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不锈钢知识 NEWS
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水切割

添加时间:2017-05-19 13:38 作者:admin 来源:未知 点击: 次

水切割

,又称,即水射流切割技术,是一种利用高压水流切割的机器。在电脑的控制下能任意工件,而且受材料质地影响小。因为其成本低,易操作,良品率又高,水切割正成为工业技术方面的主流切割方式。

分类

编辑
以情况来分:分为无沙切割和加沙两种方式。
以设备来分:分为大型水切割和小型水切割。
以压力来分:分为型和型,一般以100MPa为界限。100MPa以上为高压型,100MPa以下为低压型。而200MPa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,100MPa以下低压型水切割可应用于特种行业如:危化、、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,经过大量实验和论证,最后得出其阈值在237.6MPa左右。故在水切割行业,人们对200MPa以上的水切割主要应用在行业。】

特点

编辑
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。

科普介绍

影响

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安全领域使用的局面。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重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。

如何产生

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/s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。

发展历程

编辑

萌芽

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(多次超过了现用压力),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的理想工具(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。

主要历程

水 切 割 技 术 发 展 历 程
序号
国家/人物
“水刀之父”——Norman Franz博士
1
1936
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
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
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
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
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
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
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
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、斯彼得水射流技术有限公司等。
国内能提供大型水刀切割加工的企业有——上海信未机械(3米x6米超大台面)、上海耀伟、江苏升腾等。

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、船舶制造等相关优德体育精品版app。

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
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
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
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
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
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。  在过去的市场实战应用中,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

特点优势

编辑
1、 可切割范围广
可以切割绝大部分材料,如:金属,大理石, 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,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.
11、无切割方向之限制 → 可完成各种不同的切割形状。
12、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。
13、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。
14、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。
15、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。
16、不会产生毛边 → 可缩短工件制造所需时间及制造成本。
17、切口细 → 可减少大量废弃材料的产生,节省直接制造成本。
18、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。
19、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。
 

切割技术

编辑
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,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。
小型水切割
通常水切割设备都是很大,一般为机床式,小型水切割指重量小于200公斤的水切割设备。
智能便携式水切割系统,属磨料脉冲射流切割系统,采用独特的设计思路,突破性的减小了水切割系统的总体体积和重量,真正实现了单人便携装置的要求,大大降低了使用的总体成本,为水切割技术的广泛应用创造了一条崭新的思路。便携式水切割系统是唯一的冷切割设备,也是高危作业领域最理想的切割设备,可广泛应用于公安排爆、废旧弹药销毁、航空救援、武警破障、石油工业、隧道施工和救援等领域。同时,水切割设备快速、无损、作业精细、一次性成型的特点,也可广泛应用于建筑、设备加工、石材加工、冶金、医学等领域。

  
一、产品简介
便携式水切割系统纪新刚先生研制的“智能便携水刀切割设备”属磨料脉冲射流切割系统,采用独特的设计思路,突破性的缩小了水切割系统的总体体积和重量,真正达到了单人便携装置的要求,大大降低了设备总体成本。
二、产品应用
便携水切割设备是唯一的冷切割设备,也是高危作业领域最理想的切割工具,可应用于
公安排爆
废旧弹药销毁
武警破障
石油工业、天燃气管道的排险
油罐的清理工作
隧道施工和救援等领域。
化工行业
同时,水切割设备的快速、无损、作业精细、一次成型的特点,也可广泛应用于建筑、设备加工、石材切割、管件切割等方面。
公司遵循诚信为本,不断创新的质量方针, 加快研发速度,以求更好的适应市场环境,努力打造自我品牌。
三、同类对比
市场上现有的水切割设备均属大型数控水切割设备,其主要应用于金属管件、石材、防弹玻璃、陶瓷、塑料、木材、橡胶、军工生产、弹药、水泥制品、布料等材料的切割及工艺品的加工制造。但因其体积大,只能固定位置进行工作和生产,而智能水切割系统有效的克服了传统水切割设备整体体积过大的缺点,使整机重量减少到90~110公斤,大大增强了其工作的灵活性,运输方便,操作简单安全,单人即可灵活操作整套设备系统,减少了人力的付出,提高工作效率和工作质量。
另一方面,积极进行设备改革,采用燃油机作为驱动,可广泛应用于公安系统对野外安全破障、救援等工作,克服了断电对其设备工作效率的影响,保证了公安系统对特殊情况的安全快速解决,维护人民群众的生命及财产安全。
四、产品优势
l 小型—设备较传统设备系统体积小,运输方便。
l 轻便—产品独特的设计减小了设备的重量。整机重量90公斤左右
l 操作简单—单人即可操作,节省人力
l 断电操作—产品使用燃油机作为驱动动力,避免了传统电机断电不能操作的弊端
l 不受使用地点的限制—可有效应用于野外作业,不受电源问题的影响
l 切割时无热量发生—可对雷管、炸药直接切割安全
l 切割速度快—不小于150mm/min(5mm厚37高炮弹40s)
l 横切面平整—水切割系统的切割面较传统机械切割断口处光滑平整。
五、主要技术指标
碳钢最大切割深度:≥20mm;
切缝宽度:0.3—2mm;
切割速度:不小于150mm/min(5mm厚37高炮弹40s);
切割时无热量发生(可对雷管、炸药直接切割安全)
六、市场发展趋势
在水切割市场的激烈竞争中,大型水切割设备虽有其特定优势,但我公司研发生产的便携式水切割系统在市场的竞争中已占有一定的市场份额,借此发展机遇便携式水切割系统将会在市场上得到广泛的应用。为了进一步适应市场上的具体需求,满足客户对我公司水切割设备的使用要求,我公司正在积极的进行新产品的设计和研发工作,以便能更好是服务客户的,满足目标客户现实需求。在不久的将来,我公司生产的便携式水切割设备将应用于市场的各个领域,成为水切割设备行业中的佼佼者。
 

相关问题

切割材料

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。

切割精度

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。

切隙宽度

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。

切割斜边

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。

适用范围

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。

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