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[摘要]RoHS指令是本文针对当前欧盟对手机绿色强制要求的背景下,结合手机模具设计和制造的各个环节, 提出并研究的课题。绿色制造和绿色监控是当前国际化制造企业必须面对的课题。
[关键词]绿色制造 注塑模具 RoHS指令 绿色监控
欧盟于2003年1月27日发布RoHS指令[1]，要求自2006年7月1日起投入市场的新电子产品限制使用有害物质，特别是铅、汞、六价铬、多溴联苯（PBB）、多溴联苯醚（PBDE）含量不超过1000PPM，而镉的含量不得超过100PPM。在RoHS指令促动下，“绿色制造”正在成为中国机电行业的大势所趋。并已经采取了相关措施发展绿色制造技术进行应对，包括了绿色供应系统、绿色设计、绿色管理系统、拟建回收系统等[2]。
手机外壳为塑胶材料，塑胶材料成型需要模具，注塑模具作为手机制造业的一个重要分支,也是手机生产中重要的工艺设备,他具有高效、节能、低成本等优点,早已引起世界各国的重视，手机是否符合绿色标准与注塑模具是分不开的，因此注塑模具存在着如何减少资源消耗和环境污染的问题。
笔者将在对绿色制造概念介绍的基础上,提出基于绿色制造的模具设计、制造和检测的原则与方法。并介绍了知名企业的应用经验，供同行参考。
1．绿色制造定义
绿色制造的概念和内涵正在不断发展和完善，借鉴96年SME蓝皮书《GreenManufacturing》的观点:绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到回收处理的整个产品生命周期中，对环境的影响(副作用)为零或者极小，资源消耗尽可能小，并使企业经济效益和社会效益协调优化[3]。
绿色制造的研究对象是面向整个产品生命周期，以“绿色”贯穿始终，通过绿色设计与制造过程(绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色监控) 生产出绿色产品，产品寿命终结后再通过绿色处理后加以回收利用[4]。
2. 手机注塑模具制造过程及绿色设计
模具制造系统是一个输入资源（原材料、能源等），通过制造过程（包括产品设计、加工制造、装配出厂等）而输出产品（包括半成品）的输入输出系统，它同时产生废弃物，并造成一定的环境污染，这个过程可用图1表示。
在过去，更多的把保护环境的重点放在了污染物的“末端”控制和处理上，而忽略了污染物的全过程控制和预防。越来越多的事实证明，在制造全过程的各个环节都有产生环境问题的可能，如果从制造的准备过程就开始对全过程以及生产完成后的产品进行全面的分析评价，对可能产生的环境问题事先进行预测，环境面临的危害就会大大减轻，即须以绿色制造贯穿始终。
制造全过程的主要环节都直接影响制造资源的消耗。因此，在绿色制造实施中，首先从源头上综合考虑制造全过程各个环节对资源和环境的影响，即绿色设计。
绿色设计是指在模具及其寿命周期全过程的设计中，充分考虑对资源和环境的影响，在保证产品的功能、质量、开发周期和成本的同时，优化各有关涉及因素，使得模具及其制造过程中对环境的总体负面影响减到最小。
3． 基于绿色制造的注塑模具设计原则
注塑模具作为一种特殊产品具有两重性：(1)注塑模具是模具制造企业的产品；(2)注塑模具又为使用该模具的企业生产新的产品。而在模具设计与制造中这两方面就需要统筹考虑，既要在模具制造过程中采用绿色制造，也要考虑到利用模具加工产品时的绿色生产问题。
4. 绿色的注塑模具制造工艺
采用绿色加工工艺是实现模具绿色制造的重要一环，这里所提到的绿色工艺是指既能提高经济效益，又能减少对自然产生不良影响的工艺技术。它要求在提高生产效率的同时必须兼顾削减或消除危险废弃物及其它有毒化学品的用量，改善劳动条件， 减少对操作者的健康威胁，能生产出安全的并与自然兼容的产品 。
5.绿色监控
为验证采用注塑模具绿色制造方法生产的产品是否真正符合欧盟RoHS标准，就需要对注塑模具制造过程进行监控，对有害物质进行检测，引进新技术、新设备对产品进行实时监控，从而确保交给客户的产品真正符合绿色标准。
目前一些电子企业常采用以下方法测定电子产品中限用的六种有害物质含量：
(1)铅、汞、镉、铬、溴的测定：X射线荧光光谱(XRF)定性筛选法；(必须指出的是X射线荧光光谱测定分析方法仅能够提供在它的测定元素范围内的校准物质的信息。对于铬和溴应特别注意，这里的结果将反映样品中的总铬量和总溴量而不仅只是规定的六价铬、PBB和PBDE。因而如果发现有铬和溴存在时，必须采用其它测试程序来确定是否含有六价铬、PBB、PBDE。另一方面，如果没有发现铬和溴，那么样品中就不可能含有六价铬、PBB、PBDE)。
(2)汞的测定：利用电感耦合等离子发射光谱法（ICP-AES）测定；
(3)铅、镉的测定：利用电感耦合等离子发射光谱法（ICP-AES）测定；
(4)六价铬的测定：紫外分光光度计比色法测定；
(5)多溴联苯和多溴联苯醚的测定：利用气相色谱/质谱法（GC/MS）及高效液相色谱法测定；
采用以上方法可对手机产品及模具中含有的有害物质进行有效绿色监控.
结论及建议：
我国进入新世纪以来，已经成为全球模具设计和制造的中心。随着全球国际化制造的发展，和欧盟对电子产品的环保要求，各手机厂越来越重视绿色制造.
实施绿色制造不单纯是解决产品符合性的问题，更是一场争取市场竞争优势的竞赛，因此谁先符合要求，谁先得益。欧盟RoHS指令正式执行的时间为2006年7月，然而国际品牌大企业要求供货商配合的时间都相对早很多。国内大多数厂商为OEM、ODM企业，必须承受大企业要求的压力。国内厂商若现在不做，未来丧失市场机会的压力将愈来愈大。
本文作者创新点：
基于模具设计和制造的特点，有针对性的按当前欧盟对手机绿色环保的要求，结合当前手机设计和制造先进技术的应用，阐述了手机注塑模具设计和制造各主要环节的绿色方法和监控方法，对相关行业和企业具有借鉴和推广意义。
参考文献
[1]RoHS 指令：在电子电器设备中限制使用某些有害物质指令， 2003年1月27日欧盟议会和欧盟理事会发布，2006年7月1日起实施。
[2]胡兴军，我国机电产品出口遇到的绿色壁垒及突破口[J].世界制造技术与装备市场信息，2006(2)
[3]Melnyk S A， Smith R T. Green manufacturing. Dearborn，USA∶ Society of Manufacturing Engineers， 1996.
[4]刘飞等.绿色制造[M].北京:中国经济出版社，1999
注释：
CAD： 计算机辅助设计Computer Aided Design
CAPP：计算机辅助工艺设计Computer Aided Process Planning
CAM： 计算机辅助制造Computer Aided Manufacturing
OEM:委托制造代工 Original Equipment Manufacturing
ODM:委托设计和制造 Original Designing and Manufacturing
[关键词]绿色制造 注塑模具 RoHS指令 绿色监控
欧盟于2003年1月27日发布RoHS指令[1]，要求自2006年7月1日起投入市场的新电子产品限制使用有害物质，特别是铅、汞、六价铬、多溴联苯（PBB）、多溴联苯醚（PBDE）含量不超过1000PPM，而镉的含量不得超过100PPM。在RoHS指令促动下，“绿色制造”正在成为中国机电行业的大势所趋。并已经采取了相关措施发展绿色制造技术进行应对，包括了绿色供应系统、绿色设计、绿色管理系统、拟建回收系统等[2]。
手机外壳为塑胶材料，塑胶材料成型需要模具，注塑模具作为手机制造业的一个重要分支,也是手机生产中重要的工艺设备,他具有高效、节能、低成本等优点,早已引起世界各国的重视，手机是否符合绿色标准与注塑模具是分不开的，因此注塑模具存在着如何减少资源消耗和环境污染的问题。
笔者将在对绿色制造概念介绍的基础上,提出基于绿色制造的模具设计、制造和检测的原则与方法。并介绍了知名企业的应用经验，供同行参考。
1．绿色制造定义
绿色制造的概念和内涵正在不断发展和完善，借鉴96年SME蓝皮书《GreenManufacturing》的观点:绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到回收处理的整个产品生命周期中，对环境的影响(副作用)为零或者极小，资源消耗尽可能小，并使企业经济效益和社会效益协调优化[3]。
绿色制造的研究对象是面向整个产品生命周期，以“绿色”贯穿始终，通过绿色设计与制造过程(绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色监控) 生产出绿色产品，产品寿命终结后再通过绿色处理后加以回收利用[4]。
2. 手机注塑模具制造过程及绿色设计
模具制造系统是一个输入资源（原材料、能源等），通过制造过程（包括产品设计、加工制造、装配出厂等）而输出产品（包括半成品）的输入输出系统，它同时产生废弃物，并造成一定的环境污染，这个过程可用图1表示。
在过去，更多的把保护环境的重点放在了污染物的“末端”控制和处理上，而忽略了污染物的全过程控制和预防。越来越多的事实证明，在制造全过程的各个环节都有产生环境问题的可能，如果从制造的准备过程就开始对全过程以及生产完成后的产品进行全面的分析评价，对可能产生的环境问题事先进行预测，环境面临的危害就会大大减轻，即须以绿色制造贯穿始终。
制造全过程的主要环节都直接影响制造资源的消耗。因此，在绿色制造实施中，首先从源头上综合考虑制造全过程各个环节对资源和环境的影响，即绿色设计。
绿色设计是指在模具及其寿命周期全过程的设计中，充分考虑对资源和环境的影响，在保证产品的功能、质量、开发周期和成本的同时，优化各有关涉及因素，使得模具及其制造过程中对环境的总体负面影响减到最小。
3． 基于绿色制造的注塑模具设计原则
注塑模具作为一种特殊产品具有两重性：(1)注塑模具是模具制造企业的产品；(2)注塑模具又为使用该模具的企业生产新的产品。而在模具设计与制造中这两方面就需要统筹考虑，既要在模具制造过程中采用绿色制造，也要考虑到利用模具加工产品时的绿色生产问题。
4. 绿色的注塑模具制造工艺
采用绿色加工工艺是实现模具绿色制造的重要一环，这里所提到的绿色工艺是指既能提高经济效益，又能减少对自然产生不良影响的工艺技术。它要求在提高生产效率的同时必须兼顾削减或消除危险废弃物及其它有毒化学品的用量，改善劳动条件， 减少对操作者的健康威胁，能生产出安全的并与自然兼容的产品 。
5.绿色监控
为验证采用注塑模具绿色制造方法生产的产品是否真正符合欧盟RoHS标准，就需要对注塑模具制造过程进行监控，对有害物质进行检测，引进新技术、新设备对产品进行实时监控，从而确保交给客户的产品真正符合绿色标准。
目前一些电子企业常采用以下方法测定电子产品中限用的六种有害物质含量：
(1)铅、汞、镉、铬、溴的测定：X射线荧光光谱(XRF)定性筛选法；(必须指出的是X射线荧光光谱测定分析方法仅能够提供在它的测定元素范围内的校准物质的信息。对于铬和溴应特别注意，这里的结果将反映样品中的总铬量和总溴量而不仅只是规定的六价铬、PBB和PBDE。因而如果发现有铬和溴存在时，必须采用其它测试程序来确定是否含有六价铬、PBB、PBDE。另一方面，如果没有发现铬和溴，那么样品中就不可能含有六价铬、PBB、PBDE)。
(2)汞的测定：利用电感耦合等离子发射光谱法（ICP-AES）测定；
(3)铅、镉的测定：利用电感耦合等离子发射光谱法（ICP-AES）测定；
(4)六价铬的测定：紫外分光光度计比色法测定；
(5)多溴联苯和多溴联苯醚的测定：利用气相色谱/质谱法（GC/MS）及高效液相色谱法测定；
采用以上方法可对手机产品及模具中含有的有害物质进行有效绿色监控.
结论及建议：
我国进入新世纪以来，已经成为全球模具设计和制造的中心。随着全球国际化制造的发展，和欧盟对电子产品的环保要求，各手机厂越来越重视绿色制造.
实施绿色制造不单纯是解决产品符合性的问题，更是一场争取市场竞争优势的竞赛，因此谁先符合要求，谁先得益。欧盟RoHS指令正式执行的时间为2006年7月，然而国际品牌大企业要求供货商配合的时间都相对早很多。国内大多数厂商为OEM、ODM企业，必须承受大企业要求的压力。国内厂商若现在不做，未来丧失市场机会的压力将愈来愈大。
本文作者创新点：
基于模具设计和制造的特点，有针对性的按当前欧盟对手机绿色环保的要求，结合当前手机设计和制造先进技术的应用，阐述了手机注塑模具设计和制造各主要环节的绿色方法和监控方法，对相关行业和企业具有借鉴和推广意义。
参考文献
[1]RoHS 指令：在电子电器设备中限制使用某些有害物质指令， 2003年1月27日欧盟议会和欧盟理事会发布，2006年7月1日起实施。
[2]胡兴军，我国机电产品出口遇到的绿色壁垒及突破口[J].世界制造技术与装备市场信息，2006(2)
[3]Melnyk S A， Smith R T. Green manufacturing. Dearborn，USA∶ Society of Manufacturing Engineers， 1996.
[4]刘飞等.绿色制造[M].北京:中国经济出版社，1999
注释：
CAD： 计算机辅助设计Computer Aided Design
CAPP：计算机辅助工艺设计Computer Aided Process Planning
CAM： 计算机辅助制造Computer Aided Manufacturing
OEM:委托制造代工 Original Equipment Manufacturing
ODM:委托设计和制造 Original Designing and Manufacturing