳件的内表面施以蒸汽沉淀铝亦曾被成功达成电磁屏蔽。沉积过程不需要使用有机溶剂而铝的厚度十分薄。镍加铜电镀塑料零件为了电磁屏蔽目的亦可使用电解电镀过程,被以金属。零件照通常施以表面准备及电镀的不同化学浴,电镀的厚度十分薄,而电镀件的导电性佳。属箔属箔的使用是一项达到电磁屏蔽的理想方法,属箔能被成型,用弹卡附在塑料的外壳内面。零件的屏蔽性能能被接受,而属箔在EOL能够很容易被移掉,零件能够被再磨碎并再生做新的用途。塑料材料使用导电添加物导电塑料被用来解决静电放电(ESD)及电磁干扰(EMI)问题。这种塑料是将导电添加物,例如:导电颗粒(如:碳)及/或纤维(如,不锈钢、镍附着石墨)放入塑料树

11、脂中搅拌所产生。由于表面抛光的零件通常不能符合允收标准,导电塑料就较适合于内部(非装饰)用途。用导电塑料成型之装饰零件可能要求涂装。使用导电颗粒的导电塑料在需要导电材料的机器能够不需做任何再处理即可再生使用。然而,使用导电纤维的导电塑料可能显出失去导电水准,这可能是在再成型时纤维长度大大缩减,而需在重新整制时加入新的纤维。假使结合树脂的热安定性无法承受成型的温度条件,涂装的装饰零件的再生材料回收可能需要作性能的重新评估。标示/标签塑料零件常常需要加以标示或标签以指出制造商的名字/标签,零件编码、成型日期、模具编号、再生能力、材料识别、独立实验室认可,等等。标示塑料件的一些常用的方法及其对再生能

12、力的冲击提供如下:模入标示/标签这种方法是将标示的信息雕刻在模穴中,在成型程序中直接成型在零件上。这种方法对于环境能被接受,因为没有其它材料或化学品包括在内,这也可能是最好成本效益(方法),因为没有再循环的费用。分离式标签除非分离式标签能被完全移掉,它们的使用能够造成将不同的材料渗入基本树脂中,影响其再生能力,因此不建议如此做法。然而,假如标签由与基本零件相同的一般材料制成,并只用溶剂催化过程连接而不用黏着剂。在这种情况下,油墨是仅有的污染物但其含量很少,在对再生塑料性能的冲击可以被忽。DFMR在材料组成方面的实按照环境规定或法规避免用危险材料或列为危险品的材料(例如:铅、镉)。除非在EOL时

13、,存在为再生或废弃处理的程序;取得供应商适当的证明,验证组件/材料状况及潜在危害(如:是否含有重金属);减少产品材料的多样化;、限制特定材料的数目;、限制各种材料或组件:容器数;、限制各种材料:颜色数;、限制污染剂(例如,被覆层、胶膜、电镀材料或阻燃剂、性能添加剂及PVC中之铅安定剂。其他从返回机器中研究许多塑料材料回收已经确认再生材料的物理、机械、电器及热性能可与相对的原始材料相比的事实。产品装配的设计要考虑易于拆卸。当材料需要被识别,这些识别要以模入、浮雕或用相容油墨印上。连接必须要能拆卸,且不要混入不相容的材料,不要使用嵌入,破坏性的嵌入或螺丝;不能使用黏着剂。鼓励产品使用再生材料。、制

14、程之设计准则1不使用污染环境的化学物质及有毒性物质,以减少污染或危险废料的排放。设置完善的污染处理设施。.避免臭氧层受到破坏,尽量使用取代CFCs的清洗流程。.尽量减少组装及拆卸步骤,以便将来产品废弃后方便回收。产品表面应避免不必要的加工或涂装处理。.产品及附属零件皆须考虑再制及再使用。.必须考虑产品及附属零件回到制造商时的升级及现代化。.为维持长寿命必须考虑容易维修。(9).不得已使用有害物质时,需标示清楚,以利回收或移除。).模块及接合位置需标准化以用于不同产品。、组装之设计准则(DesignforAssembly,DFA)1.可组合零件标准化。介绍系统数据无论是在交换零件时需要高精密度程

15、度的时候。应设计简单的包装。尽可能使用易买的零件。.组件的材料和方法必须到可接受的价格。.手工过程可减到最少。达到高可靠度,设计者需使用易常试和测试的零件和材料,而不是新且不确定的。.零件可交换安排使用。是否全面适用;跟随对称设计。.设计必须为制造计划。减少制造步骤。.使零件对称。试着让零件对称,避免多出的边缘。如果不能对称,以夸张的不对称的特征便于组装。减少昂贵和耗时的固定操作。尖角必须从零件中分离以指引在组装时正确的组装。避免尖锐的边缘和角。.设计零件基底减少所需固定。.设计一个支架达到简单的组装。9.公差使减到最少和零件表面抛光需求以减少制造成本。.让零件数目和组装数目最少。减少零件数目

16、或拆装的第一先决条件是设计者想减少组装成本。设计阶段组装便利最显著的方法是减少不同的零件。.简化零件操作。使用标准的零件,操作过程和步骤都尽可能标准化。.不要指定紧度的工差而后必要时纠正其功能。(不要指定使用的材料除非别无选择。(仔细使用经济量。.考虑使用存货当只需小量的零件数。.以简单和节约的结构为目标和包括零件可交换。材料和零件的标准化和减少。避免不需要的加工和制造。设计最适宜经济生产制造的拆装为目标。需要指出零件是易于操作的,当然也易于手操作。.重新设计成简单拆装。避免零件特征是纠结或一群的。.设计零件有一个以上的功能。确定拆装是可像组装一样可行。使用易拆除或破坏的连结方式。(加).去除

17、需高精密适合的零件。零件的标准尺寸应可在任何地方使用。、运输之设计准则使用之设计准则:提供详细使用之说明,使产品易保养维修延长产品的使用年限,避免过早废弃。将使用说明软件化,减少纸张消耗与印刷,可提供更有效声光教学效果。设计考虑安全与不容易过时。可让使用者能够自行将个人配备升级或扩充的设计。建立完善的配销管道或系统、拆卸之设计准则.组装拆卸应采用同样的操作方式,可以节省拆卸的时间。从上而下的组装设计。连结卡钩标准化。连结处的扣件数量减少。扣件材料统一。避免使用胶合的连结。扣件或卡钩设计应接近。.采用长期使用后,仍可容易拆卸、修理之零件。.减少零件需要共享的接触面积。.产品拆卸方式要标准化,使用

18、单一工具即可完成整个产品之各部拆卸。(5).确保产品结构简单。.使用简单工具即可分解连结处。(7).避免过长之连结处。.设计以非破坏型式拆卸零件。(9).致力于拆卸自动化以缩短拆卸时间。).选择以非破坏分离的接合方式,较易回收,设实时赋予。.产品组件造型显示特征,可让拆卸的人容易了解其支解动作,或应清楚地标示出动作过程。.产品拆卸之部分要能有足够空间进行高效率之拆卸工作。.设计从一个方向拆卸,以节省拆卸时间。(.尽可能避免分离扣件。(15).减少产品上连接之次数,除非是将贵重或有毒部份给予易组合、拆卸。贵重物或有毒物的部份,应该位于产品上很容易接近、组合、拆卸之处。若零件处于恶劣环境中,则使用

19、防锈接头。1、为拆卸及再生能力的设计考量拆卸及回收利用的产品设计要点就是:使产品在维修与终止使用时易于拆卸。为便于拆卸,组件与零件必须易于识别及分开,如此可以促进零件与材料的再使用及回收利用。还避免把有价值的资源当作废弃物而丢弃。锁紧与结合锁紧与结合方法的选择不仅将决定装配零件与机器的成本,同时也对零件的拆卸及再生能力有显著的冲击。一些常用方法的建议提供如下:卡钩配合卡钩配合设计观念是锁紧及结合塑料与其它零件最常用的方法。卡钩模制在零件上,有助于装配及易拆卸。此外还可排除使用不同材料,诸如金属嵌入及黏着剂等,更使得塑料材料容易从零件上再生。溶剂结合溶剂结合是黏合热塑性塑料的一种理想方法。这种结

20、合只需要在环境接受品质的最少量情况下工作。若结合的零件是由相同材料模制而成,这种结合件与一体模制的零件相较,并变成在EOL时再生的竞争者。黏着结合导入不同材料时使用黏着结合,可能因为使用黏着剂而影响再生材料的应用品质和在使用性,使用时必须多加考虑。超声波结合超声波结合被使用于装配两零件,至少其中之一是由热塑性材料制成。超声波能源透过超声波工具溶化塑料并形成所期望的结合。当零件是由相同的一种塑料制成时,这是环境所能接受的一种方法。然而,当零件是由不同材料(如金属)制成,则对于再生处理的时间与分开零件的能源将增加,使得再生处理的费用昂贵。热/超声波铆合铆合是用来将两零件连接在一起,至少其中之一是热

21、塑料制程。透过一个特殊形状的喇叭口用热能或超声波能接触到栓柱,使塑料变形成为一个紧闭的夹头,这个紧闭的夹头在装配件的EOL时,可以破坏方式拆卸,然而,这个塑料零件可能不被污染,并能再生做为商业机器使用。弹簧(快速)夹弹簧夹的使用对于锁紧构成的零件提供一项非常快速且经济的方法。快速夹常被用来夹住在塑料零件中之凸缘或栓柱,在移去时可以用特殊工具撬掉或破坏凸缘或栓柱。这样移去并不费工,因此被考虑为环境所接受的。帽及栓使用帽及栓装配,对于为环境设计而言,会有不良影响,每个帽及栓都要被个别移去,这样增加拆卸成本。装饰的涂及加工以下的审查观念是检讨基本塑料材料的装饰与表面加工方法及其对于再生利用的冲击。整

22、体(模具植入)加工整体(模具植入)加工是达成装饰表面的最完美的方法,其成本效益是无需二次加工,对环境也是最好,因为不需要使用涂料及溶剂。在EOL后,从零件回收塑料完全没有任何表面涂料污染。1.2.2涂料使用涂料获得装饰外观需要尽量避免。这种方法费钱并对环境冲击,因为涂料需使用有机溶剂作为稀释剂。同时,涂料的存在,哪怕是少量,假使在涂料系统中结合树脂的热安定性不够高,无法承受成型过程之温度条件也会影响再生材料的机械性能。举为拆卸及再生能力的设计实例如下:尽可能规范所有螺丝要有相似的螺丝头;螺丝/螺栓的装配尽量改用卡钩咬合技术;避免使用嵌件螺纹(以利塑料的再生);所有塑料零件要被清楚标示(用模制,

23、表面许可,不用标签);在同一设计产品需尽量减少使用不同的材料形式;塑料表面需尽量减少使用涂料或烫金的装饰。(六)、回收之设计准则(1).设计时设计师必须使产品易于拆卸分类。须符合易拆卸设计准则。(2).原料的使用种类尽量单一化,避免不兼容之复合使用。须符合材料设计准则。.最好标示每一种原料,以利于分类在处理、利用。利用材料性质找寻适合的回收方法。其它回收技术和方法,随时将新回收技术纳入设计考虑。.产品的回收及再利用是绿色设计步骤之最后一道防线,所以产品应设计成具有易回收或再利用的特性。(5).完善产品回收分类的标式。避免难以回收再生的复合材料使用。避免不必要的表面加工处里。具有污染物质必须密封

24、隔离。产品回收再生价值的考虑。资源回收分类观念的强化。资源回收再生种类的界定。健全的回收管道。产品回收再生设计规范与基准的制定。、支解设计准则(DesignforDisassembly,DFD)确认产品每一零组件的功能与必要性。估算与检讨零组件需要固定的接触面积是否过大。检讨产品零组件的组合方式与种类是否过多,同时其方式是否不利于支解。检查产品组装与拆解的部会是否让使用者可以容易操作,考虑工作动作是否一致。寻求可能可以有破坏点的设计,破坏点指不影响产品性能,但在拆解时能很方便,因破坏点应力集中现象有利于迅速拆解零组件。建立标准化的产品零组件,有助于改善前后两者之差异比较的准确性。、减量设计准则

25、(i).在不影响产品功能的前提之下,减少产品的体积和用料。在产品设计时应力求结构之单纯及外观的简单朴实。.减少电镀、印刷、烫金,以咬花等方式替代。.减少不必要之功能。.减少产品制造和使用之能量消耗。(九、重复使用设计准则.延长产品寿命,产品外型改变长期化。.产品功能模块化。.零件规格化,容易取得,设计易替换零件之结构。.加强售后服务及维修的体系。(十、再生设计准则(1).简化表面加工程序。尽量多使用二次回收料。.多利用回收材特性于新产品设计。(十一、考虑保养的设计准则产品或制程为保养而设计(DFMT),减少因为长期操作及保养的环境冲击,如此则需要将这些冲击识别,并在最早可能阶段与相关的制程、零

26、件、组件及产品的设计活动相结合。这也需要在制造者、销售者及消费者间有充分及准确信息的沟通,以确保预计环境冲击的减少可确实完成。应用DFMT设计观念包括许多运作原则:组件、零件及组品需要可被替换并且可以分开个别处理。当技术进步,而做产品或系统的升级时不需要求过多材料或组件的采购。采取与第一原则相连,在许多情况下需要有模块化设计。智慧的原始产品及系统设计,必须减少保养及修护活动结果所产生的废弃物量。例如:日常保养程序需要求减少环境破坏材料,如生物变质溶剂与氯化消毒溶剂。需要保养活动的频率包括这些废弃物的产生需要减少。应该要求零件或组件要设计为能修理(实务上能修、,以减少保养废弃物的弃置量。实施此一

27、原则需要系统单元及产品要能评估出其可靠度,当这些零件在即将故障时能易于识别,视为首要优先。同时,大组件的每一零件、组件要能被拆卸及可重整,不要埋葬太多丢弃的大组件。制造者可进一步规范,由市场服务的维修技术员把修理更换下来的旧零件携回加以重整后再进入市场,以减低使用新零件材料及能源的要求。此项实务的另外好处是制造者可以取得实务发生失效模式的第一手状况,将这些信息结合在新产品的设计考量,以改进产品品质。实避免使用无法修理的复杂组件,以免增加保养成本及当EOL时产生无谓的废弃物。机械零件,如杠杆及连杆等必须可以个别修理或置换。模组必须设计成可由顾客自行拆解并寄给制造者,重整(及升级)模组需可以由顾客

28、自行装配并合于经济。产品及顾客保养的次系统要被设计成尽可能少做毒物清理及保养程序,如能设计为完全不需要保养则更好。若有些保养程序需要有毒材料或造成后续环境冲击(例如:潜在氟氯碳化物进入环境),设计及产品支援系统要鼓励实施这类操作仅由受过训练,有能力的人负担。在有些情况下,这些可能要求制造者承担这类保养义务,或提供密切顾客支援或承担废弃物流产生物的责任。潜在问题制造性、性能、顾客规格及/或空间的限制都可能会减少实施DFMT原则的选择方案。因此,例如:组件可能因为太复杂在市场上无法修理,或因为经销系统设置不佳,致使制造者无法提供密切的保养支援。财务责任产业必须致力于发展新技术以符合更高的环境标准。

29、使用别的供应商非标准化零组件,在实施DFMT时可能限制其使用弹性。制造者及修理中心可能不情愿提供小而便宜零件作为置换项目,而代以较大,高利润的组件。人工成本可能导致复杂组件的整修不经济。(十二)、污染预防设计准则污染预防要包括在设计中,规范在制造、使用及保养期间不需要或产生有毒物质以及在正当使用及废弃时没有毒性或不会变成有毒性。污染预防的选择方案通常是以阶梯方式来表示。源头减量:简单地说,减少使用并实施良好的规划,应用环境化设计(DFE)原则,同时也需要在设计产品时让它的生命周期少有污染。在有些情况下,保养要求而非原始制造操作会产生更多的废弃物。好的设计需要使这种废弃物最少。替代:以较少危害的不同材料替代有毒材料及制程产生之毒性废弃物。在许多情况下,可以包括针对产品设计以及上游或下游制

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