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水刀如何工作

水切割技术是一种冷切割工艺,通过超音速纯水或加砂水射流来侵蚀材料。因此水刀没有受切割材料的限制。

基础知识

水刀的概念非常简单。如下是它的工作原理:
Flow 60,000 psi intensifier

1

产生压力

超高压泵产生的水射流额定压力可高达 6480 bar (94,000 psi)。相比之下,消防栓的压力仅为390到 20到84 bar (1,200 psi)。

Waterjet cutting head cutting metal

2

将压力转化为速度

通过微小的宝石喷嘴将这一压力转化为速度,产生如发丝般粗细的水射流,可切割软质材料。

Hand with garnet flowing through above an abrasive hopper

3

引入石榴砂

为了使切割威力增强1000倍,将石榴砂引入超音速水射流中。水和砂以接近四倍音速的速度从切割头喷射而出,使其能够切割厚度超过1英尺厚的钢材。

纯水水刀与加砂水刀

水刀有两种类型:纯水水刀和加砂水刀。将这两种技术相结合,几乎可以切割任何材料、任何形状、任何厚度。
Water droplet over an ocean

纯水水刀

纯水水刀可以切割软质材料,例如垫片、泡沫、塑料、纸张、纸尿裤、绝缘材料、水泥板、汽车内饰件、地毯、食品。

Abrasive icon over garnet abrasive in a waterjet hopper

加砂水刀

加砂水刀与纯水水刀相似,不过在产生纯水射流后,石榴砂会通过真空被吸入至混砂室,与水混合,然后产生加砂水射流,可切割硬质材料,例如金属、陶瓷、石材、玻璃、复合材料等。

Rendering of a waterjet cutting head cross section showing water and abrasive flow

水刀组件

水刀的组成不仅只是高压水和砂。水刀切割系统包括:
Integrated image of 1. Flow waterjet pump 2. Flow waterjet system 3. Flow operator interface

1

超高压系统

包括高压泵、切割头和高压管路

2

机台

包括X、Y、Z轴、多轴切割头和材料支撑平台

3

控制系统

包括编程软件、操作界面、驱动电机以及位置和速度反馈系统

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