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什么是水刀 水刀也叫水切割，或者高壓水射流切割技術，通過對水加壓后以水為刀，切割物體的技術，最早用于航天航空工業，由于有其不改變被切割物品的物理化學性能，速度快，效率高，成本低等優點，現在廣泛被應用于纖維，金屬，陶瓷，玻璃，復合材料等行業中產品的切割。
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水不僅有柔的一面，也有剛的一面，所以在中國古代就有滴水穿石的說法，認為世界上最鋒利的物質就是水，再堅固的東西在水滴長年累月的拍打下都會被改變，也許是從這里得到了靈感，人們就開始用水來切割那些堅硬的物體。 $ O0 ]3 t0 g% m5 R) i& U; @/ ^$ [) q9 l
這項技術最早被應用于采煤，采礦中，將水增壓后形成高壓水流，但這個水的壓力相對還是比較小，像現在經常看到環衛工人使用水流清理路面上的小廣告一樣，相對來說水流壓力并沒有多大。 % V, J2 j- j1 ?4 A; c; _0 W2 ]
水刀的發展
; c4 X6 ~3 w3 t' j# U& |上世紀40年代，美國人將水增壓后從設計的細小噴嘴高速流出，并且能用于工業加工，也證明了水刀有較大的切割能量，這也是真正意義的水刀。 " L' J3 [+ p0 k
后來蘇聯人將水切割的壓力增加到200MPa，能切割的物體就更多了。
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到60年代末，開始在高壓水流中增加金剛砂，石英砂等磨料，這樣水刀的威力就更加巨大了，幾乎可以切割任何堅硬的物體。 9 e3 ^! p. l6 S' v1 s7 i. O
進入新世紀后，水刀的發展和應用更加迅猛，已經改變了整個切割加工行業，更是在向智能化發展，現在已經出現了三軸，四軸，五軸甚至機器人水切割。 # M* |! e) c! I8 }" n' a; `
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水刀利用超高壓技術可以將普通的自來水加壓到300MPa ~ 500MPa壓力，然后再通過內孔直徑約0.05毫米的噴嘴噴射出來，形成速度約為800 ~ 1000米/秒的高速射流，該射流具有很高的能量，可用來切割軟性材料，如果再在射流中加入適量的磨料，則幾乎可以用來切割所有的軟硬材料，因此，毫無疑問，水刀是目前世界上最鋒利的“刀”。
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水刀切割時產生的熱量會立即被高速流動的水射流帶走，并且不會產生有害物質，材料無熱效應，還可實現任意曲線的切割加工。 / I! F: q9 | _
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水刀能夠切割什么主要是由水壓決定的，將水加壓到30MPa以上就是低壓水刀，可以進行一些簡單的切割工作，加到100MPa就成了高壓水刀，能滿足大多數的切割工作，水壓超過200MPa就是超高壓水刀，甚至可以切開金剛石，并且切割的寬度只有幾毫米，目前最高的切割壓力可達到600MPa，國內的商業水切割設備一般運行壓力在200MPa ~ 400MPa左右，最高達到了420MPa。
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1 _9 j4 T+ v+ w水刀工作原理水要達到切割的壓力，就需要增壓泵給水加壓，以達到想要的壓力，從油泵出來的低壓油，推動柱塞式液壓缸往復運動將水增壓。 / j* g' Q; J3 B% Z4 P
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另一方面，供水系統將水經過凈化處理，然后由水泵打出低壓水，進入增壓器的低壓水被增壓后，壓力升高，由于高壓水是經過增壓泵不斷往復壓縮后產生的，而增壓泵的活塞又是往復運動的，就會造成噴嘴發出的水射流壓力不穩定，為了滿足穩定的高壓水射流，就需要將產生的高壓水存入一個蓄能器中，再由蓄能器向噴嘴供應穩定的水射流。
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' q9 H2 X7 O! `3 ?經過壓縮后的水經過一個直徑微小的寶石噴嘴射出，為了增加切割能量，在噴嘴處有磨料與水混合，磨料不能在高壓水管路中添加，因為這樣很容易將管路磨穿，噴嘴為了應對高水壓，一般會用藍寶石或紅寶石噴嘴鑲嵌在金屬材料中，噴嘴根據電腦設定好的指令在軌道上移動，精確的在被切割物上噴射水流完成切割作業。
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; i, F4 |$ a. R) E# \8 W水刀成為工業界的加工工具后，就開啟了新的切割加工歷史，也被譽為下一個時代的工業趨勢，你想知道水刀到底有多鋒利嗎？來看看那些號稱世界上最堅硬的物體在水刀面前是怎么敗下陣來的吧。 9 Z& f( W6 ~* ~7 t
水刀在切割時出水壓力有多猛，有人用水刀去切割橡膠滾輪，當水柱靠近時滾輪快速旋轉，在水柱持續沖擊下轉動越來越快，輪子開始膨脹變大，最后炸裂彈開，原來水也如此暴力。 ) |, X0 t! s. ]: t: w. e5 [/ A
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防彈玻璃夠硬吧，多張防彈玻璃疊在一起，足有10厘米厚，在水刀面前輕松被撂倒。 ; F4 B$ |$ |! y9 |- [; h
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; e9 t. B' o) i. \/ I1 B4 I/ Y- F自然界中最堅硬的材質是金剛石吧，可當世界上最硬的金剛石遇到世界上最鋒利的水刀的時候，金剛石還是認慫了，瞬間被劈成兩半，試問世界上還有水刀切不了的東西嗎？
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發表于 2022-12-29 13:40:24
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