高压水射流切割技术的工业应用 - 水刀研究院 - 水切割机|水刀切割机设备|水刀厂家

使用水射流技术可以实现多种操作，例如切割、脱胶、清洁、钻孔、修边、开槽以及工件表层材料的去除[6-8]。工业的发展以及新材料的不断涌现对加工过程提出了新的要求。例如，在航空制造业中使用了一些特种材料，如钛合金、碳纤维复合材料、增强塑料玻璃等，这些材料用其它方法难以进行切割或存在加工质量问题。对于高强度高硬度材料（如钛合金），若采用激光切割，由于激光切割是在高温下进行的，在材料切口处会产生热影响区，热影响区对材料的性能有严重的危害，所以必须通过磨削彻底消除热影响区，增加了加工工序，降低了生产效率。而对于碳纤维复合材料，在用普通方法高速切割时，易在刀具上产生缠绕。高压水射流切割由于其独特的优点，对这些用其它方法难以切割的航空材料，是非常理想或唯一的加工手段。目前工业中使用的水射流技术主要有两种实现方法：纯水射流和磨料水射流。在过去的20 年中，纯水射流已经得到了广泛的应用，并为磨料水射流技术奠定了基础，使用纯水射流可以进行清洁和去毛刺等操作。当水压在100MPa 以上时，塑料、纸张和纺织品等软材料可以被切割。然而，对于硬质材料的切割而言，由喷嘴射出的高压水的力量还不够充足。将磨料注入高压泵和初始加速喷嘴之间的水流中。磨料的加入使得水射流具有了锯条的特性，射流的力量被大大加强了。磨料水射流几乎可以切割任何材料，例如玻璃、金属、合金、陶瓷材料和碳化金属。近年来，高压水射流技术的应用获得了极大发展。在国外，水切割还被作为一种革命性的工具应用于外科手术当中。工业上常用的磨料水射流切割技术包括磨料注射切割和磨料悬浮切割，即我们通常所说的前混合式磨料切割和后混合式磨料切割。这两种方法的本质区别在于磨料加入水中的方式不同，同时磨料悬浮切割技术能提供更好的切割效果。还有一种被称为聚合物水射流的方法，即向水中加入少量高分子长链聚合物的添加剂，提高射流密集度及射程，主要用于切割较软或稍硬材料。汽车工业：加工各种非金属材料，如仪表板、地毯、石棉刹车衬垫、门框、车顶玻璃、汽车内装饰板、橡胶、塑料、燃气箱等，以及其他内外组件的成形切割。航空工业: 可切割特种材料，如钛合金、蜂窝状结构、碳纤维复合材料及层叠金属或增强塑料玻璃等。如用水射流切割飞机叶片，叶片的切割边缘无热影响区和加工硬化现象，省去了后序加工。铸造工业：铸造工厂可用水射流切割技术去除工件外部的氧化铝、铸件上的型砂及陶瓷涂等。同时，可切割常规方法难以切割的灰铸铁件。电子及电脑工业，可以进行印刷电路板及薄膜形状的成形割。其他工业水射流和磨料射流切割技术还可在其他工业加工中应用，如用于建筑业中切割大理石、花岗岩、陶瓷等，造纸业中加工成品纸卷、瓦楞纸、卫生纸等，木材业中加工胶合板、木板等。