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水切割发展历程

来源:本站 发布时间:2018年07月25日 人气:2335

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碳纤维复合材料的理想工具(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———

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。

技术发展

便 携 式 水 切 割 技 术 发 展
序号
时期
发展历程
成果
1
21世纪初
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
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
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
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
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
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
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,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.
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。