水射流切割歷史介紹

 

　　創(chuàng)新的人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)水是許多時(shí)代有用的侵蝕工具，例如，古羅馬礦工在地下開采時(shí)使用水進(jìn)行軟材料挖掘，他們將水儲(chǔ)存在礦井上方，并沖洗采空區(qū)，以清除碎片，暴露他們開采的目的，在19世紀(jì)50年代的加利福尼亞淘金熱期間，淘金者使用高壓水龍帶在內(nèi)華達(dá)山脈爆炸，人們發(fā)現(xiàn)，這種水力開采方式對(duì)周圍環(huán)境造成了極大的破壞，此后大多已退出實(shí)踐。

 

　　然而，在許多應(yīng)用中，使用水射流腐蝕特定材料的做法仍在繼續(xù)，上世紀(jì)30年代，威斯康星州的一家造紙公司開始使用高度集中的水射流切割紙張，第二次世界大戰(zhàn)推動(dòng)的技術(shù)進(jìn)步，使科學(xué)家們開始微調(diào)并增加水射流切割機(jī)的壓力和功率，同樣在20世紀(jì)30年代，多個(gè)開發(fā)人員在水射流上添加研磨材料，以大大提高切割能力。

 

　　1956年，盧森堡的一位發(fā)明家發(fā)明了一種可以切割塑料形狀的噴水器，2年后，北美航空公司開始使用一種超高功率的水射流切割機(jī)，其壓力達(dá)到100000磅/平方英寸，可以切割硬材料，這種水射流被證明對(duì)某些層壓板材料來(lái)說(shuō)太強(qiáng)大了，但它的發(fā)展有助于對(duì)未來(lái)的模型進(jìn)行微調(diào)。

 

　　1962年，一家名為Union Carbide的美國(guó)化學(xué)公司開發(fā)了一種50000磅/平方英寸的水射流，能夠切割各種堅(jiān)硬的材料，如石頭和金屬，在接下來(lái)的幾十年里，科學(xué)家們對(duì)噴水噴嘴和設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)，使其更加通用、高效和持久。

 

　　上世紀(jì)80年代，當(dāng)研究人員開始使用冰作為研磨材料來(lái)減少水射流廢物對(duì)環(huán)境的影響時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)被進(jìn)一步推動(dòng)。

 

水冷切割

 

　　多年來(lái)，汽車、航空和石油開采行業(yè)一直在推動(dòng)水射流切割機(jī)的發(fā)展和改進(jìn)，如今，噴水機(jī)的用途非常廣泛，仍然可以調(diào)節(jié)用于紙張和皮革等軟材料，并可放大以獲得極高的壓力和出口速度，平均噴水噴嘴產(chǎn)生40000-60000磅/平方英寸，水以每小時(shí)1700英里的速度流出噴嘴，超高壓水射流可以達(dá)到100000磅/平方英寸，出口速度超過(guò)2200英里/小時(shí)！現(xiàn)代水射流機(jī)的尺寸、功率和應(yīng)用范圍廣泛，在許多行業(yè)中被用來(lái)為它們提供大量材料的無(wú)熱和化學(xué)切割。

 

水射流切割機(jī)是如何工作的？

 

　　噴水系統(tǒng)可以采用純高壓水流，也可以包含添加的研磨材料，以增加其切割功率，無(wú)論是純水還是研磨劑，一般概念都是一樣的。

 

　　高壓液壓泵產(chǎn)生切割應(yīng)用所需的水壓，高壓水通過(guò)寶石孔，通常是紅寶石（紅剛玉）或鉆石，寶石必須盡可能高的莫氏硬度，以防止它在水流中被侵蝕，從這里開始，水流在很大程度上被限制在一條細(xì)流中，所有的水壓都被轉(zhuǎn)換成速度，一些噴水噴嘴噴出的水流薄如人的頭發(fā)。

 

　　如果需要，磨料現(xiàn)在被添加到水流中，最常用的磨料是細(xì)小的石榴石粉末碎片，然而有時(shí)也會(huì)用到碳化硅、氧化鋁甚至冰，水射流離開噴嘴的速度比聲速快，在某些應(yīng)用中可以達(dá)到3馬赫以上！

 

低溫噴射

 

　　低溫噴射機(jī)是一種水噴射機(jī)器，它使用冷凍水和冰顆粒作為磨料，使用冷凍水和冰作為切割介質(zhì)有很多優(yōu)點(diǎn)，此前，食品行業(yè)只能使用純水噴射機(jī)，因?yàn)槭袷推渌チ显谑称飞鲜褂貌⒉话踩?。使用磨料添加劑可以將水射流的切割功率提?000倍，通過(guò)引入冰粒子作為研磨劑的選擇，創(chuàng)新性地創(chuàng)造了一種安全衛(wèi)生的切割解決方案。

 

水射流切割應(yīng)用

 

1.航空航天

 

　　噴水機(jī)械和航空航天工業(yè)有著悠久的歷史，對(duì)于軍用或商用飛機(jī)，水射流切割內(nèi)部機(jī)艙面板、發(fā)動(dòng)機(jī)部件、金屬和復(fù)合纖維車身面板、橡膠密封件等。

 

2.汽車

 

　　噴水器便于切割汽車內(nèi)外部件。碳纖維、玻璃纖維、座椅泡沫、發(fā)動(dòng)機(jī)部件、地毯、車身面板、發(fā)動(dòng)機(jī)隔熱層……你說(shuō)出來(lái)，噴水可以切斷它。

 

3.建筑

 

　　住宅和商業(yè)建筑供應(yīng)商使用噴水機(jī)切割大量材料：石頭、金屬、瓷磚、玻璃、絕緣材料等。

 

4.制造業(yè)

 

　　縱觀更廣泛的制造業(yè)，很難找到一個(gè)噴水切割機(jī)無(wú)法完成的任務(wù)：像織物和紙張這樣的輕紡織品、重金屬零件、電纜剝離、電路板，甚至是運(yùn)輸中使用的特殊包裝。

 

5.食品加工

 

　　純凈水或冷凍切割機(jī)一直被用來(lái)切割和切片冷凍肉（包括骨頭）、蔬菜和各種零食。

噴水優(yōu)勢(shì)

 

操作

 

　　水射流切割機(jī)通常比電火花切割機(jī)、等離子切割機(jī)和激光切割機(jī)更易于安裝和操作，它們還需要較少的微調(diào)和維護(hù)，并且更易于維修和維護(hù)，它們強(qiáng)大的多功能性也使得它們對(duì)于任何手術(shù)都非常有價(jià)值。

 

無(wú)熱和化學(xué)物質(zhì)

 

　　水射流機(jī)械很少向切割材料傳遞熱量，由于摩擦和水流撞擊表面的速度，可以產(chǎn)生少量的熱量，但這種熱量很快就會(huì)分散到水里，這大大減少了材料切割時(shí)熱翹曲、熔化、變形或變色的機(jī)會(huì)。

 

　　由于幾乎不產(chǎn)生熱量，水射流可以用于更廣泛的敏感材料，如塑料、紙張、皮革，甚至食物，水射流在切割時(shí)也不會(huì)釋放出有害的化學(xué)負(fù)載蒸汽，因此對(duì)人員來(lái)說(shuō)是一個(gè)更安全的工作環(huán)境。

 

　　顯然，水射流切割會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，這些廢水還將含有添加的研磨粉，因此不易回收，然而，低溫噴射可以使用閉環(huán)系統(tǒng)循環(huán)廢水，以供反復(fù)使用。

 

　　水射流很難用于有空腔或空隙的材料，如管道或蜂窩狀材料，水射流有時(shí)會(huì)在與切削材料相互作用時(shí)彎曲、變錐和改變形狀，一些制造商已經(jīng)設(shè)計(jì)出解決這些問(wèn)題的方案，但這仍然是一種可能性。

 

液壓泵過(guò)熱

 

　　噴水機(jī)只有在液壓泵允許的情況下才有力量，在大多數(shù)情況下，除非發(fā)生故障，否則液壓泵不應(yīng)嚴(yán)重過(guò)熱，但是，高季節(jié)性環(huán)境溫度也會(huì)導(dǎo)致液壓泵故障，并降低噴水機(jī)的工作循環(huán)，如果您計(jì)劃在夏季使用噴水器，可能需要額外的過(guò)程冷卻。