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1簡(jiǎn)介

水切割又稱水刀，即高壓水射流切割技術(shù)，是一種利用高壓水流切割的機(jī)器。在電腦的控制下能任意雕琢工件，而且受材料質(zhì)地影響小。因?yàn)槠涑杀镜停撞僮鳎计仿视指撸懈钫饾u成為工業(yè)切割技術(shù)方面的主流切割方式。

2分類

1.以加砂情況來分：水切割分為無砂切割和加砂切割兩種方式。

2.以設(shè)備來分：分為大型水切割機(jī)、小型水切割機(jī)、三維水切割機(jī)、動(dòng)態(tài)水切割機(jī)。

3.以壓力來分：分為高壓型和低壓型，一般以100MPa為界限。100MPa以上為高壓型，100MPa以下為低壓型。而200MPa以上為超高壓型。

4.以技術(shù)原理來分：分為前混式和后混式。

5.以安全切割來分：分為安全切割類和非安全切割類，區(qū)別主要在水壓上面，100MPa以下低壓型水切割可應(yīng)用于特種行業(yè)如：危化、石油、煤礦、危險(xiǎn)物處理等方面。

3特點(diǎn)

1. 數(shù)控成型各種復(fù)雜圖案；

2.屬冷切割、不產(chǎn)生熱變形或熱效應(yīng)；

3.環(huán)保無污染、不產(chǎn)生有毒氣體及粉塵；

4.可加工各種高硬度的材料，如：玻璃、陶瓷、不銹鋼等，或比較柔軟的材料，如：皮革、橡膠、紙尿布等；

5.是一些復(fù)合材料，易碎瓷材料復(fù)雜加工的手段；

6.切口光滑、無熔渣，無需二次加工；

7.可一次完成鉆孔、切割、成型工作；

8.生產(chǎn)成本低；

9.自動(dòng)化程度高；

10.24 小時(shí)連續(xù)工作 。

4發(fā)展歷程

萌芽

Norman Franz 博士一直被*為水刀之父。他是研究超高壓（UHP）水刀切割工具的人。超高壓的定義是高于 30000 psi。Franz 博士是一名林業(yè)工程師，他想尋找一種把大樹干切割成木材的新方法。1950 年，F(xiàn)ranz 次把很重的重物放到水柱上，迫使水通過一個(gè)很小的噴嘴。他獲得了短暫的高壓射流（多次超過了現(xiàn)用壓力），并能夠切割木頭和其它材料。他后來的研究涉及更為連續(xù)的水流，但他發(fā)現(xiàn)獲得連續(xù)高壓非常困難。同時(shí)，零件的壽命也以分鐘計(jì)算，而不是數(shù)周或數(shù)月。

Franz 博士從沒制造出一種量產(chǎn)的木材切割器。而木材切割卻是超高壓技術(shù)不重要的應(yīng)用之一。但 Franz 博士證明了高速會(huì)聚水流具有極大的切割能量－這種能量的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了 Franz 博士的夢(mèng)想。1979 年，Mohamed Hashish 博士在福祿研究室工作，開始研究增加水刀切割能量的方法，以便切割金屬和其它硬質(zhì)材料。Hashish 博士被*為加砂水刀之父，他發(fā)明了在普通水刀中添加砂料的方法。 他使用石榴石（砂紙上常用的一種材料）作為砂料。憑借這種方法，水刀（含有砂料）能夠切割幾乎任何材料。1980 年，加砂水刀次被用于切割金屬、玻璃和混凝土。1983 年，世界上套商業(yè)化的加砂水刀切割系統(tǒng)問世，被用于切割汽車玻璃。該技術(shù)的批用戶是航空航天工業(yè)，他們發(fā)現(xiàn)水刀是切割軍用飛機(jī)所用的不銹鋼、鈦和高強(qiáng)度輕型合成材料以及碳纖維復(fù)合材料的理想工具（已用于民用飛機(jī)）。從那以后，加砂水刀被許多其它工業(yè)采納，例如加工廠、石料、瓷磚、玻璃、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、建筑、核工業(yè)、船廠等等。

技術(shù)興起

20世紀(jì)末，水切割技術(shù)引入我國(guó)，經(jīng)歷了近5年的市場(chǎng)應(yīng)用及設(shè)備的改良，主要應(yīng)用于建筑陶瓷、石材、金屬加工、汽車工業(yè)、航空航天、軍工、石油化工等行業(yè)并得到良好的發(fā)展。 　21世紀(jì)初期，針對(duì)水切割技術(shù)在市場(chǎng)應(yīng)用中出現(xiàn)的相關(guān)問題以及技術(shù)單一性，便攜式水切割技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。 　便攜式水切割技術(shù)屬低壓水射流技術(shù)，即利用較低壓力（25 Mpa ~50Mpa）即可實(shí)現(xiàn)金屬及其他材料的切割作業(yè)。該技術(shù)的出現(xiàn)具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用意義。便攜式水切割技術(shù)的誕生為水切割技術(shù)的發(fā)展掀開了歷史性的一頁(yè)，是水切割技術(shù)領(lǐng)域的又一新突破，標(biāo)志著水切割技術(shù)進(jìn)入了便攜式水切割技術(shù)研究階段。 　便攜式水切割技術(shù)借鑒水切割技術(shù)的基本原理，拋開傳統(tǒng)水切割技術(shù)的后混式切割原理而進(jìn)行了技術(shù)的改革創(chuàng)新。該技術(shù)初期主要應(yīng)用于彈藥等危險(xiǎn)品的銷毀處理工作，隨著便攜式水切割技術(shù)的不斷完善，其應(yīng)用領(lǐng)域也近一步擴(kuò)大，主要應(yīng)用于排爆、石油化工、煤礦井下作業(yè)、工程施工、船舶制造等相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域。

技術(shù)發(fā)展

便攜式水切割系統(tǒng)是一種新型水切割設(shè)備，其具有體積小、重量輕、運(yùn)輸方便、切割效率高等特點(diǎn)，利用較低水壓即可對(duì)鋼板、陶瓷、大理石、水泥制品等進(jìn)行切割。因此便攜式水切割系統(tǒng)具有廣大的市場(chǎng)應(yīng)用前景，可滿足客戶對(duì)切割能力及作業(yè)環(huán)境的不同要求。 　在過去的市場(chǎng)實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用中，便攜式水切割系統(tǒng)表現(xiàn)出*的使用效果。其主要應(yīng)用于航彈銷毀、石化管道切割、危險(xiǎn)品處理、易燃易爆品切割作業(yè)。應(yīng)用效果明顯，切割過程中輕松消除所存在的安全隱患，成為了航彈銷毀、石化管道切割、油罐切割、油輪開孔之

5特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)

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、 無熱加工

因?yàn)樗遣捎盟湍チ锨懈睿诩庸み^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，這種沙在加工過程中不會(huì)產(chǎn)生毒氣，可直接排出，較環(huán)保。

5、 無需更換刀具

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，并能把刀頭的定位和切割速度在超過2000點(diǎn)/英寸（800點(diǎn)/cm）計(jì)算出來，你需要做的只是*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)雜的裝夾帶來的麻煩。

11、無切割方向之限制 → 可完成各種不同的切割形狀。

12、所產(chǎn)生橫向及縱向的作用力極小 → 可降低設(shè)定時(shí)間及使用夾治具的成本。

13、用同一種機(jī)器即可完成鉆孔及切割功能 → 可降低制程時(shí)間及切割成本。

14、不會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)或變形或細(xì)微的裂縫 → 不需二次加工，可節(jié)省時(shí)間及制造成本。

15、不會(huì)產(chǎn)生具毒性的氣體 → 可為操作人員提供更好的工作環(huán)境。

16、不會(huì)產(chǎn)生毛邊 → 可縮短工件制造所需時(shí)間及制造成本。

17、切口細(xì) → 可減少大量廢棄材料的產(chǎn)生，節(jié)省直接制造成本。

18、一次即可完成工件之切割且擁有良好的切邊品質(zhì) → 可降低制程時(shí)間及成本。

19、依設(shè)計(jì)及工件材質(zhì)的不同來作彈性的調(diào)整 → 可縮短從接單至成品產(chǎn)出的時(shí)間，提升產(chǎn)能，為企業(yè)帶來更多的商機(jī)。

6切割技術(shù)

由于能量梯度的作用，激光、氣體等離子、射流等切割手段在切面越深時(shí)（距噴嘴越遠(yuǎn)），切割能力越差，所以所形成的切割面往往不垂直于工件表面，被稱之為切割斜度，這是所有切割手段的一個(gè)固有缺陷。雖然通過提高切割能量或降低切割速度可以部分減小切割斜度，但依然存在不能*垂直切割的問題。于是，可傾斜切割頭的設(shè)想于1997 年被提了出來，國(guó)際上已有商用產(chǎn)品，這是解決切割斜度，提高精度直接有效的方法。其原理是通過在原有三軸平臺(tái)的基礎(chǔ)上再增加2 個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，刀頭可向任何方向擺動(dòng)，并利用預(yù)先在系統(tǒng)中設(shè)置的斜度模型，通過對(duì)切割軌跡的實(shí)時(shí)計(jì)算，再根據(jù)被切工件的材料與厚度進(jìn)行修正，在切割的過程中不斷地?cái)[動(dòng)切割頭，使得切割出來的工件達(dá)到的無斜度狀態(tài)。

7相關(guān)問題

切割材料

超高壓水刀可切割各種厚、堅(jiān)硬之材料：如不銹鋼、鋁、銅、鋼鐵、大理石、合金金屬、玻璃、塑料、陶瓷、磁磚及各種可看得到之材料。

切割精度

其切割工件之精度介于0.1mm～0.25mm之間。工件之精度決定于機(jī)器之精度、切割工件之大小及厚度。

切隙寬度

需視切割工作材質(zhì)大小厚薄與所使用的噴嘴而定。一般而言，加砂切割之切口約為1.0mm至1.2mm。隨著砂刀管的直徑擴(kuò)口，其切口也就愈大。

切割斜邊

所運(yùn)轉(zhuǎn)之切割速度決定其斜邊品質(zhì)。大部份所看到好的切割品質(zhì)之單側(cè)斜邊為0.1mm左右。

適用范圍

一般而言，以復(fù)雜圖案、厚、難切、易碎與怕熱之材料，適合使用水刀切割為加工設(shè)備。