㈠ 水刀的用途和詳細介紹
水刀,即以水為刀,本名高壓水射流切割技術,這項技術最早起源於美國。用於航空航天軍事工業。以其冷切割不會改變材料的物理化學性質而備受青睞。
純水水刀是早的水切割方法。一次商業應用始於二十世紀七十年代中期,用於切割瓦楞紙板。純水水刀大的應用是切割拋棄式尿布、棉紙和汽車內飾件。對於棉紙和拋棄式尿布,與其它技術相比,水刀技術在材料上留下的水分少。
在某些尿布或棉紙工廠中,意外停機時間對其他切割技術而言非常普遍,代價超過每小時20000美元。而水刀則為這種應用提供全年不斷的連續運行-維護操作可被納入生產過程中。
(1)水刀噴出的是純水還是摻有沙子擴展閱讀:
攜帶型水切割技術採用水和磨料同時加壓的方式,增壓後的水和磨料同時在割槍嘴噴出,克服了大型水刀虹吸作用的能量消耗和水壓利用率不高的難題,利用較低的壓力有效完成切割作業,普通水刀的工作壓力在220-600MPa之間,攜帶型水刀的壓力在30-50MPa。
經過大量實驗人們發現,當水壓超過一定閾值時,即使純水也會把某些敏感性化學品引爆 ,而含沙水切割由於水中含有磨料沙,沙子的勢能和沖擊力和物體碰撞。
產生的能量也會引起特殊化學品的不穩定性,經過大量實驗和論證,最後得出其閾值在237.6MP左右。故在水切割行業,人們對200MP以上的水切割主要應用在機械加工行業。
㈡ 水刀的結構的原理
人類自古就利用水流的沖擊力,製成水車、水磨等水力機械。如果水流從高壓水槍中噴出,其沖擊力就更大。前蘇聯用於採煤工業,名曰水力採煤。高速噴出的水流受阻於煤層,速度驟然下降,頃刻間會產生足夠大的沖擊力,使煤層出現脆性斷裂,完成採煤作業。受此啟發,前蘇聯科學家開發出高壓水噴流切割技術,而美國公司取得了此項技術的專利權,使之商品化。
普通水經過一個超高壓加壓器,將水加壓至4,000 bar (60,000psi),然後通過一個細小的噴嘴(其直徑為0.004英寸至0.016英寸),可產生一道每秒達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如紙類、紙尿褲、玻璃、纖維、海綿等。
而針對要切割金屬及較硬的材質如各種石材、玻璃、陶瓷、磁磚等材質時,福祿另開發出具專利及更完善的設計,就是將砂料與水箭混流以增強其切割能力,此種高速度的加砂水刀幾乎可切割任何材質。
要做到這點,對水、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後射出來的,必須擁有極高的壓力才能把堅硬的切割材料切開,所以管道必須能承受極高的壓力,這個壓力遠遠大於700兆帕,因為薄鋼板(被切割材料)本身就能承受700兆帕的壓力。
其次,水刀用的水完全沒有雜質是不對的。因為水壓遠遠大於700兆帕,那麼對於管道等密封設備而言,無論密封性能多麼好,純水總會使它們磨損而滲漏。為了解決這個問題,水刀用水就要加入5%的可溶性乳化油,提高密封效果。對於高壓泵,也要加入一些油液提高其密封性能。
上面說過了,水刀的噴嘴是用硬質合金、藍寶石等材料做成的,噴口直徑僅0.05毫米,而且孔內壁光滑平整,能承受1700兆帕的壓力,所以噴出來的高壓水能像刀一樣切割材料。有些水還加入了一些長鏈聚合物,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,可以加工型面復雜的零部件。加工後的零部件切口光滑整齊,無須修整。尤其對易熱變形材料的加工,「水刀」更具獨特優越性。
它不像刀具那樣存在磨損問題,摻入水噴流中的磨料和廢水可回收使用,設備又較為簡單,加工成本低廉。加工過程中引起的振動和雜訊都很小,切屑量僅是機械加工的15%—20%,並且碎屑隨水流走,不會飛揚傷及操作者。
「水刀」,正因為它不是刀,才開拓了廣闊的用武之地。對復合材料的切割是加工中的棘手問題。如採用傳統的加工方法,會出現分層和撕扯現象,而「水刀」正是解決這個問題的理想工具。用「水刀」來清除部件的陶資塗層,效果優於機械方法和化學方法。「水刀」可用於沖孔,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」來清洗也很方便。
「水刀」還可以用於外科手術。〔東京大學醫學院用壓強0.7兆帕的「水刀」在家兔身上做試驗,表明它可用於肝、腎等臟器的手術,不會損傷周圍組織,也不易引起感染。〕
㈢ 水刀的用途和詳細介紹
水刀,即以水為刀,本名高壓水射流切割技術,這項技術最早起源於美國。用於航空航天軍事工業。以其冷切割不會改變材料的物理化學性質而備受青睞。
純水水刀是早的水切割方法。一次商業應用始於二十世紀七十年代中期,用於切割瓦楞紙板。純水水刀大的應用是切割拋棄式尿布、棉紙和汽車內飾件。對於棉紙和拋棄式尿布,與其它技術相比,水刀技術在材料上留下的水分少。
在某些尿布或棉紙工廠中,意外停機時間對其他切割技術而言非常普遍,代價超過每小時20000美元。而水刀則為這種應用提供全年不斷的連續運行-維護操作可被納入生產過程中。
(3)水刀噴出的是純水還是摻有沙子擴展閱讀:
攜帶型水切割技術採用水和磨料同時加壓的方式,增壓後的水和磨料同時在割槍嘴噴出,克服了大型水刀虹吸作用的能量消耗和水壓利用率不高的難題,利用較低的壓力有效完成切割作業,普通水刀的工作壓力在220-600MPa之間,攜帶型水刀的壓力在30-50MPa。
經過大量實驗人們發現,當水壓超過一定閾值時,即使純水也會把某些敏感性化學品引爆 ,而含沙水切割由於水中含有磨料沙,沙子的勢能和沖擊力和物體碰撞。
產生的能量也會引起特殊化學品的不穩定性,經過大量實驗和論證,最後得出其閾值在237.6MP左右。故在水切割行業,人們對200MP以上的水切割主要應用在機械加工行業。
㈣ 水刀切割是什麼
所謂的「水刀」,是用高壓泵把密封的水加壓,通過高級硬質合金、藍寶石、金剛石等做成的噴嘴極細的噴口噴出,切割材料。
要做到這點,對水、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後射出來的,必須擁有極高的壓力才能把堅硬的切割材料切開,所以管道必須能承受極高的壓力,這個壓力遠遠大於700兆帕,因為薄鋼板(被切割材料)本身就能承受700兆帕的壓力。
其次,水刀用的水完全沒有雜質是不對的。因為水壓遠遠大於700兆帕,那麼對於管道等密封設備而言,無論密封性能多麼好,純水總會使它們磨損而滲漏。為了解決這個問題,水刀用水就要加入5%的可溶性乳化油,提高密封效果。對於高壓泵,也要加入一些油液提高其密封性能。
上面說過了,水刀的噴嘴是用硬質合金、藍寶石等材料做成的,噴口直徑僅0.05毫米,而且孔內壁光滑平整,能承受1700兆帕的壓力,所以噴出來的高壓水能像刀一樣切割材料。有些水還加入了一些長鏈聚合物,如聚乙烯氧化物,增加水的「黏度」,使噴出的水猶如一條「細線」。
㈤ 水切割機的原理是什麼
水切割的原理就是高壓下水流產生速度,形成超高速的所謂的「水刀」,是用高壓泵回把密封的水加壓,通過高級答硬質合金、藍寶石、金剛石等做成的噴嘴極細的噴口噴出,切割材料。
要做到這點,對水、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後射出來的,必須擁有極高的壓力才能把堅硬的切割材料切開,所以管道必須能承受極高的壓力,這個壓力遠遠大於700兆帕,因為薄鋼板(被切割材料)本身就能承受700兆帕的壓力。 其次,水刀用的水完全沒有雜質是不對的。因為水壓遠遠大於700兆帕,那麼對於管道等密封設備而言,無論密封性能多麼好,純水總會使它們磨損而滲漏。為了解決這個問題,水刀用水就要加入5%的可溶性乳化油,提高密封效果。對於高壓泵,也要加入一些油液提高其密封性能。 上面說過了,水刀的噴嘴是用硬質合金、藍寶石等材料做成的,噴口直徑僅0.05毫米,而且孔內壁光滑平整,能承受1700兆帕的壓力,所以噴出來的高壓水能像刀一樣切割材料。有些水還加入了一些長鏈聚合物,如聚乙烯氧化物,增加水的「黏度」,使噴出的水猶如一條「細線」。
㈥ 水刀為什麼可以切開很堅固的物體
切割機噴射出來的水柱能夠對汽車圓盤進行切割,可謂順暢之極。這種水柱被稱為「水刀」。
實際上,水刀不僅能切割金屬,堅硬的石頭對於水刀來說也毫無壓力。水刀究竟是個什麼東西呢?水刀分純水水刀和加砂水刀,是指通過增壓器噴出的高壓水柱來切割物體的一種工具。水刀是一種冷切割技術,它的優點是在切割過程中,被切割物沒有化學變化,所以不會變形。它具備良好的切割性能,運轉的速度和精度都很高。
它的加工精度高,切割寬度只有0.1—0.8毫米,可以加工型面復雜的零部件。加工後的零部件切口光滑整齊,無須修整。尤其對易熱變形材料的加工,「水刀」更具獨特優越性。
「水刀」,正因為它不是刀,它不像刀具那樣存在磨損問題,摻入水噴流中的磨料和廢水可回收使用,設備又較為簡單,加工成本低廉。加工過程中引起的振動和雜訊都很小,切屑量僅是機械加工的15%—20%,並且碎屑隨水流走,不會飛揚傷及操作者,才開拓了廣闊的用武之地。對復合材料的切割是加工中的棘手問題。如採用傳統的加工方法,會出現分層和撕扯現象,而「水刀」正是解決這個問題的理想工具。用「水刀」來清除部件的陶資塗層,效果優於機械方法和化學方法。「水刀」可用於沖孔,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」來清洗也很方便。
「水刀」還可以用於外科手術。〔東京大學醫學院用壓強0.7兆帕的「水刀」在家兔身上做試驗,表明它可用於肝、腎等器官的手術,不會損傷周圍組織,也不易引起感染。〕。
㈦ 請問水刀是怎麼回事,會·那麼厲害
將普通自來水經過一加壓裝置後將其壓力增加到1000-4000kg/cm2後,再經過一直徑約0.1-0.4mm的噴嘴噴出,形成一高速」水箭」 ,速度達800-1000m/s(約3倍音速),通常我們把這一高速水箭俗稱」水刀」。
高速水箭可以直接用來清洗或切割軟基性材料(如泡膜,塑料,橡膠,紙張,皮革,肌肉組織等)。如果在水箭中加入適量的細砂,則幾乎可以用來切割任何堅硬的材料,比如石材,陶瓷,不銹鋼,銅,鋁,玻璃……根據以上描述,我們可以得出如下結論:
1.」水刀」的兩大基本功能是:切割和清洗.
2.」水刀切割」有兩種不同的類型:純水切割和加砂切割
切割材料不受限制(不銹鋼、鋼材、銅、鋁等金屬、玻璃鋼、石材、玻璃、陶瓷、塑膠、復合材料…),「水刀」切割是目前適用性最強的切割工藝方法;
切割時不產生熱量,切縫處不會引起弧痕,無熱效應,不需要再次加工並且易於再加工;
可進行任意曲線的切割加工和打孔,不需要模具,靈活方便;
切縫僅1㎜ ,切面光潔、圓滑,粗糙度可達3.2µm~1.6µm;
工件不需特殊裝夾,操作簡單方便;
切割范圍寬,金屬的厚度可達200㎜;
可與加工中心結合一次性實現鑽孔、切割、鈹口等加工工序。
㈧ 水刀的工作原理是什麼
工作原理:
「水刀」的工作原理是將水流增壓至200MPa以上,在通徑很小(一般大於0.2mm)的噴嘴的約束下,形成高速「水箭」,能夠穿削如木材、皮革、橡膠等軟質材料;如果在「水箭」中混合磨料,則能夠穿削各種質地堅硬的材料,如岩石、玻璃、鋼板等。與微機控制的工作台或機械手結合起來,形成數控加工系統,滿足特殊的或復雜的平面加工要求。
括展資料:
1、水刀(英語:Water jet cutter)本名高壓水射流切割技術,這項技術最早起源於美國。用於航空航天軍事工業。以其冷切割不會改變材料的物理化學性質而備受青睞。
2、特點:可以對任何材料進行任意曲線的一次性切割加工(除水切割外其它切割方法都會受到材料品種的限制);切割時產生的熱量會立即被高速流動的水射流帶走,並且不產生有害物質,材料無熱效應(冷態切割),切割後不需要或易於二次加工,安全、環保,速度較快、效率較高,可實現任意曲線的切割加工,方便靈活、用途廣泛。水切割是目前適用性較好的成熟切割工藝方法。
3、分類:
以加沙情況來分:水切割分為無沙切割和加沙切割兩種方式。
以設備來分:分為大型水切割和小型水切割。
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。
以技術原理來分:分為前混式和後混式。
以機械結構來分:分為懸臂式和龍門式。
以安全切割來分:分為安全切割類和非安全切割類,區別主要在水壓上面,100MPa以下低壓型水切割可應用於特種行業如:危化、石油、煤礦、危險物處理等方面。【經過大量實驗人們發現,當水壓超過一定閾值時,即使純水也會把某些敏感性化學品引爆,而含沙水切割由於水中含有磨料沙,沙子的勢能和沖擊力和物體碰撞,產生的能量也會引起特殊化學品的不穩定性,經過大量實驗和論證,最後得出其閾值在237.6MPa左右。故在水切割行業,人們對200MPa以上的水切割主要應用在機械加工行業。】
4、科普介紹:水刀作為一種新技術新產品,由於其為機械類產品,沒有電子類產品的技術神秘感和科技感那麼濃厚,一直不被媒體重視,直到2011年,由於水射流專家紀新剛創造性的另闢蹊徑,將水刀做成了小型化、安全化,使水刀改變了不能在危險領域使用的局面。由於其突破性的思維和其在行業的影響,中央電視台科教欄目對其做了相關報道,於2011年央視做了為期60分鍾的專訪。詳細介紹了水刀知識。由於收視率創國內科教欄目的收視率冠軍,央視於2012從新編排重復多次於黃金時段播放。紀新剛-以水為刀後期央視的科技人生欄目對紀新剛做了30分鍾專題報道。
㈨ 至柔至剛說 「水刀」
一、 什麼是「水刀」
將普通自來水經過一加壓裝置後將其壓力增加到1000-4000kg/cm2後,再經過一直徑約0.1-0.4mm的噴嘴噴出,形成一高速」水箭」 ,速度達800-1000m/s(約3倍音速),通常我們把這一高速水箭俗稱」水刀」。
二、「水刀」可以做什麼?
高速水箭可以直接用來清洗或切割軟基性材料(如泡膜,塑料,橡膠,紙張,皮革,肌肉組織等)。如果在水箭中加入適量的細砂,則幾乎可以用來切割任何堅硬的材料,比如石材,陶瓷,不銹鋼,銅,鋁,玻璃……根據以上描述,我們可以得出如下結論:
1.」水刀」的兩大基本功能是:切割和清洗.
2.」水刀切割」有兩種不同的類型:純水切割和加砂切割
三、「水刀」切割的特點:
● 切割材料不受限制(不銹鋼、鋼材、銅、鋁等金屬、玻璃鋼、石材、玻璃、陶瓷、塑膠、復合材料…),「水刀」切割是目前適用性最強的切割工藝方法;
● 切割時不產生熱量,切縫處不會引起弧痕,無熱效應,不需要再次加工並且易於再加工;
● 可進行任意曲線的切割加工和打孔,不需要模具,靈活方便;
● 切縫僅1㎜ ,切面光潔、圓滑,粗糙度可達3.2µm~1.6µm;
● 工件不需特殊裝夾,操作簡單方便;
● 切割范圍寬,金屬的厚度可達200㎜;
● 可與加工中心結合一次性實現鑽孔、切割、鈹口等加工工序。
四、水刀在金屬切割領域中的典型應用
● 裝飾、裝潢中的不銹鋼切割加工(目前在國內金屬切割領域中的客戶群所佔比例最大)
● 機器設備外罩殼的製造(包括電氣控制箱等)
● 金屬零件切割(不銹鋼發蘭盤的半精加工、大型鋼板結構件、鋸片等)
● 高壓電氣導電排(銅排或鋁排)
● 稀有金屬(鈦、鎢、鉬)
● 標志標識
五、大地水刀在玻璃切割領域的典型應用:
● 家電玻璃切割(燃氣灶檯面、油煙機、消毒櫃等、電視機);
● 燈具;
● 衛浴產品(淋浴房等);
● 建築裝潢玻璃;
● 家私玻璃;
● 汽車玻璃;
● 工藝玻璃;
● 鏡業玻璃等。
六、水刀在石材、陶瓷加工領域中的應用特點:
● 任意形狀切割,為實現藝術創作提供了有效的工具,傳統的切割方式通常為鋸片切割,一般只能切割直線。需要切割曲線時,需首先製作符合尺寸要求的模板然後經過初步切割後
大地水刀 水刀的典型應用
主要人工打磨的方式實現。配合數控技術的水刀在程序的控制下可以一次完成任意復雜形狀的切割,為實現藝術創作提供了有效的工具。
● 切口平整,切割品質優良,切割後不會在切口上邊緣形成「爆邊」現象
● 切割精度高,切割精度達到0.1mm,拼縫均勻,可以用來製作非常復雜的拼圖和壁畫。
● 切割效率快
● 產品一致性、互換性好
● 可實現自動套料功能
● 改善勞動環境,減少粉塵和噪音對操作人員的影響
七、水刀切割與以下幾種傳統切割方式的比較:
① 與等離子切割的比較
等離子切割有明顯的熱效應,切縫寬,精度低,切割表面氧化,不容易再進行二次加工。水刀切割屬於冷態切割,無熱變形,切割面質量好,無須二次加工,如需要也很容易進行二次加工。
② 與線切割的比較
對金屬的加工,線切割有更高的精度,但速度很慢,有時需要用其它方法另外穿孔、穿絲才能進行切割,而且切割尺寸受到很大局限。水刀切割可以對任何材料打孔、切割,切割速度比等離子切割快20~30倍,加工尺寸靈活。
③ 與激光切割的比較
激光切割設備的投資較大,目前大多用於薄鋼板、部分非金屬材料的切割,切割速度較快,精度較高,但激光切割時在切縫處會引起弧痕並引起熱效應;另外對反光、復合、不熱溶、易燃等材料激光切割不理想,如鋁、銅等有色金屬、合金,尤其是對較厚金屬板材的切割,切割表面不理想,甚至無法切割。目前人們對大功率激光發生器的研究,就是力圖解決厚鋼板的切割,但設備投資、維護保養和運行消耗等成本也很可觀。水刀切割投資小,運行成本低,切割材料范圍廣,效率高,操作維修方便。
④ 與其它切割方式的比較
對一些金屬零件可採取沖剪工藝方法,效率高、速度快,但需要特定的模具和刀具,水切割與該切割方法相比柔性好,可隨時進行任意形狀工件的切割加工,尤其在材料厚、硬度高等情況下,沖剪工藝將很難或無法實現,而用水切割方法則較為理想;火焰切割也是金屬領域常用的切割工藝,切割的厚度范圍非常大,但與水切割相比其熱效應明顯、切割表面質量和精度較差,另外水切割能很好地解決一些熔點高、合金、復合材料等特殊材料的切割加工。
㈩ 介紹一下水刀啊
「水刀」正因為它不是刀,才開拓了廣闊的用武之地。對復合材料的切割是加工中的棘手問題。如採用傳統的加工方法,會出現分層和撕扯現象,而「水刀」正是解決這個問題的理想工具。用「水刀」來清除部件的陶資塗層,效果優於機械方法和化學方法。水刀」可用於沖孔,粉碎資料。船體及螺旋槳表面的附著物,化工管道中的積垢,用「水刀」來清洗也很方便。
水刀的噴嘴是用硬質合金、藍寶石等材料做成的噴口直徑僅0.05毫米,而且孔內壁光滑平整,能承受1700兆帕的壓力,所以噴出來的高壓水能像刀一樣切割材料。有些水還加入了一些長鏈聚合物,如聚乙烯氧化物,增加水的黏度」使噴出的水猶如一條「細線」
普通水經過一個超高壓加壓器,將水加壓至4,000bar60,000psi然後通過一個細小的噴嘴其直徑為0.004英寸至0.016英寸可產生一道每秒達915公尺約音速的三倍水箭,此道水箭可做各種外表處置及切割各種非金屬物質如紙類、紙尿褲、玻璃、纖維、海綿等。
加工精度高,切割寬度只有0.10.8毫米,可以加工型面復雜的零部件。加工後的零部件切口光滑整齊,無須修整。尤其對易熱變形材料的加工,水刀」更具獨特優越性。
不像刀具那樣存在磨損問題,摻入水噴流中的磨料和廢水可回收使用,設備又較為簡單,加工利息低廉。加工過程中引起的振動和雜訊都很小,切屑量僅是機械加工的15%20%並且碎屑隨水流走,不會飛揚傷及操作者。
水刀」還可以用於外科手術。〔東京大學醫學院用壓強0.7兆帕的水刀」家兔身上做試驗,標明它可用於肝、腎等臟器的手術,不會損傷周圍組織,也不易引起感染。〕
高壓水的發生-發生高壓水-發生高壓水增壓泵高壓管道
基本技術既簡單又復雜。最基本的情況下,水從泵流過,經過管道,然後從切割刀頭流出。其說明、操作和維護都很簡單。但是這一過程包含非常復雜的資料技術和設計。為了生成和控制60000psi水壓,需要書本上沒有的科學技術。這種壓力下,如果設計不當,微小的泄漏有可能對工件造成永久的侵蝕性損害。幸運的水刀製造商採用了復雜的資料技術和先進工程設計。用戶只需了解基本的水刀操作知識即可。
從本質上講,有兩類水刀:1純水水刀和(2加砂水刀。設備設計為只能使用純水水刀、只能使用加砂水刀、或二者均可。無論何種形式,必需首先對水加壓。
泵
泵是水刀系統的核心成員。對水進行加壓並連續輸出水流,從而讓切割刀頭把高壓水變為超音速水射流。水刀應用可以採用兩種泵-增壓泵和直接驅動泵。
直接驅動泵
直接驅動泵的工作方式與在噴漆前沖洗房屋或甲板時所用的低壓「壓力清洗器」一樣。一種直接由電機驅動三個活塞產生運動的三級泵。因為其簡單可靠,這些泵得到水刀工業的認可。直接驅動泵能夠提供的最大連續工作壓力比增壓泵低10%25%(直接驅動泵為20K50K增壓泵為40K60K
直接驅動泵也是一種相對新型的高壓泵
盡管直接驅動泵被用於某些工業應用,目前絕大多數用於水刀的超高壓泵還是增壓泵。
普通增壓泵中有兩種流體管路,水管和液壓管。