立式注塑机绿色化是21世纪立式注塑机制造的一个重要特征。环境保护部、发展改革委、财政部三部委发布的《重点区域大气污染防治“十二五”规划》中，“塑料产品制造、装备制造涂装”的生态环境属性进入国家VOCS排放和PM2.5指数的重点关注的视野。可见，立式注塑机生态环境属性将成为市场准入的绿色壁垒。立式注塑机绿色设计是实现立式注塑机生态环境属性的基础。本文分析了立式注塑机绿色设计的属性，结合设计实际阐述了立式注塑机的机构、动力驱动系统、控制系统、清洁技术等绿色设计存在的问题并提出研发重点和解决的建议及措施，探讨了注塑成型柔性模块化的绿色设计，研究了绿色设计技术的科学发展及绿色设计服务于绿色注塑工程的发展领域，论述了绿色注射成型技术设计的研发领域，指出绿色设计服务于绿色注塑工程技术发展才有市场价值。

1    立式注塑机绿色设计的属性

        立式注塑机绿色设计理念是人类在探索实现可持续发展途径过程中的一个重要成果，是设计理念的一次革命性飞跃。

        绿色设计以节约资源和保护环境为宗旨。立式注塑机绿色设计是促进注塑成型工程向高能效、低能耗、低碳排放的模式转变的科学技术，其核心是人与自然、社会运作模式与自然的和谐共生。

1.1    绿色设计的理念属性

        绿色设计是整合设计与科学的有效集成，基于生态学研究的以保护环境质量、尽量减少能源与资源的消耗、满足用户对产品环境属性和经济属性需求的全新的设计理念。

        绿色设计更强调立式注塑机的服务型制造理念，即立式注塑机的绿色设计为实现和发展绿色塑料制品而服务。

1.1.1    绿色设计的设备生命周期属性

        绿色设计的设备生命周期理念是从“设备的制造到投入使用”延伸到“使用回收利用及处理处置”；生命周期“使用”理念，由传统立式注塑机的狭义“单一成型功能”扩展到广义“多种成型功能”。实现设备能满足当前和将来相当长一段时间内的市场需求，最大限度地减少产品过时，延长产品的“使用”周期，降低了社会物质资源的消耗及制造能源消耗。

1.1.2    绿色设计的目标属性

        传统的立式注塑机设计目标是设备达到设计方案的各项指标，主要包括技术参数、性能、功能、目标成本，对设备的生态环境属性考虑很少，特别是往往不予考虑设备在后续生命周期内的生态环境属性。

        绿色设计目标突出生命周期内生态环境属性，并且生态环境属性统率传统的设计目标。绿色设计在设计阶段纳入设备在整个生命周期内（设计、制造、运输、销售、使用或消费、废弃处理）产品的生态环境属性（自然资源的利用、对环境和人的影响、可拆卸性、可回收性、可重复利用性等），以现代能源技术、材料技术、生物技术、污染治理技术、资源回收技术、环境监测技术、清洁生产技术、网络技术、数字技术等科学技术为指导，设备及其系统、部件，直至零件的设计必须实施从方案的确定、设计的方法、材料的选择、加工形式及工艺、回收利用及处理等生命周期的各个环节，围绕绿色材料、绿色结构、绿色制造、绿色成型加工、绿色能耗、绿色包装、绿色再制造、绿色维修、绿色服务等全套绿色方案进行发展和研发，预先防止设备对生态、环境、能耗、资源、清洁等产生负作用，实现设备与人、自然环境、社会环境的和谐关系。

1.1.3    绿色设计的责任属性

        传统设计只对本企业承担责任，而绿色设计提出了产品设计者和生产企业在环境保护、节约资源方面应承担的社会责任。发达国家已实施，企业不但要承担设备“三包”，还应承担设备生产过程中保护生态环境的责任、产品回收和再利用的义务，这也是我国绿色设计的责任发展方向。

1.1.4    绿色设计的对象属性

        立式注塑机绿色设计更重要的是实现塑料制品的绿色化：成型加工低成本化、节能化、无害化；成型制品减量化、薄壁化、复合化、低应力化、大型化、精密化、高端化；制品应用领域宽广化、深度化。

        传统设计的对象仅限于立式注塑机，绿色设计把设计对象扩大到注塑成型加工技术全套绿色方案，即从设备（包括立式注塑机、周边设备、环保设置、控制系统等）到成型加工（包括成型加工工艺、控制软件、制品后处理等）的全套绿色设计方案及实施技术，并把实现注塑制品的绿色技术进步作为衡量设备绿色设计市场化成效的评价依据。

1.2    绿色设计的技术要素属性

        绿色设计在设备开发之前应该建立基于环境因素的设计规范，以保证制造及装配过程、运输销售过程、成型加工过程、回收再生过程都不会引起环境问题。

        传统设计是以设备的质量、成本为设计主要素。绿色设计是在传统的设计要素上增加环保、资源、能耗三个生态环境属性，而且对质量、成本的要素属性的内涵也不同。

1.2.1    环保属性

        绿色设计在产品的设计阶段考虑设备生命周期内对环境所产生的影响，最大限度地减少制造对环境的负面影响，在制造、使用和废弃/回收再生过程中考虑诸如噪音、振动、热、化学物质以及点辐射等对人类健康损害的要素。

        设备运行的环境属性已列入大气污染的原素。塑料产品生产企业的VOCs治理措施为原料准备、塑料制造、塑料成型加工环节VOCs综合治理。

        污染排放主要包括：废弃物、废水、废气、粉尘排放、高分子材料热分解污染、噪声污染、电磁电子干扰等。

1.2.2    资源属性

        绿色设计以最少的资源投入来达到既定的目的，进而从源头就注意节约资源，实现低碳排放。资源消耗主要包括：原材料消耗、制造中的物料消耗、包装消耗、运输消耗、使用消耗等。

        资源循环经济属性：绿色设计不仅研究在制造过程中物资的有效利用，初期充分考虑在销售、使用和废弃/回收再生过程中物资的回收的可能性、回收价值的大小、回收处理方法、回收处理结构工艺性等与回收性有关的一系列技术，最终达到零部件材料资源、能源的最大利用，并对环境污染为最小。可回收性设计包括可回收材料、可回收工艺、可回收性经济评介、可回收性结构设计等内容。要求生产出来的物品在完成其功能后能重新变成可以利用的资源，而不是不可恢复的垃圾。

        资源循环回收利用有两种情况：一是原级再循环，即废物质被循环用来产生同种类型的物质；另一种是次级再循环，即将废物资源转化为其他产品的原料。从对这两种循环的定义来看，原级再循环能够更好的节省自然资源，也是绿色设计中提倡的方式。