本书是“绿色制造丛书”的重要组成部分，由国家出版基金资助完成。
本书针对绿色制造工艺与装备中的部分理论方法、工艺技术、系统装备以及典型绿色制造案例进行了总结梳理，分析了绿色制造工艺与装备的国内外发展现状以及未来发展趋势，旨在推动制造业可持续制造与高质量发展，为更好、完整、准确、全面地贯彻新发展理念，做好碳达峰、碳中和工作贡献力量。全书共5章，分别为绿色制造工艺与装备发展、绿色铸造工艺与装备、绿色塑性成形制造工艺与装备、绿色焊接工艺与装备、绿色切削加工工艺与装备。
本书可作为绿色制造相关管理决策人员、生产技术人员、科学研究人员以及高等院校相关专业师生的参考用书。
生态环境是人类生存和发展的根基。为更好地实现人与自然的和谐共生，需要高质量构建人与自然的生命共同体。世界各国高度关注制造业绿色、低碳、可持续发展和高质量发展。国家主席习近平在2020年9月22日第75届联合国大会一般性辩论上宣布，中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》提出了我国实现碳达峰碳中和的任务目标、时间节点和政策路线。
近年来，工业和信息化部、科学技术部等部委实施了绿色制造相关专项项目，开展绿色制造相关技术与装备创新研究，推动传统制造工艺绿色化提升，建立绿色制造车间、绿色工厂和绿色制造园区，有效地推动了我国制造业的绿色低碳发展。机械工业是制造业的重要基础，机械工业绿色低碳发展水平直接影响制造业的绿色化水平。要实现机械工业绿色化发展，就需要创新发展绿色制造材料、绿色制造工艺、绿色制造系统装备，需要建设绿色制造生产线、车间及工厂进行应用示范与应用推广。为更好地推动从绿色低碳发展理念到绿色低碳发展行动，面向机械工业推动绿色制造中的材料、工艺、装备等创新研究及成果推广应用，本书总结了近年来绿色制造工艺与装备方面的部分科研成果以及国内外相关大学、科研机构、企业、行业协会学会开展的相关科学研究、发展规划和应用案例等，分析了绿色制造工艺与装备发展现状与发展趋势，以便读者借鉴学习与参考，为推动我国制造业高质量发展、生态文明建设，推动全球绿色低碳发展和共建人类命运共同体贡献智慧与力量。
本书由单忠德、刘丰、孙启利编著。在本书编著过程中，刘阳、刘丽敏、杨浩秦、董晓传、孙福臻、郭训忠、程诚、廖万能、何祝斌、龙伟民、任永新、司晓庆、曹华军、王禹林、袁松梅、何宁、梁忠伟、吴进军、战丽、张泉达等提供了部分资料，并做了许多工作，在此表示衷心感谢，同时也向本书中所引参考文献的作者致以诚挚的谢意。此外，本书收录了相关协会有关绿色制造方面的规划内容，在此感谢中国机械工业联合会、中国机械制造工艺协会、中国铸造协会、中国锻压协会对本书的支持。感谢国家出版基金项目的资助。
本书介绍的绿色制造工艺与装备发展情况，仅是冰山一角，加之作者水平有限，未能系统梳理大量绿色制造工艺与装备研究成果，书中难免有不妥之处，甚至引用标注不到位的地方，敬请广大读者批评指正，共同为建设人与自然的生命共同体多做奉献和贡献。
作 者
2022年4月16日
单忠德
1970年1月生，山东高密人，工学博士，研究员，博士生导师，中国工程院院士。现任南京航空航天大学校长、党委副书记，主要从事数字化绿色制造技术与装备、智能化机械装备与先进成形制造技术研究。
丛书序一
丛书序二
丛书序三
前 言
第1章 绿色制造工艺与装备发展1
1.1 绿色制造的内涵及特征3
1.1.1 绿色制造的内涵3
1.1.2 绿色制造的特征4
1.2 绿色制造工艺与装备的发展研究现状5
1.2.1 绿色制造工艺与装备提高能源资源利用率7
1.2.2 绿色制造工艺与装备减少资源消耗和污染排放10
1.2.3 绿色制造工艺与装备推进资源能源循环利用13
1.3 绿色制造工艺与装备的发展趋势及发展建议18
参考文献21
第2章 绿色铸造工艺与装备25
2.1 绿色铸造工艺与装备的总体发展情况26
2.2 绿色铸造材料28
2.3 数字化冷冻铸造成形技术30
2.4 数字化砂型增材制造技术36
2.4.1 基于选区激光烧结的砂型增材制造技术36
2.4.2 基于微滴喷射的砂型增材制造技术38
2.5 无模铸造复合成形工艺与装备42
2.5.1 无模铸造复合成形工艺43
2.5.2 多材质复合铸型工艺44
2.5.3 数字化无模铸造复合成形装备46
2.5.4 无模铸造复合成形典型案例48
2.6 数字化绿色铸造系统与装备54
2.7 绿色铸造工艺与装备的发展趋势62
参考文献65
第3章 绿色塑性成形制造工艺与装备67
3.1 绿色塑性成形制造工艺与装备的新发展68
3.2 金属板材热冲压成形技术与装备70
3.2.1 超高强钢热冲压成形技术与装备70
3.2.2 铝合金热冲压成形技术与装备78
3.3 金属板材柔性成形技术与装备82
3.3.1 金属板材充液成形技术与装备82
3.3.2 复杂曲面构件渐进成形技术与装备83
3.4 管类件塑性成形技术与装备84
3.4.1 变截面构件磁流变柔性介质成形技术与装备84
3.4.2 金属管材热态内压成形技术与装备92
3.4.3 管类构件三维自由弯曲成形技术与装备99
3.5 回转体构件旋压成形技术与装备107
3.6 数字化近净锻造成形技术与装备114
3.6.1 温锻/冷锻联合成形与异种材料复合锻造114
3.6.2 数字化多工位高速锻造技术与装备116
3.6.3 核电异形大锻件一体化成形关键技术119
3.7 绿色塑性成形的发展趋势121
参考文献125
第4章 绿色焊接工艺与装备129
4.1 绿色焊接材料130
4.1.1 低排放焊接材料130
4.1.2 无害化焊接材料135
4.2 绿色焊接工艺135
4.2.1 激光-电弧复合焊技术136
4.2.2 搅拌摩擦焊技术139
4.2.3 绿色钎焊技术145
4.3 数字化焊接技术与装备150
4.4 绿色焊接的发展趋势151
参考文献152
第5章 绿色切削加工工艺与装备157
5.1 绿色加工工艺与装备的新进展158
5.2 干式切削加工工艺与装备162
5.2.1 干式切削加工技术原理162
5.2.2 干式切削加工成形装备164
5.2.3 干式切削加工典型应用案例分析166
5.3 微量润滑切削加工工艺与装备167
5.3.1 微量润滑切削加工技术原理167
5.3.2 微量润滑切削加工装备168
5.3.3 微量润滑切削加工典型应用案例分析171
5.4 低温切削加工工艺与装备175
5.4.1 低温切削加工技术原理175
5.4.2 低温切削加工装备176
5.4.3 低温切削加工典型应用案例分析182
5.5 射流强化改性微纳加工工艺与装备184
5.5.1 射流强化改性微纳加工技术原理184
5.5.2 射流强化改性微纳加工装备187
5.5.3 射流强化改性微纳加工典型应用案例分析189
5.6 绿色切削加工发展趋势190
参考文献193
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