低壓水刀

除低成本切割外，水刀還被認(rèn)為是世界上功能最多樣、增長(zhǎng)速度最快的加工技術(shù)(根據(jù) Frost & Sullivan 和Market Intelligence Research公司的報(bào)告)。水刀在全球范圍內(nèi)廣泛用于高產(chǎn)量應(yīng)用。它與其它技術(shù)(銑床、雷射、EDM、等離子和刨床)相輔相成。水刀切割不使用有毒氣體或液體，不會(huì)產(chǎn)生有毒的物質(zhì)或蒸汽。水刀切割表面不留任何HAZ或機(jī)械變形。它是一種真正的多功能 、高效率冷切割技術(shù)。

水刀已經(jīng)證明自己可以完成其它技術(shù)無(wú)法處理的工作。從在石材、玻璃和金屬上切割極薄的細(xì)節(jié)，在鈦合金上快速鉆孔，切割食品、直至對(duì)飲料和溶液進(jìn)行殺菌消毒，水刀已經(jīng)證明了它獨(dú)一無(wú)二的價(jià)值。

人類自古就利用水流的沖擊力，制成水車(chē)、水磨等水力機(jī)械。如果水流從高壓水槍中噴出，其沖擊力就更大。前蘇聯(lián)用于采煤工業(yè)，名曰水力采煤。高速噴出的水流受阻于煤層，速度驟然下降，頃刻間會(huì)產(chǎn)生足夠大的沖擊力，使煤層出現(xiàn)脆性斷裂，完成采煤作業(yè)。受此啟發(fā)，前蘇聯(lián)科學(xué)家開(kāi)發(fā)出高壓水噴流切割技術(shù)，而美國(guó)公司取得了此項(xiàng)技術(shù)的專利權(quán)，使之商品化。

普通水經(jīng)過(guò)一個(gè)超高壓加壓器，將水加壓至4,000 bar (60,000psi)，然后通過(guò)一個(gè)細(xì)小的噴嘴(其直徑為0.004英寸至0.016英寸)，可產(chǎn)生一道每秒達(dá)915公尺(約音速的三倍)的水箭，此道水箭可做各種表面處理及切割各種非金屬物質(zhì)如紙類、紙尿褲、玻璃、纖維、海綿等。

而針對(duì)要切割金屬及較硬的材質(zhì)如各種石材、玻璃、陶瓷、磁磚等材質(zhì)時(shí)，福祿另開(kāi)發(fā)出具專利及更完善的設(shè)計(jì)，就是將砂料與水箭混流以增強(qiáng)其切割能力，此種高速度的加砂水刀幾乎可切割任何材質(zhì)。

要做到這點(diǎn)，對(duì)水、管道、噴口都有比較高的需求。如管道，水刀是用高壓工具把水加壓后射出來(lái)的，必須擁有極高的壓力才能把堅(jiān)硬的切割材料切開(kāi)，所以管道必須能承受極高的壓力，這個(gè)壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于700兆帕，因?yàn)楸′摪?被切割材料)本身就能承受700兆帕的壓力。

其次，水刀用的水完全沒(méi)有雜質(zhì)是不對(duì)的。因?yàn)樗畨哼h(yuǎn)遠(yuǎn)大于700兆帕，那么對(duì)于管道等密封設(shè)備而言，無(wú)論密封性能多么好，純水總會(huì)使它們磨損而滲漏。為了解決這個(gè)問(wèn)題，水刀用水就要加入5%的可溶性乳化油，提高密封效果。對(duì)于高壓泵，也要加入一些油液提高其密封性能。

上面說(shuō)過(guò)了，水刀的噴嘴是用硬質(zhì)合金、藍(lán)寶石等材料做成的，噴口直徑僅0.05毫米，而且孔內(nèi)壁光滑平整，能承受1700兆帕的壓力，所以噴出來(lái)的高壓水能像刀一樣切割材料。有些水還加入了一些長(zhǎng)鏈聚合物，如聚乙烯氧化物，增加水的"黏度"，使噴出的水猶如一條"細(xì)線"。

它的加工精度高，切割寬度只有0.1-0.8毫米，可以加工型面復(fù)雜的零部件。加工后的零部件切口光滑整齊，無(wú)須修整。尤其對(duì)易熱變形材料的加工，"水刀"更具獨(dú)特優(yōu)越性。

"水刀"，正因?yàn)樗皇堑?，它不像刀具那樣存在磨損問(wèn)題，摻入水噴流中的磨料和廢水可回收使用，設(shè)備又較為簡(jiǎn)單，加工成本低廉。加工過(guò)程中引起的振動(dòng)和噪聲都很小，切屑量?jī)H是機(jī)械加工的15%-20%，并且碎屑隨水流走，不會(huì)飛揚(yáng)傷及操作者，才開(kāi)拓了廣闊的用武之地。對(duì)復(fù)合材料的切割是加工中的棘手問(wèn)題。如采用傳統(tǒng)的加工方法，會(huì)出現(xiàn)分層和撕扯現(xiàn)象，而"水刀"正是解決這個(gè)問(wèn)題的理想工具。用"水刀"來(lái)清除部件的陶資涂層，效果優(yōu)于機(jī)械方法和化學(xué)方法。"水刀"可用于沖孔，粉碎材料。船體及螺旋槳表面的附著物，化工管道中的積垢，用"水刀"來(lái)清洗也很方便。

"水刀"還可以用于外科手術(shù)。〔東京大學(xué)醫(yī)學(xué)院用壓強(qiáng)0.7兆帕的"水刀"在家兔身上做試驗(yàn)，表明它可用于肝、腎等器官的手術(shù)，不會(huì)損傷周?chē)M織，也不易引起感染?！场?/p>

為了更好地減低成本，工程師們和制造商們不斷地探索，現(xiàn)在水刀能做到很有效地降低成本以創(chuàng)更大利潤(rùn)。因此有必要學(xué)多一些水刀的應(yīng)用技術(shù)以采用最低的切割成本去創(chuàng)造更大利潤(rùn)。

在切割成本而言，水刀加工業(yè)被認(rèn)為是最萬(wàn)能的和最快速成長(zhǎng)的行業(yè)，除了上述之外，水切割機(jī)是目前在世界上最高產(chǎn)能的一種機(jī)器，它優(yōu)于其他的加工技術(shù)，如火焰切割，等離子加工，激光加工，電火花加工，車(chē)銑刨加工等。同時(shí)，水切割不會(huì)產(chǎn)生有害的氣體或液體，不會(huì)在工件表面產(chǎn)生熱量，它是真正的多功能的，高效率的，冷切割加工。

水刀切割展示出它能做一些其他簡(jiǎn)單的工藝不能完成的加工，它可以在鈦上打孔，可在石頭或玻璃上切割各種花樣，這些都表現(xiàn)出了水刀自身的獨(dú)特性。它在切割材料時(shí)沒(méi)有產(chǎn)生熱，在這種冷態(tài)加工過(guò)程中，它產(chǎn)生的超音速的水箭射在切割材料表面時(shí)能達(dá)到理想的效果，水與沙的混合，更加增強(qiáng)了其切割能力。

高壓水是怎樣產(chǎn)生的

這基本原理是既簡(jiǎn)單又復(fù)雜。水射流是從加壓泵開(kāi)始，通過(guò)高壓管，然后從切割噴頭射出來(lái)。非常簡(jiǎn)單的解釋。然而，它是經(jīng)過(guò)了十分復(fù)雜的設(shè)計(jì)，才能產(chǎn)生60000PSI的壓力。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，有處小小的滲漏都會(huì)對(duì)部件持久地侵蝕導(dǎo)致?lián)p壞。所以生產(chǎn)商和工程師們會(huì)小心地處理高壓材料的加工工藝，利用特殊的科技組合這種機(jī)器。使用者只需要知道基本的操作知識(shí)。

切割機(jī)在1982年應(yīng)用在工業(yè)上，最早的在1970年就已出現(xiàn)，在工業(yè)上主要是應(yīng)用在汽車(chē)，航空，玻璃行業(yè)，從這些切割中不斷的提高精確度。磨料切割機(jī)的壓力可達(dá)到55,000PSI,這種高壓水通過(guò)一個(gè)細(xì)小的噴嘴以762m/s 的速度射出，這種速度是音速的2.5倍。

把石榴沙混入這種高速度的水射流中，通過(guò)在混合管中混合，然后以305M/秒的速度直接從沙管中射出到被加工的材料，這種切割過(guò)程其實(shí)是一種磨碾切割的過(guò)程，這種力量和動(dòng)作都是由水產(chǎn)生的。

1、 可切割范圍廣

可以切割絕大部分材料，如:金屬，大理石，玻璃 等等。

2、 切割質(zhì)量好

平滑的切口，不會(huì)產(chǎn)生粗糙的，有毛刺的邊緣。

3、 無(wú)熱加工

因?yàn)樗遣捎盟湍チ锨懈?，在加工過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生熱(或產(chǎn)生極少熱量)，這種效果對(duì)被熱影響的材料是非常理想的。如:鈦。

4、 環(huán)保性

這種機(jī)器采用水和沙切割，這種沙在加工過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生毒氣，可直接排出，較環(huán)保。

5、 無(wú)需更換刀具

你不需要更換切割機(jī)裝置，一個(gè)噴嘴就可以加工不同類型的材料和形狀，節(jié)約成本和時(shí)間。

6、 減少毛刺

采用磨料砂的水刀切割，切口只有較少的毛刺

7、 編程迅速

程序主要是由CAD制圖軟件生成，你可以在layout中隨意設(shè)計(jì)線圖，或輸入從其他軟件中生成的DXF文件，另外，機(jī)器支持第三方軟件，如nesting嵌套排版軟件(用于把圖形在工件中添滿，能最大限度地減少工件損耗) .

8、 快速的編程

可以把其他軟件生成的程序調(diào)入機(jī)器，它能夠從CAD建立起刀具路徑，并能把刀頭的精確定位和切割速度在超過(guò)2,000點(diǎn)/英寸(800點(diǎn)/cm)計(jì)算出來(lái)，你需要做的只是指定你要切割的材料和厚度，其他的工作交給機(jī)器去完成.

9、 與其他設(shè)備組合，可以進(jìn)行分別操作.

水切割機(jī)可和其他的加工設(shè)備組配(如鉆削頭)，充分利用其性能，優(yōu)化材料利用程度.

10、 減少調(diào)整次數(shù)

對(duì)工件只需要很小的側(cè)壓就能固定好，減少?gòu)?fù)雜的裝夾帶來(lái)的麻煩.