水刀切割原理是將普通的水經過多級增壓後所產生的高能量水流通過直徑為0.1-0.4mm的水噴嘴,產生一道每秒達近千米(約音速的三倍)的水箭,該水箭像一把快速旋轉的鋒利刀片,可將軟硬材料瞬間削平。其具體過程如下:
水源系統:水刀切割機通過一個水源,將正常壓力的水導入到高壓泵中。高壓泵將水推送到高壓水射流系統中,使水的壓力提高到一定程度(如60000psi或更高),使水成為高速噴射的射流。
加速器:經過高壓泵增壓的水進入到一個加速器中。加速器中是一個封閉的系統,水在其中形成高速的旋轉流動。這個旋轉的水流通過噴嘴的狹窄出口,形成一個高速的水射流。
切割材料:高速的水射流通過噴嘴衝擊被切割材料的表面,利用其高速和衝擊力將材料表面的分子間結合強度擊碎和破裂,從而實現材料的切割。
添加磨料:為了提高切割效率和質量,水刀切割機還會將磨料(如細小的石英砂顆粒)添加到高壓水流中。這些磨料能夠增加水流的研磨力,從而更容易地切割材料。
冷卻材料:由於水刀切割過程中會產生熱量,因此水刀切割機通常會設定一個冷卻系統來降低溫度,從而避免材料過熱或變形。
總的來說,水刀切割技術是一種高效、精確的切割方法,適用於各種材料的切割需求。