作品名稱：“微納精磨”——基于納米顆粒水射流技術(shù)的微結(jié)構(gòu)陣列模具綠色磨削系統(tǒng)
學(xué)校名稱：山東理工大學(xué)
參賽隊伍：皇家隊
隊伍編號：203435
參賽學(xué)生：王雷 劉明靜 王興業(yè)
指導(dǎo)老師：高海波 劉永啟
投票日期：2024年10月08日 00:00->2024年12月05日 15:00
請在微信端進行投票。點此掃描二維碼。
為減少碳排放量，承擔環(huán)境問題責任，推進生態(tài)文明建設(shè)和高質(zhì)量發(fā)展，我國政府于2020年9月提出2030年前碳達峰、2060年前碳中和目標，但中國的排放量在2023年增長約5.65億噸，達到了126億噸二氧化碳當量，是迄今為止全球最大的增幅。據(jù)統(tǒng)計中國每年廢氣排放量約6.5億噸，其中0.5億噸由工業(yè)廢水排放產(chǎn)生，故制造業(yè)實現(xiàn)綠色制造轉(zhuǎn)型升級對實現(xiàn)目標至關(guān)重要。
在傳統(tǒng)機械加工中，通常采用澆注金屬加工液的方式，但傳統(tǒng)切削液會使冷卻潤滑液的供給、處理等費用增加，占工件制造成本的12%～17%，且澆注過程中會產(chǎn)生有害氣體和顆粒物，如重金屬和氧化物，危害環(huán)境和人體健康，還存在巨額后處理成本等缺點。以汽車配件廠為例，其水基切削液年使用量為15-20噸，排放廢液達50-60噸，只用一次就簡單處理排放，使用成本高，廢液排放量也大。
針對傳統(tǒng)冷卻方法，我們提出新型納米顆粒水射流輔助磨削系統(tǒng)，這是一種綠色冷卻潤滑方式，通過改變噴嘴結(jié)構(gòu)并在冷卻流體中加入納米顆粒實現(xiàn)冷卻潤滑效果。納米顆粒水射流輔助磨削系統(tǒng)加工是采用壓縮空氣與微量潤滑油液混合并霧化后送入磨削加工區(qū)的冷卻潤滑方式，壓縮空氣能冷卻和排屑，潤滑油粘附到工件表面生成摩擦油膜起潤滑作用。這種加工模式能最大限度降低磨削液使用，減小對環(huán)境影響，是無污染、環(huán)境友好的綠色制造技術(shù)。
納米顆粒水射流兼具沖擊射流強化傳熱和納米顆粒優(yōu)異潤滑特性，創(chuàng)新出面向微結(jié)構(gòu)陣列模具的納米顆粒水射流輔助磨削系統(tǒng)，不僅改善了加工冷卻效果，還降低了磨削加工中冷卻流體對砂輪與工件的磨損，同時減少了潤滑介質(zhì)的使用和廢料的產(chǎn)出，是實現(xiàn)低耗環(huán)保的新型綠色冷卻潤滑系統(tǒng)。
