20世紀(jì)以來，資源、環(huán)境問題正對人類社會生存與發(fā)展造成嚴(yán)重威脅。世界各國政府紛紛制定了各類可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略來引導(dǎo)社會行為，同時全球性的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整呈現(xiàn)出新的綠色戰(zhàn)略趨勢?！吨袊圃?025》中確立了“創(chuàng)新驅(qū)動、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本”的基本方針。2015年，中央政治局會議上提出“綠色化”，將“四化”戰(zhàn)略變成“五化”戰(zhàn)略?？梢钥闯?，制造業(yè)整體已向資源利用合理化，廢棄物產(chǎn)生少量化，對環(huán)境無污染或少污染的方向發(fā)展。面向生態(tài)和環(huán)境的綠色制造技術(shù)就在這樣的環(huán)境下產(chǎn)生，并已經(jīng)成為現(xiàn)代制造的一個重要領(lǐng)域。綠色制造就是最大限度的節(jié)約資源和能源，減少環(huán)境污染，有利于人類生存而使用的各種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、制造工藝、回收利用等基于全生命周期思維的系統(tǒng)技術(shù)的總稱。

合肥工業(yè)大學(xué)綠色設(shè)計(jì)與制造工程研究所自1994年起在國內(nèi)率先開展機(jī)電產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)與綠色制造研究，以電子電器產(chǎn)品、汽車、工程機(jī)械及其關(guān)鍵零部件等為研究對象，致力于產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)與制造理論、方法、技術(shù)及其應(yīng)用研究。目前已經(jīng)形成了一支由5名教授(其中博士生導(dǎo)師4名，黃山青年學(xué)者1名)、2名副教授、8名博士研究生，60多名碩士研究生組成的富有創(chuàng)新精神、銳意進(jìn)取、團(tuán)結(jié)合作的學(xué)術(shù)研究與開發(fā)隊(duì)伍。團(tuán)隊(duì)在國內(nèi)外學(xué)術(shù)會議以及學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文近500篇，其中被SCI、EI收錄共100多篇，共出版或翻譯學(xué)術(shù)著作9部;共申請專利40余項(xiàng)，獲得軟件著作產(chǎn)品8項(xiàng);榮獲國家科技進(jìn)步二等獎，安徽省科技進(jìn)步一等獎，中國機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)一等獎等多個獎項(xiàng)。

經(jīng)過20多年的發(fā)展，綠色設(shè)計(jì)與制造工程研究所逐步形成了以下主要研究方向

1)綠色設(shè)計(jì)方法、技術(shù)及工具;

2)產(chǎn)品再資源化理論、方法與裝備;

3)再制造工程理論、關(guān)鍵技術(shù)與裝備;

4)機(jī)電產(chǎn)品生命周期評估理論與方法。

研究方向一：綠色設(shè)計(jì)方法、技術(shù)及工具

綠色設(shè)計(jì)(Green Design, GD)，是指在產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)，著重考慮產(chǎn)品環(huán)境屬性(可拆卸性、可回收性、可維護(hù)性、可重復(fù)利用性等)，并將其作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，在滿足環(huán)境目標(biāo)的同時，保證產(chǎn)品應(yīng)有的功能、使用壽命、質(zhì)量等。綠色設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品綠色化的有效途徑，因?yàn)樵O(shè)計(jì)階段決定了產(chǎn)品制造成本的70%～80%，從設(shè)計(jì)階段將產(chǎn)品“綠色程度”作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，能夠從根本上解決部分產(chǎn)品尖銳的環(huán)境問題。

不同于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，綠色設(shè)計(jì)涉及產(chǎn)品整個壽命周期，在設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)人員、設(shè)計(jì)工藝和技術(shù)、設(shè)計(jì)目的等方面都存在著很大的不同。而研究產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)理論、方法與技術(shù)，可以從綠色設(shè)計(jì)理論體系、產(chǎn)品綠色性能評價(jià)、綠色產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法、綠色設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫與知識庫以及綠色設(shè)計(jì)支持工具開發(fā)等方面入手。

合肥工業(yè)大學(xué)綠色設(shè)計(jì)與制造工程研究所一直以家電、汽車等典型機(jī)電產(chǎn)品為對象，開展了綠色產(chǎn)品需求分析、綠色材料選擇、結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)、拆卸與回收設(shè)計(jì)以及相應(yīng)綠色設(shè)計(jì)工具的開發(fā)等方面的研究。

1)面向拆卸的機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)：可拆卸性是綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時選用易于拆卸的連接方式，并對拆卸工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)，制定相應(yīng)的拆解策略、最佳拆卸序列或路徑以及拆卸裝備。其中針對遙控器、手機(jī)、液晶顯示器、平板電腦、電話機(jī)、汽車等產(chǎn)品，對其連接結(jié)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，形成系統(tǒng)的智能拆卸設(shè)計(jì)理論與方法，使其具有特定環(huán)境中主動拆卸功能，便于拆卸分類，同時具備安全性和可靠性。

2)典型機(jī)電產(chǎn)品的低碳節(jié)能設(shè)計(jì)：結(jié)合產(chǎn)品工作過程分析，建立能量因素信息模型和能量因子之間的耦合關(guān)系，提出相應(yīng)節(jié)能設(shè)計(jì)與措施。針對空調(diào)器、洗碗機(jī)、數(shù)控機(jī)床等產(chǎn)品，完成了部分樣機(jī)設(shè)計(jì)，取得了階段性應(yīng)用成果。

3)機(jī)電產(chǎn)品綠色性能評估軟件工具：開發(fā)了綠色性能評估軟件工具，可以確定典型家電產(chǎn)品生命周期中的環(huán)境影響因素，并對其進(jìn)行定量或定性分析，為產(chǎn)品綠色性能的改進(jìn)提出建議，支持產(chǎn)品的改進(jìn)設(shè)計(jì)過程。

4)典型機(jī)電產(chǎn)品的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)：通過實(shí)地調(diào)研、數(shù)據(jù)共享、網(wǎng)絡(luò)資源等方式統(tǒng)計(jì)了綠色冰箱產(chǎn)品的數(shù)據(jù)資料，基于綠色產(chǎn)品BOM信息以及國內(nèi)外冰箱相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)信息，構(gòu)建了冰箱產(chǎn)品設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫。

研究方向二：產(chǎn)品再資源化理論、方法與裝備

廢舊產(chǎn)品再資源化是指將在社會生產(chǎn)和消費(fèi)過程中產(chǎn)生的，仍有一定價(jià)值，可回收并直接或間接利用的各類廢棄產(chǎn)品進(jìn)行回收加工重新創(chuàng)造價(jià)值從而再利用的過程。產(chǎn)品再資源化是綠色制造的重要內(nèi)容，其主要包括將廢舊產(chǎn)品直接作為原料進(jìn)行利用，或者對廢舊產(chǎn)品進(jìn)行再生利用，或者對其進(jìn)行處理、修復(fù)、翻新等工藝措施后繼續(xù)作為相關(guān)產(chǎn)品的部件予以再次使用。

廢舊產(chǎn)品再資源化內(nèi)涵包括產(chǎn)品回收和重新創(chuàng)造價(jià)值兩個方面。研究產(chǎn)品再資源化理論、方法與裝備，可以從產(chǎn)品回收利用率和再生利用率分析、廢舊裝備及機(jī)電產(chǎn)品及材料工作末端的回收工藝研發(fā)、產(chǎn)品再資源化工藝流程規(guī)劃及決策、關(guān)鍵再資源化工藝裝備和拆卸工具研發(fā)等方面入手。

合肥工業(yè)大學(xué)綠色設(shè)計(jì)與制造工程研究所一直以廢舊電子電器、汽車、工程機(jī)械等產(chǎn)品及其關(guān)鍵零部件為研究對象，分析其回收利用率和再生利用率，研究相關(guān)拆卸方法、回收工藝設(shè)計(jì)、規(guī)劃及決策，開發(fā)回收工藝裝備和拆卸工具，實(shí)現(xiàn)回收過程的高效化和清潔化。

1)廢舊家電回收處理技術(shù)：對廢舊家電產(chǎn)品整機(jī)及其關(guān)鍵零部件的回收處理方法與技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究，針對冰箱、空調(diào)器等制冷設(shè)備的壓縮機(jī)，開發(fā)相應(yīng)的回收處理裝備，實(shí)現(xiàn)廢舊家電出品的高效、高值利用。

2)LCD顯示器回收工藝：基于液晶顯示器玻璃面板的結(jié)構(gòu)與材料特點(diǎn)，開展了液晶及ITO的回收機(jī)理及方法、面板高效無損分離方法等方面研究，研發(fā)了基于超聲波/超臨界/溶劑法的LCD分解與液晶高效回收工藝。

3)熱固性塑料回收工藝及裝備：針對熱固性塑料廢棄物目前在回收利用中較難再資源化的問題，研發(fā)了熱固性塑料的機(jī)械物理微細(xì)粉碎再生技術(shù)，開發(fā)了熱固性塑料再生工藝與裝備。

4)碳纖維復(fù)合材料回收與再資源化技術(shù)與裝備：針對高性能碳纖維復(fù)合材料(CFRP等)，研發(fā)了超臨界混合流體回收高性能碳纖維關(guān)鍵技術(shù)與工藝平臺。建立了超臨界正丁醇降解回收碳纖維環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，?yōu)化回收工藝參數(shù);回收的碳纖維單絲拉伸強(qiáng)保持率在93%以上，進(jìn)一步研發(fā)了碳纖維絲回收再利用關(guān)鍵技術(shù)，并構(gòu)建了超臨界流體降解CFRP的回收設(shè)備系統(tǒng)模型。

5)汽車再資源化技術(shù)分析：對整車及關(guān)鍵零部件進(jìn)行拆卸分析，建立最優(yōu)的拆卸流程，測算整車的回收利用率及再生利用率，為整車的拆卸回收性能分析與設(shè)計(jì)提供依據(jù)，為車輛出口、滿足ELV等指令的要求提供保障。

6)超高壓水射流回收子午線輪胎技術(shù)：針對子午線輪胎使用、報(bào)廢量快速增長的現(xiàn)狀，應(yīng)用超高壓水射流技術(shù)，開展子午線輪胎回收技術(shù)研究。搭建了實(shí)驗(yàn)平臺，優(yōu)化了工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了部分脫硫，提高了膠粉的再利用性能。

7)壓縮機(jī)智能化拆解專用設(shè)備：研發(fā)了適應(yīng)圓形、橢圓形或帶圓角的矩形等橫截面形狀的壓縮機(jī)智能化拆解專用設(shè)備。開蓋過程對壓縮機(jī)內(nèi)部零件表面無損傷，開蓋速度可達(dá)40-49個/小時，自動化程度可達(dá)85%。

8)廢舊線路板自動脫焊專用設(shè)備：研發(fā)了由加熱部件、送料機(jī)構(gòu)、振動分選部件、沖擊部件等部件組成的廢舊線路板自動脫焊專用設(shè)備。設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動溫度和時間控制，其中元器件分離率大于80%，2-3塊/分鐘，滿足國家環(huán)保要求。