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水刀是什么?假如手碰到水刀会怎么样?

2022-09-10 05:02 作者:Zalgo-Pie枣糕派  | 我要投稿

水刀,顾名思义,就是以水为刀,专业名词叫做高压水射流切割技术。可以对任何材料进行任意曲线的一次性切割加工,就算是最坚硬的金刚石也不在话下。

首先,我们先了解一下水刀的发展史。1936年,美国和前苏联尝试将水进行加压,就这样形成了高压水射流,主要用来进行矿区采矿作业。

1950年,美国高压之父弗兰兹将水增压后使其从细小的喷嘴中高速流出,形成高压射流,可以对木头进行切割,水刀正式问世。

1979年,穆罕默德哈希什博士开始研究如何使水刀切割更硬的物体,后来发现在普通的水刀中加入砂纸上的一种材料石榴砂后,水刀的切割能力成倍增加,几乎能够切割任何材料。

1980年,世界首台商用加沙水刀切割系统诞生,最早使用的行业是航空航天,效果出乎意料,水刀也开始受到人们的重视。到了2000年之后,高压水刀切割技术的发展已经非常完善,而且实现了智能化,三轴、四轴、五轴的水刀也相继问世。

目前,水刀已经广泛应用于石材、陶瓷、航空航天、玻璃等各行各业。那么水刀的工作原理又是什么呢?

水刀加工设备由超高压泵、水刀切割头装置、水刀x-y可移动平面切割台、CNC控住器及CAD/CAM软件包等组成。

工作原理其实非常简单,就是利用超高压技术,将普通的自来水通过增压泵推动柱塞式液压缸往复运动,将水加压到250-400Mpa压力,然后再通过内孔直径约0.15-0.35mm的宝石喷嘴喷射出。

由于高压水是经过增压泵往复压缩后产生的,而增压泵的活塞又是往复运动的,就会造成喷嘴发出的水射流压力极其不稳定,所以需要先将高压水存入一个蓄能器中,再通过蓄能器向喷嘴供应稳定的水射流,从而形成速度超过800m/s的高速射流,该射流具有很强的穿透能力,可以用来切割软材料。

为了增加切割能量,还可以在喷口处添加磨料与水混合,但是切记不能在高压水管路中添加,因为这样管路非常容易被磨坏。之后喷嘴会根据电脑设定好的指令在轨道上移动,从而实现水切割作业。

水刀也分为低压水刀、高压水刀和超高压水刀,低压水刀的压力在30-100兆帕之间,可以切割一些木材等软材料;高压水刀的压力在100-200兆帕之间,基本可以完成大部分的切割工作;

当压力达到200兆帕以上,就达到了超高压水刀的范畴,几乎可以切割任何材料,目前世界上最高的水刀压力可以达到600兆帕,中国目前常用的水刀水压在200-400兆帕之间。接下来咱们再来说说水刀为什么这么受欢迎。

先总结几个优点

一、水刀切割时不会产生很多热量,切割时的温度在40-60摄氏度之间,不会对材料造成高温损伤。

二、切缝处不会引起弧痕,同时安全环保,不产生对环境污染的废气和废料。

三、可以进行任意材料的任意曲线切割,切面光亮、圆滑,切缝也仅仅在1-2mm之间,能够让原材料得到更好的使用,使多个零件能够紧固地嵌套在一起。

四、操作简单,灵敏便利,简单培训就可娴熟操作进行加工。

水刀具有的优势是其他加工手法所不能媲美的,也正是因为这些优点,能够让水刀切割机在各个领域发挥着重要的作用。

比如消防救援,当发生车祸时,司机被困在车里,车门卡住无法动弹的情况下,水刀能够低温切开金属车门,防止人员二次受伤;再比如切割易燃易爆物品,有一种安全水刀能够保证切割物品的温度不会上升,从而达到安全拆解。

这种安全水刀也是目前广泛使用的。而水作为最柔弱的物质却做着最坚硬的事,不得不让人感叹人类的智慧,而我们呢?作为自然界中智慧最高的生物,一定不要被打败,一定要向水一样坚强起来,切断挡在我们面前的一切障碍。

——来源:毒舌混知所

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