水射流切割是將超高壓水射流發生器與二維數控加工平台組合而成的一種平面切割工具機。它將水流的壓力提升到足夠高（200MPa以上），使水流具有極大的動能，可以穿透化纖、木材、皮革、橡膠等，在高速水流中混合一定比例的磨料，則可以穿透幾乎所有堅硬材料如陶瓷、石材、玻璃、金屬、合金等。在二維數控加工平台的引導下，在材料的任意位置開始加工或結束加工，按設定的軌跡以適當的速度移動，實現任意圖形的平面切割加工。
基本介紹
- 中文名：水射流切割
- 外文名：Water jet cutting
- 工作原理：將普通的水通過一個超高壓加壓器
- 特點：無切割方向的限制
- 優點：切口光滑平整無毛刺
簡介,特點,優點,形式和構成,設備比較,金屬加工比較,冷熱技術比較,原理,特性和優點,精度,最大厚度,
簡介
作為一項獨立而完整的加工技術，高壓水射流(wj)、磨料水射流(awj)的產生卻是最近三十年的事，利用高壓水為人們的生產服務始於十九世紀七十年代左右，用來開採金礦，剝落樹皮，直到二戰期間，飛機運行中“雨蝕”使雷達艙破壞這一現象啟發了人們思維。直到本世紀五十年代，高壓水射流切割的可能性才源於蘇聯，但第一項切割技術專利卻在美國產生，即1968年由美國密蘇里大學林學教授諾曼·弗蘭茲博士獲得。在最近十多年裡，水射流切割技術和設備有了長足進步，其套用遍及工業生產和人們生活各個方面。許多公司和工廠競相研究開發，新思維、新理論、新技術不斷湧現，形成了一種你追我趕的勢頭。目前已有多套水射流切割設備在幾十個行業套用，尤其是在航空航天、艦船、軍工、核能等高、尖、難技術上更顯優勢。已可切割500餘種材料，其設備年增長率超過20%。
特點
1．無切割方向的限制，可完成各種異形加工；
2．水刀在工件上所產生的側向力極小，可降低設定時間及節省使用夾具成本；
3．水刀加工不會產生熱變形，不需二次加工，可節省時間及製造成本；
4．水刀加工切割速度快，效率高，加工成本低。
優點
1．可以輕鬆地切割不鏽鋼板或堅硬的大理石、花崗岩等，對那些因其他
方法難以切割的材料如芳綸、鈦合金等各種複合材料更是非常理想或唯一的加工手段。
2．切割時不會產生裂痕，它可以切割間隙很窄的材料。一般而言，純水切割其切口約為0.1mm至1.1mm，加砂切割其切口約在0.8mm至1.8mm之間.。隨著砂噴嘴內孔直徑擴大其切口也就愈大。
3．可作全方位的切割，包括各種形狀、角度或斜度；
4．不需要進行磨邊等二次加工，在切割過程中還可以減少飛塵，改善工作環境。
形式和構成
水切割的形式從水質上分，有純水切割和加磨料切割；從加壓方式上分，有液壓加壓和機械加壓；從工具機結構上分，有龍門式結構和懸臂式結構。
一套完整的水切割設備由超高壓系統、水刀切割頭裝置、水刀切割平台、CNC控制器及CAD/CAM切割軟體等組成
設備比較
雷射切割設備的投資較大，現今大多用於薄鋼板、部分非金屬材料的切割，切割速度較快，精度較高，但雷射切割時在切縫處會引起弧痕並引起熱效應；另外對有些材料雷射切割不理想，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。迄今人們對大功率雷射發生器的研究，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。水切割投資小，運行成本低，切割材料範圍廣，效率高，操作維修方便。
金屬加工比較
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，水切割可以對任何材料打孔、切割，切割速度快,加工尺寸靈活。
冷熱技術比較
等離子切割有明顯的熱效應，精度低，切割表面不容易再進行二次加工。水切割屬於冷態切割,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。
原理
水射流切割，超高壓水射流切割機是將普通的水通過一個超高壓加壓器，將水加壓至3000bar，然後通過通道直徑為0.3mm的水噴嘴產生一道約3倍音速的水射流，在計算機的控制下可方便的切割任意圖形的軟材料，如紙類、海綿、纖維等，若加入砂料增加其切割力，則幾乎可以切割任意材料。
特性和優點
與傳統的“熱”切割工藝相比，超高壓水射流切割工具機以水流為切割介質，是一種“冷”切割工藝。它具有如下功能與優點：
1.切割時無熱變形，避免了材料的物理、化學變化；
2.廣泛適應於各種材料的切割加工，有“萬能切割機”之譽；
3.切口光滑平整無毛刺，一般無須再加工；
4.由數控系統操縱，切割精度高；
5.切割縫小於1.2mm，便於套料切割，節約材料；
6.加工過程不會產生污染環境的廢物。
數控水刀對那些用其它方法難以切割的材料如芳綸(Kevler)、鈦合金及各種複合材料是非常理想或唯一的加工手段。
精度
嚴格來講，數控水刀雖然比火焰、等離子切割工具機可以更精確的切割，但還不是精密加工工具機，應該不能標註精度。在切割10mm以下的板料時，把切割速度和補償控制得恰到好處，誤差可以做到+-0.1mm。
最大厚度
由於水射流的靶距是不確定的或者說是變化的，數控水刀的最大切割厚度並不好明確界定。膽大者，敢稱400、500mm，保守者稱100mm以內，都是合理的。現有的數控水刀一般流量在2～3升，工作壓力在200～380MPa，射流經過空氣阻力，能量衰減極快，到400、500mm時，基本就隨風飄散了，就沒有打擊力。
就一般套用而言，切割金屬板材厚度建議不超過100mm，發泡材料如海綿厚度建議不超過300mm。
