简述家电产品中的回收设计思路

蔡思琦

关键词：家电产品；回收设计；设计思路

1.家电产品回收设计的必要性

当前，电子产业的发展日新月异，电子产品更迭的速度也非常快，越来越多的电子废弃物已经成为全球性问题。电子废弃物指的是废气的电子电气产品、电子电气设备及其废气零部件、元器件。全球每年有大量的电子废弃物产生。据统计，欧洲每年约有600万吨电子废弃物产生。而且，整个欧洲每五年电子废弃物就会增长16%-28%，这一增速比废物总量的增长还要快3倍。

由于我国人口众多，因此每年有大量的电子废弃物产生，特别是家电产品。上世纪八九十年代投放市场的家电产品，总数超过2000万台，现在大多数已经到了寿命极限，进入报废期，这还不包括更大数量的报废手机。据相关统计，近几年我国每年有超过5000万台家电报废，而且每年增长20%，大量废旧家电的产生已经成为不可忽视的社会问题，根据这一增长趋势，结合目前市场上家电的更新换代速率，下表1中列举了2008年到2015年主要家电的增长变化情况。

表12008年—2015年我国家电废弃量（单位：万台）

从表中可见我国面临的来自废旧家电的压力越来越大。因此如何能促进废旧家电的高效回收利用，促进其再资源化，是摆在我国面前非常严峻的课题。

2.家电产品回收设计概述

从上述分析可知我国目前面临来自废旧家电的压力越来越大，而家电产品的回收设计是一种源头控制方法，它可以有效地解决家电产品生产、使用及达到使用寿命后的再利用、再生和回收处理问题。家电产品的回收设计是实现废旧家电有效回收所采用的手段和方法，即在进行家电产品设计时，充分考虑产品零部件及材料回收的可能性、回收价值大小、回收处理方法、产品结构工艺性等一系列问题，以达到零部件及材料资源和能源的充分有效利用，环境污染最小的一种设计思想和方法。资源回收和再利用是家电产品回收设计的主要目标，其途径一般有两种，即原材料的再循环和零部件的再利用。由于材料再循环的难度较大、成本高，目前较为合理的资源回收方式是零部件的再造或再利用。对回收及重复利用零部件的家电产品可行性研究表明：零部件的重复利用可使产品的最终成本下降30%。

3.家电产品回收设计准则

3.1产品整体的设计准则

①零件种类最少化；②联结的种类和数量最少；③不使用有害材料；④使含有高价值材料的零件具有好的可达性。

3.2子装配体的设计准则

①考虑选用材料的相容性；②采用会用的装配体；

3.3零件设计准则

①避免使用有毒或其它对环境有害的材料；②避免使用与标准回收过程不相容的材料和零件；③有限选用可再利用的材料；④对材料进行标识；⑤考虑使用回用零件。

3.4可拆卸结构设计准则

①在由不相容的材料组成的子装配体之间采用易拆卸的连接件；②设计可达性好的联结元素；③使用不需要专用工具进行拆卸的联接结构；④保护联接结构不受磨损和腐蚀；⑤避免选用破坏性拆卸方式。

4.家电产品中的回收设计思路

4.1设计的结构应易于拆卸

合理的部件结构应保持毫无损伤或方便地拆下目标零件（要回收的材料及重用的零部件），这可通过选用易于接近和分离的联结结构来实现。需要时，可将有害材料集成在一起，并能以一种简单的分离方式拆下。例如波轮式全自动洗衣机维护过程中最难拆卸的零件是洗衣机的离合器，拆卸难主要是结构问题，因此可以从以下几个方面改进结构设计，可使拆卸非常方便：①在托盘四方孔与离合器的四方轴配合处加含油轴套或尼龙轴套，方法简单易行，成本增加甚微；②托盘的四方孔改为内螺纹，直接旋紧于离合器轴上，面上加挡圈紧固；③在现有结构上，托盘方孔改为圆孔，面上加锁定垫圈，锁定垫圈上再用大螺母旋紧。④取消铝质托盘，压铸脱水桶时一并将桶底（现在的托盘）压铸出来，一体化结构，此法可大大降低产品成本。

4.2可重用零部件材料要易于识别分类

即可重用零件的状态（如磨损，腐蚀等）要容易且明确地识别，这些具有明确功能的可拆卸零件应易于分类，并根据结构，连接尺寸及材料给出识别标志。目前国外及国内的大部分电冰箱生产企业生产的电冰箱产品均标明了个部分结构材料的类型及其代号，使拆卸、分类非常方便。

4.3结构设计应有利于维修调整

设计的结构尽可能用简单的工具调整，布局应符合人机工程学原理，便于对拆下的零件进行再加工，易于调整及更换零部件。同时尽可能避免磨损或使磨损最小，根据任务分解原理，将易损件布局在能调整、再加工或需更换的零件上或区域内。

4.4尽可能利用回收零部件或

在回收零部件的性能、使用寿命满足使用要求时，应尽可能将其应用于新产品设计中；或者在新产品设计中尽可能选用回收的可重用材料；

4.5应便于分离拆卸不合理的材料组合

有些零件为满足使用性能要求，在目前状况下不得不采用不同材料组合，这样在设计时应从结构上考虑使其便于拆卸分离，便于以后回收。

4.6产品回收性能分析与评价

作为回收设计方案的评价，必须对产品的回收性能进行分析。产品回收性能分许主要是基于产品模型和产品回收经验数据，分析产品的实际回收策略，按照回收策略规划产品的拆卸工艺和产品及其零部件在利用工艺，并分析中这一过程的经济性和环境收益，最终对产品回收率、回收经济性等回收性能进行评价。在这一分析过程中，应充分考虑产品在其生命周期过程中各种因素的不确定性影响。

结束语：综上所述，家电产品的回收设计是一个复杂的设计过程，它涉及零件设计、材料选择和紧固方式和紧固件的选择等内容，通过家电产品的回收设计，从源头上改善了家电产品的回收性能，是提高资源、能源利用率的有效途径。

参考文献

[1]王玥.基于产品生命周期的可拆卸结构研究[D].北京服装学院.2013.

[2]曾北昌.面向家电产品的拆卸与回收设计技术研究[D].苏州大学.2010.

[3]郭砚荣，张秀芬.基于联接知识的产品可拆卸设计方法研究[J].2015.