水刀 101：磨料水刀加工

早在 1850 年左右，水射流切割就已成为从采矿到食品加工等多种行业中使用的专业技术。在 1960 年代和 1970 年代，不仅在技术和设计方面，而且在制造方法方面都取得了巨大进步。压力泵。到 1990 年，高压水射流与磨料混合，一场形状切割的新革命诞生了：磨料水射流加工。在高压喷射流中添加磨料（石榴石）的这一发现将喷射流变成了一种精确的研磨工具，可以雕刻任何与之接触的材料。在接下来的十年中，该工艺被磨练成一种精密切割技术，不仅适用于钣金，而且适用于任何材料。 Waterjet 可以处理许多材料，例如钢、铝、塑料、木材、地毯、泡沫、瓷砖、石头，以及您可以触摸到的任何其他材料。

水刀切割的局限性

虽然有很多优点，但也有一些规则和物质条件需要注意。首先，水刀必须一直穿过材料，因为一般来说，蚀刻和研磨加工到受控深度是不可能的。间断的切口，例如墙壁和管道之间的空隙，通常不适合水刀的应用，因为射流在从第一层墙壁射入墙壁之间的空间时不再受到控制——因此在对面形成了宽阔的“霰弹枪”型图案墙。

层压板对于水刀来说是一种有问题的材料，但仅限于穿孔时。这是因为当射流在材料中雕刻/研磨时（在盲孔中），它也试图剥离层。尽管这些材料有一些低压方法，但它们并不是 100% 可靠的。因此，最好的方法是钻一个用于层压加工的起始孔。钢化玻璃、脆性陶瓷和类似材料也存在问题，因为一旦通过工艺的切割作用释放应力，它们往往会破碎。

水刀切割机的优势

既然我们已经介绍了在水刀上应避免的情况，我们可以表达制造领域和材料的其余部分是敞开的，并且很容易通过磨料水刀加工工艺进行加工。水射流切割系统的易用性也使其对新手和专家商店都非常有吸引力。通常，水刀所需的唯一信息是简单 DXF 格式的形状文件——然后操作员输入所需的切割类型、厚度和精度。由于简单性和灵活性，现在有许多公司用水射流切割方法替换或补充其现有的操作方法，因为这是一种精确的切割方法，不会产生有害烟雾或废物，也不是热加工。这意味着由热敏材料（例如大多数塑料）制成的零件在加工过程中不会受到损坏或破坏。如今，水刀技术能够产生超过 90,000 PSI (90kpsi) 的切割压力。

水刀由三个主要因素决定：

1. 餐桌/旅行大小或容量；
2. 切割压力；和
3. 降低马力 (hp)。

典型的水刀系统的工作台行程为 5' x 10' 或 6' x 12'，工作压力为 60,000 psi (60kpsi)，由 30 HP 电动液压泵提供动力以产生该压力。泵压——以及在该压力下产生的水量——不仅会对机器的性能产生重大影响，还会对机器的运营成本产生重大影响。在 40kpsi 压力下运行的泵每小时运行可能会少几美元，但将相同零件切割成相同质量所需的时间实际上是在 60kpsi 下运行的同一台机器的两倍，从而使制造成本翻倍。在另一个示例中，以 30 HP 产生 60kpsi 的泵将产生 0.6 加仑每分钟 (GPM) 的加压水。同一台机器在相同压力 (60kpsi) 下运行，但使用 60 HP 泵将产生 1.2 GPM 的加压切削水，这将允许操作员将相同零件的切削速度提高到相同的公差，提高 40 %。

泵

有两种主要的泵类型可供购买或更换喷水系统。到目前为止，由于提高了切割速度、恒定的工作压力和可靠性，增压泵更受欢迎。以下是可用于直水和磨料水切割应用的泵类型说明：

直接驱动

通常，三个柱塞由电动（或汽油/柴油）马达驱动——转动曲轴并产生高达 55kpsi 的功率。这种泵的主要优点包括：

• 泵的投资成本更低，
• 无需冷却水，
• 通过油压系统进行驱动不会造成性能损失，并且
• 产生的高压水量高于增压式泵的量。

这种泵的缺点是，随着密封件和泵内部部件的磨损，从启动泵的那一刻起，压力每小时逐渐下降，从而影响切割速度和光洁度。该泵还具有更多的内部磨损部件，需要稍高的维护停机时间和成本。

增强剂

在该泵中，电动（或汽油/柴油）马达产生（通常）3kpsi 或更高的液压油压力。然后，这种加压油被传送到一个气缸，该气缸来回驱动活塞。活塞连接到比活塞小 20 倍的柱塞。高压密封将活塞腔中的油与柱塞腔中的水分开。活塞和柱塞之间的不同直径比会产生增压效果，因此，3kpsi 的液压油压力将产生 60kpsi 的水压。这种泵的主要优点是压力更大且更一致，从而提高了切割速度和可靠的切割表面光洁度。缺点是该泵需要液压油冷却水，电效率略低。

任何一种高压泵均可用于使用直水或磨料水射流进行切割。只需消除磨料混合物，任何磨料水刀机都可以用作纯水机。然而，为直接水切割操作而设计的机器可能需要进行重大修改才能使用磨料加工方法。下面列出了每种的典型应用：

• 直水： 用于可以用刀或剪刀切割的应用，例如食品加工、纸张、地毯、泡沫、玻璃纤维绝缘材料、垫圈等。
• 磨料喷射加工： 金属、塑料、瓷砖、石头、花岗岩和任何其他不易切割的材料。
• 处理的材料： 钢、铝、不锈钢、铜、黄铜、塑料、泡沫、垫圈、绝缘材料、地毯、玻璃、瓷砖、石头、木材等。

流行的水刀制造商包括 Bystronic、Calypso、Esab、Flow、Omax、Jet Edge、Ward Jet、Hydra Jet、Romeo Engineering、Wardjet 和 KMT。如果您想了解更多关于水刀或其他制造机械的信息，请查看以下资源，或联系我们。