分类

　　以加沙情况来分：水切割分为无沙切割和加沙切割两种方式。 　　以设备来分：分为大型水切割和小型水切割。 　　以压力来分：分为高压型和低压型，一般以100Mp为界限。100Mp以上为高压型，100Mp以下为低压型。而200MP以上为超高压型。 　　以技术原理来分：分为前混式和后混式。 　　以安全切割来分：分为安全切割类和非安全切割类，区别主要在水压上面，100Mp以下低压型水切割可应用于特种行业如：危化、石油、煤矿、危险物处理等方面。【经过大量实验人们发现，当水压超过一定阈值时，即使纯水也会把某些敏感性化学品引爆，而含沙水切割由于水中含有磨料沙，沙子的势能和冲击力和物体碰撞，产生的能量也会引起特殊化学品的不稳定性，经过大量实验和论证，最后得出其阈值在237.6MP左右。故在水切割行业，人们对200MP以上的水切割主要应用在机械加工行业。】

编辑本段特点

　　1、 数控成型各种复杂图案； 　　2、 属冷切割、不产生热变形或热效应； 　　3、 环保无污染、不产生有毒气体及粉尘； 　　4、 可加工各种高硬度的材料，如：玻璃、陶瓷、不锈钢等，或比较柔软的材料， 　　如：皮革、橡胶、纸尿布等； 　　5、 是一些复合材料，易碎瓷材料复杂加工的唯一手段； 　　6、 切口光滑、无熔渣，无需二次加工； 　　7、 可一次完成钻孔、切割、成型工作； 　　8、 生产成本低； 　　9、 自动化程度高； 　　10、24 小时连续工作。

编辑本段起源

　　Norman Franz 博士一直被公认为水刀之父。他是研究超高压（UHP）水刀切割工具的第一人。超高压的定义是高于 30000 psi。Franz 博士是一名林业工程师，他想寻找一种把大树干切割成木材的新方法。1950 年，Franz 第一次把很重的重物放到水柱上，迫使水通过一个很小的喷嘴。他获得了短暂的高压射流（多次超过了现在使用的压力），并能够切割木头和其它材料。他后来的研究涉及更为连续的水流，但他发现获得连续高压非常困难。同时，零件的寿命也以分钟计算，而不是今天的数周或数月。 　　Franz 博士从没制造出一种量产的木材切割器。而今天木材切割却是超高压技术最不重要的应用之一。但 Franz 博士证明了高速会聚水流具有极大的切割能量－这种能量的应用远远超出了 Franz 博士的梦想。1979 年，Mohamed Hashish 博士在福禄研究室工作，开始研究增加水刀切割能量的方法，以便切割金属和其它硬质材料。Hashish 博士被公认为加砂水刀之父，他发明了在普通水刀中添加砂料的方法。 他使用石榴石（砂纸上常用的一种材料）作为砂料。凭借这种方法，水刀（含有砂料）能够切割几乎任何材料。1980 年，加砂水刀第一次被用于切割金属、玻璃和混凝土。1983 年，世界上第一套商业化的加砂水刀切割系统问世，被用于切割汽车玻璃。该技术的第一批用户是航空航天工业，他们发现水刀是切割军用飞机所用的不锈钢、钛和高强度轻型合成材料以及碳纤维复合材料的理想工具（现在已用于民用飞机）。从那以后，加砂水刀被许多其它工业采纳，例如加工厂、石料、瓷砖、玻璃、喷气发动机、建筑、核工业、船厂等等。

科普介绍

　　水切割作为一种新技术新产品，由于其为机械类产品，没有电子类产品的技术神秘感和科技感那么浓厚，一直不被媒体重视，直到2011年，由于水射流专家纪新刚创造性的另辟蹊径，将水切割做成了小型化、安全化，使水切割改变了不能在危险领域使用的局面。由于其突破性的思维和其在行业的影响，中央电视台科教栏目对其做了相关报道，于2011年央视做了为期60分钟的专访。详细介绍了水切割知识。^[1]由于收视率创国内科教栏目的收视率冠军，央视于2012从新编排重复多次于黄金时段播放。纪新刚-以水为刀 ^[2] 后期央视的科技人生栏目对纪新刚做了30分钟专题报道。

编辑本段水切割技术发展历程

　　

水 切 割 技 术 发 展 历 程
序号	时期	国家/人物	历程	发展成果
“水刀之父”——Norman Franz博士
1	1936年	美国和前苏联工程师	将水进行增压，形成高压水射流；	利用高能水进行采煤、采矿；
2	1950年	Norman Franz博士	Franz将重物致于水柱之上，迫使水从很小的喷嘴流出，获得了短暂水射流可切割木头及其他材料；	证明了高速会聚水流有较大的切割能量；
3	1956年	前苏联	水切割压力达到200MPa；	利用水可切割岩石；
“加砂水刀之父”——Mohamed Hashish博士
4	1979年	Mohamed Hashish博士	于福禄研究室，研究增加水刀切割能量的方法，即在水刀中添加砂料；	水刀中添加砂料后几乎可以切割任何物体；
5	1980年	Mohamed Hashish博士	加砂水刀第一次被用于切割金属、玻璃和混凝土；	可切割金属、玻璃等材料；
6	1983年	美国	世界第一套商业化的加砂水刀切割系统问世；	被应用于汽车玻璃的切割；
————水切割技术的提出开始了一场新型切割技术的革命————
7	1996年	南京大地水刀	第一台国产水刀研发成功；	运行压力约为220Mpa；
8	2003年	南京大地水刀	第一台机器人水刀研发成功；	数控机器人用于水切割领域；
9	至今	中、美、德、意、俄等	攻破了超高压水切割技术，最高压力可达到550Mpa；	超高压水切割技术得到广泛应用；
———各国水切割技术的研发已经趋近成熟，水切割技术的应用范围进一步扩展———

国内主要水刀生产厂家——美国福禄水刀、南京大地水刀、南京奥利佳水刀、奥拓福水刀、江苏锐利水刀、南京苏奇水刀、淮安通用水刀、上海金箭水刀、上海希美腾水刀、浙江红日水刀、江苏旭升水刀、广东河源鹏翔水刀、山东浩港科技等

编辑本段便携式水切割技术兴起

　　20世纪末，水切割技术引入我国，经历了近5年的市场应用及设备的改良，主要应用于建筑陶瓷、石材、金属加工、汽车工业、航空航天、军工、石油化工等行业并得到良好的发展。 21世纪初期，针对水切割技术在市场应用中出现的相关问题以及技术单一性，便携式水切割技术应运而生。 便携式水切割技术属低压水射流技术，即利用较低压力（25 Mpa ~50Mpa）即可实现金属及其他材料的切割作业。该技术的出现具有较强的实际应用意义。便携式水切割技术的诞生为水切割技术的发展掀开了历史性的一页，是水切割技术领域的又一新突破，标志着水切割技术进入了便携式水切割技术研究阶段。 便携式水切割技术借鉴水切割技术的基本原理，抛开传统水切割技术的后混式切割原理而进行了技术的改革创新。该技术初期主要应用于弹药等危险品的销毁处理工作，随着便携式水切割技术的不断完善，其应用领域也近一步扩大，主要应用于排爆、石油化工、煤矿井下作业、工程施工、船舶制造等相关行业领域。

编辑本段便携式水切割技术发展

　　

便 携 式 水 切 割 技 术 发 展
序号	时期	国家/人物	发展历程	成果
1	21世纪初	国外水切割研究室	中低压水射流技术研究进入初步阶段；	打破了对水切割技术的传统认识；
2	2003年	锐迅安防特种技术开发有限公司	中低压水射流技术开始了实验室的研究阶段；	研发出了便携式水切割技术的基本原理；
3	2005年	锐迅安防特种技术开发有限公司	中低压水射流技术开始了实验室的试验阶段；	对10mm钢板进行了实验性切割并取得成功；
4	2009年	锐迅安防特种技术开发有限公司	申请便携式水切割技术专利注册并予以通过；	产品雏形已形成，可实现切割功能；
5	2009年	锐迅安防特种技术开发有限公司	便携式水切割系统设备基本原理成熟，产品形成；	中低压水射流切割技术进入到了实际应用阶段；
6	2009年	锐迅安防特种技术开发有限公司	第一台便携式水切割系统设备问世；	标志着中低压水射流技术进入商业化推广阶段；
7	至今	锐迅安防特种技术开发有限公司	便携式水切割系统已进入商业化发展阶段；	被用于警用排爆、石油化工领域；

便携式水切割系统是一种新型水切割设备，其具有体积小、重量轻、运输方便、切割效率高等特点，利用较低水压即可对钢板、陶瓷、大理石、水泥制品等进行切割。因此便携式水切割系统具有广大的市场应用前景，可满足客户对切割能力及作业环境的不同要求。 在近年的市场实战应用中，便携式水切割系统表现出优越的使用效果。其主要应用于航弹销毁、石化管道切割、危险品处理、易燃易爆品切割作业。应用效果明显，切割过程中轻松消除所存在的安全隐患，成为了航弹销毁、石化管道切割、油罐切割、油轮开孔之首选

编辑本段介绍

　　为了更好地减低成本，工程师们和制造商们不断地探索，现在水刀能做到很有效地降低成本以创更大利润。因此有必要学多一些水刀的应用技术以采用最低的切割成本去创造更大利润。 　　在切割成本而言，水刀加工业被认为是最万能的和最快速成长的行业，除了上述之外，水切割机是目前在世界上最高产能的一种机器，它优于其他的加工技术，如火焰切割，等离子加工，激光加工，电火花加工，车铣刨加工等。同时，水切割不会产生有害的气体或液体，不会在工件表面产生热量，它是真正的多功能的，高效率的，冷切割加工。 　　水刀切割展示出它能做一些其他简单的工艺不能完成的加工，它可以在钛上打孔，可在石头或玻璃上切割各种花样，这些都表现出了水刀自身的独特性。它在切割材料时没有产生热，在这种冷态加工过程中，它产生的超音速的水箭射在切割材料表面时能达到理想的效果，水与沙的混合，更加增强了其切割能力。

编辑本段高压水是怎样产生的

　　这基本原理是既简单又复杂。水射流是从加压泵开始，通过高压管，然后从切割喷头射出来。非常简单的解释。然而，它是经过了十分复杂的设计，才能产生60000PSI的压力。在设计过程中，有处小小的渗漏都会对部件持久地侵蚀导致损坏。所以生产商和工程师们会小心地处理高压材料的加工工艺，利用特殊的科技组合这种机器。使用者只需要知道基本的操作知识。 　　切割机在1982年应用在工业上，最早的在1970年就已出现，在工业上主要是应用在汽车，航空，玻璃行业，从这些切割中不断的提高精确度。磨料切割机的压力可达到55,000PSI,这种高压水通过一个细小的喷嘴以762m/s 的速度射出，这种速度是音速的2.5倍。 　　把石榴沙混入这种高速度的水射流中，通过在混合管中混合，然后以305M/秒的速度直接从沙管中射出到被加工的材料，这种切割过程其实是一种磨碾切割的过程，这种力量和动作都是由水产生的。

编辑本段特点

　　1、 可切割范围广 　　可以切割绝大部分材料，如：金属，大理石，玻璃 等等。 　　2、 切割质量好 　　平滑的切口，不会产生粗糙的，有毛刺的边缘。 　　3、 无热加工 　　因为它是采用水和磨料切割，在加工过程中不会产生热（或产生极少热量），这种效果对被热影响的材料是非常理想的。如：钛。 　　4、 环保性 　　这种机器采用水和沙切割，这种沙在加工过程中不会产生毒气，可直接排出，较环保。 　　5、 无需更换刀具 　　你不需要更换切割机装置，一个喷嘴就可以加工不同类型的材料和形状，节约成本和时间。 　　6、 减少毛刺 　　采用磨料砂的水刀切割，切口只有较少的毛刺 　　7、 编程迅速 　　程序主要是由CAD制图软件生成，你可以在layout中随意设计线图，或输入从其他软件中生成的DXF文件，另外，机器支持第三方软件，如nesting嵌套排版软件（用于把图形在工件中添满，能最大限度地减少工件损耗） . 　　8、 快速的编程 　　可以把其他软件生成的程序调入机器，它能够从CAD建立起刀具路径，并能把刀头的精确定位和切割速度在超过2,000点/英寸（800点/cm）计算出来，你需要做的只是指定你要切割的材料和厚度，其他的工作交给机器去完成. 　　9、 与其他设备组合，可以进行分别操作. 　　水切割机可和其他的加工设备组配（如钻削头），充分利用其性能，优化材料利用程度. 　　10、 减少调整次数 　　对工件只需要很小的侧压就能固定好，减少复杂的装夹带来的麻烦.

编辑本段水刀切割(水切割)的优势

　　无切割方向之限制 → 可完成各种不同的切割形状。 　　所产生横向及纵向的作用力极小 → 可降低设定时间及使用夹治具的成本。 　　用同一种机器即可完成钻孔及切割功能 → 可降低制程时间及切割成本。 　　不会产生热效应或变形或细微的裂缝 → 不需二次加工，可节省时间及制造成本? 　　不会产生具毒性的气体 → 可为操作人员提供更好的工作环境。 　　不会产生毛边 → 可缩短工件制造所需时间及制造成本。 　　切口细 → 可减少大量废弃材料的产生，节省直接制造成本。 　　一次即可完成工件之切割且拥有良好的切边品质 → 可降低制程时间及成本。 　　依设计及工件材质的不同来作弹性的调整 → 可缩短从接单至成品产出的时间，提升您的产能，为您的企业带来更多的商机。

编辑本段相关问题

超高压水刀能切割何种材料

　　超高压水刀可切割各种厚、坚硬之材料：如不锈钢、铝、铜、钢铁、大理石、合金金属、玻璃、塑料、陶瓷、磁砖及各种可看得到之材料。??

水刀切割所能达到的精度为何

　　??? 　　其切割工件之精度介于0.1mm～0.25mm之间。工件之精度决定于机器之精度、切割工件之大小及厚度。

水刀的切割缝隙有多宽

　　需视切割工作材质大小厚薄与所使用的喷嘴而定。一般而言，加砂切割之切口约为1.0mm至1.2mm。随着砂刀管的直径扩口，其切口也就愈大。

利用水刀切割会产生什么样的斜边

　　所运转之切割速度决定其斜边品质。大部份所看到好的切割品质之单侧斜边为0.1mm左右。

何种材料应该使用水刀切割

　　一般而言，以复杂图案、厚、难切、易碎与怕热之材料，最适合使用水刀切割为加工设备。

编辑本段几种切割方法的比较

　　水刀与雷射之比较？ 　　雷射切割是一种提高产能的制造法，当然也是有它的用途。而水刀在某些方面确实是优于雷射： 　　.. a.没有切割厚度的限制 　　b.像黄铜、铝等反射性材质亦可切割 　　c.无需投入热能，所以不会燃烧或产生热效应 　　d.当您变更切材时，您唯一所需变更的是切割速度；而不须变更气体、聚焦或其它对象 　　e.可容易安装更多的切割头来增加产能 　　f.雷射设备的保养更专业化且困难度较高 　　g.您只需以购买雷射设备1/2至1/3之价格就可拥有一套完整的水刀设备。 　　水刀与线切割之比较？ 　　线切割十分精确但是切割速度非常的慢，它需要导电体材且会产生热效应。 　　水刀与铣削之比较？ 　　您若是要切割工件的外围及打孔，与其用盲孔、钻孔及螺纹方式，还不如选择速度更快、更容易安排及更便宜的砂刀。其主要原因是我们只须水切割一次加工即可完成工件之切割，而不必将所有的金属磨成碎片。当需要切割高精度的工件时，砂刀是可用来生产接近成品的工具机，一次加工即可且不会产生热效应。除此之外，砂刀所产生的废料通常也是比较有价值的，因为它是整片形式而非碎屑，可再次利用。 　　水刀与电弧及火焰切割之比较？ 　　显而易见的，Plasma属于热加工过程，会使成品产生热效应。而使用砂刀其表面的处理通常会比较好，在工件的背面不会有浮渣，可减少二次加工。砂刀切割没有厚度的限制，且切割图形之排版间距可缩小以节省材料成本。 　　水切割与激光切割比较 　　 　激光切割设备的投资较大，目前大多用于薄钢板、部分非金属材料的切割，切割速度较快，精度较高，但激光切割时在切缝处会引起弧痕并引起热效应；另外对有些材料激光切割不理想，如铝、铜等有色金属、合金，尤其是对较厚金属板材的切割，切割表面不理想，甚至无法切割。目前人们对大功率激光发生器的研究，就是力图解决厚钢板的切割，但设备投资、维护保养和运行消耗等成本也很可观。水切割投资小,运行成本低,切割材料范围广,效率高，操作维修方便。 　　水切割与等离子切割比较 　　等离子切割有明显的热效应，精度低，切割表面不容易再进行二次加工。水切割属于冷态切割,无热变形,切割面质量好,无须二次加工，如需要也很容易进行二次加工。 　　水切割与线切割比较 　　对金属的加工，线切割有更高的精度，但速度很慢，有时需要用其它方法另外穿孔、穿丝才能进行切割，而且切割尺寸受到很大局限，水切割可以对任何材料打孔、切割，切割速度快,加工尺寸灵活。 　　水切割与其它切割方法比较 　　对一些金属零件可采取冲剪工艺方法，效率高、速度快，但需要特定的模具和刀具，水切割与该切割方法相比柔性好，可随时进行任意形状工件的切割加工，尤其在材料厚、硬度高等情况下，冲剪工艺将很难或无法实现，而用水切割方法则较为理想；火焰切割也是金属领域常用的切割工艺，切割的厚度范围非常大，但与水切割相比其热效应明显、切割表面质量和精度较差，另外水切割能很好地解决一些熔点高、合金、复合材料等特殊材料的切割加工。 　　在玻璃、石材、陶瓷等切割加工行业，传统的方法是用金刚石刀具进行切、锯、铣等，切割的厚度范围非常大、速度较快，但对常规厚度的板材，水切割可进行高精度的任意曲线的切割加工，成品率高，降低生产成本，且大大提高加工产品的附加值。 　　一套完整的水刀切割设备应包含？ 　　超高压泵、水刀切割头装置、数控切割台、电脑控制柜。

编辑本段五轴水切割技术

　　由于能量梯度的作用，激光、气体等离子、射流等切割手段在切面越深时（距喷嘴越远），切割能力越差，所以所形成的切割面往往不垂直于工件表面，被称之为切割斜度，这是所有切割手段的一个固有缺陷。虽然通过提高切割能量或降低切割速度可以部分减小切割斜度，但依然存在不能完全垂直切割的问题。于是，可倾斜切割头的设想于1997 年被提了出来，目前国际上已有商用产品，这是解决切割斜度，提高精度最直接有效的方法。其原理是通过在原有三轴平台的基础上再增加2 个旋转轴，刀头可向任何方向摆动，并利用预先在系统中设置的斜度模型，通过对切割轨迹的实时计算，再根据被切工件的材料与厚度进行修正，在切割的过程中不断地摆动切割头，使得切割出来的工件达到完美的无斜度状态。