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水刀介绍

已有 449 次阅读2011-3-24 11:09 |个人分类:水刀知识|

水刀原理

水刀技术虽然看似简单，但却极其复杂。当强制穿过细小开口把水压升高到55，000PSI时，它就能够切割各种软性材料，例如食品、纸张、婴儿尿布、橡胶和泡沫等。当在水射流中夹入少量砂料，例如石榴砂，其“加砂水刀”可切割任何硬质材料，例如钢材、化合物、石头和玻璃等。也可以给UHP水流增加动力，完成各种表面清洗的应用，例如清洗船舰和汽车喷漆设备等等。

水刀优势

超高压水刀（UHP）技术以其备受赞誉的动力、速度及多功能性成为世界上发展最为迅速的机床工艺。

制造商们将超高压水刀应用到他们的生产中后，取得了更高的效率及更强的生产能力。如今，水刀能够快速且精确地切割从食品、纸张到复合材料、钢材甚至稀有金属等各种材料。

采用水刀技术您能感受到:

· 更强的切割能力

轻松切割几乎任何材料，满足各种应用

冷加工方式，无热效应，不会产生机械变形

仅用一步，就能将厚度从1/16in（1mm）到8in（200mm）的材料切割成任意形状

纯水水刀可快速切割各种软性材料，如橡胶、软木、泡棉等

纯水水刀模式切换至加砂水刀模式只需不到两分钟

加砂水刀可切割各种硬质材料，如金属、石材、塑料、复合材料、玻璃及石材等，且切边品质良好

· 降低材料及生产成本

极少夹具及机加工需求

切割精确且边缘工整，能满足紧密排版的要求。减少废品的产生同时，提高利润和生产率

· 绿色技术、互补工艺

水刀在生产中可作为其它切割方式，如线切割、激光、铣切及等离子的互补技术

尽管每一个车间都有其独特的切割工艺要求，但大多数都会发现水刀既提高了他们的生产能力，又增加了利润

水刀切割无粉尘、无有毒气体及其它气体杂质，不会产生任何有毒物质

水刀历史

Norman Franz博士一直被公认为水刀之父。他是研究超高压（UHP）水刀切割工具的第一人。超高压的定义是高于30000psi。Franz博士是一名林业工程师，他想寻找一种把大树干切割成木材的新方法。1950年，Franz第一次把很重的重物放到水柱上，迫使水通过一个很小的喷嘴。他获得了短暂的高压射流（多次超过了现在使用的压力），并能够切割木头和其它材料。他后来的研究涉及更为连续的水流，但他发现获得连续高压非常困难。同时，零件的寿命也以分钟计算，而不是今天的数周或数月。

Franz博士从没制造出一种量产的木材切割器。而今天木材切割却是超高压技术最不重要的应用之一。但 Franz博士证明了高速会聚水流具有极大的切割能量－这种能量的应用远远超出了 Franz博士的梦想。

1979年，Mohamed Hashish博士在**研究室工作，开始研究增加水刀切割能量的方法，以便切割金属和其它硬质材料。Hashish博士被公认为加砂水刀之父，他发明了在普通水刀中添加砂料的方法。他使用石榴砂（砂纸上常用的一种材料）作为砂料。凭借这种方法，水刀（含有砂料）几乎能够切割任何材料。1980年，加砂水刀第一次被用于切割金属、玻璃和混凝土。1983年，世界上第一套商业化的加砂水刀切割系统问世，被用于切割汽车玻璃。该技术的第一批用户是航空航天工业，他们发现水刀是切割军用飞机所用的不锈钢、钛和高强度轻型合成材料以及碳纤维复合材料的理想工具（现在已用于民用飞机）。从那以后，加砂水刀被许多其它工业采纳，例如加工厂、石料、瓷砖、玻璃、喷气发动机、建筑、核工业、船厂等等。
基本技术既简单又复杂。在最基本的情况下，水从泵流过，经过管道，然后从切割刀头流出。其说明、操作和维护都很简单。但是，这一过程包含非常复杂的材料技术和设计。为了生成和控制60000psi的水压，需要书本上没有的科学技术。在这种压力下，如果设计不当，微小的泄漏有可能对工件造成永久的侵蚀性损害。幸运的是，水刀制造商采用了复杂的材料技术和先进工程设计。用户只需了解基本的水刀操作知识即可。

从本质上讲，有两类水刀：（1）纯水水刀和（2）加砂水刀。设备设计为只能使用纯水水刀、只能使用加砂水刀、或二者均可。无论何种形式，必须首先对水加压。

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