在古代，擁有一把千錘百煉、刀鋒犀利的好刀一定可以在戰場上所向披靡，是無數英雄好漢一生的追求。然而要問現在什么刀最鋒利，那恐怕就是水刀了。

       水(shui)(shui)不僅有柔(rou)的(de)(de)(de)一面，也(ye)有剛的(de)(de)(de)一面，所以(yi)在(zai)中國古代就(jiu)(jiu)有滴水(shui)(shui)穿石(shi)的(de)(de)(de)說(shuo)法，認(ren)為世(shi)界上最(zui)鋒(feng)(feng)(feng)利(li)的(de)(de)(de)物質就(jiu)(jiu)是水(shui)(shui)，再堅固(gu)的(de)(de)(de)東西在(zai)水(shui)(shui)滴長(chang)年累(lei)月的(de)(de)(de)拍打下都會被擊穿，也(ye)許(xu)是從這(zhe)里得(de)到(dao)了靈感，人們就(jiu)(jiu)開(kai)始(shi)用水(shui)(shui)來切(qie)割那些堅硬的(de)(de)(de)物體。下面就(jiu)(jiu)來了解一下這(zhe)個世(shi)界上最(zui)鋒(feng)(feng)(feng)利(li)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)刀到(dao)底是什么“刀”，它(ta)到(dao)底有多鋒(feng)(feng)(feng)利(li)。

       1、什么是水刀

       水刀，即以水為刀，本名高壓水射流切割技術，這項技術最早起源于美國，用于航空航天軍事工業，以其冷切割不會改變材料的物理化學性質而備受青睞，后經技術不斷改進，在高壓水中混入其他磨料輔助切(qie)割，極大的提高了水刀的切(qie)割速度(du)和切(qie)割厚度(du)。

       水刀(dao)(dao)切(qie)割(ge)機集(ji)泵、閥(fa)、密封、液壓、自動(dong)化控(kong)制(zhi)(zhi)為一(yi)體，由高壓泵、加(jia)工(gong)平臺(tai)、噴射切(qie)割(ge)頭、傳輸系(xi)統、開(kai)關水控(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)統等組成，屬于(yu)一(yi)種(zhong)冷切(qie)割(ge)技術。水刀(dao)(dao)不(bu)受材料(liao)品種(zhong)的(de)(de)限制(zhi)(zhi)可以對任何材料(liao)進行任意曲(qu)線的(de)(de)一(yi)次(ci)性切(qie)割(ge)加(jia)工(gong)；切(qie)割(ge)時產生的(de)(de)熱量(liang)會(hui)立即(ji)被高速流動(dong)的(de)(de)水射流帶走，并且不(bu)產生有(you)害(hai)物質。冷態切(qie)割(ge)無熱效應(ying)，切(qie)割(ge)面(mian)好，不(bu)需要(yao)或易于(yu)二次(ci)加(jia)工(gong)，加(jia)工(gong)不(bu)變形(xing)，清潔環保，速度較快、效率較高，方(fang)便靈活、用途廣泛(fan)。水切(qie)割(ge)是適用性較好的(de)(de)成熟切(qie)割(ge)工(gong)藝方(fang)法。水刀(dao)(dao)現已經廣泛(fan)應(ying)用于(yu)陶瓷、石材、玻璃、金屬、復合材料(liao)等眾多(duo)行業。

       2、水刀的發展

       上世(shi)紀40年(nian)代，美國人(ren)將水增壓后(hou)從(cong)設計的(de)(de)細小噴嘴高(gao)速流出，并且能(neng)(neng)用于(yu)工業(ye)加(jia)工，也證(zheng)明了(le)水刀(dao)有較大的(de)(de)切(qie)割(ge)能(neng)(neng)量，這也是真(zhen)正(zheng)意義(yi)的(de)(de)水刀(dao)。后(hou)來蘇(su)聯人(ren)將水切(qie)割(ge)的(de)(de)壓力增加(jia)到(dao)200MPa，能(neng)(neng)切(qie)割(ge)的(de)(de)物(wu)體就更(geng)多了(le)。到(dao)60年(nian)代末，開(kai)始在(zai)(zai)高(gao)壓水流中增加(jia)金剛砂，石英砂等磨料，這樣水刀(dao)的(de)(de)威力就更(geng)加(jia)巨大了(le)，幾乎可以切(qie)割(ge)任何堅(jian)硬的(de)(de)物(wu)體。進入(ru)新世(shi)紀后(hou)，水刀(dao)的(de)(de)發(fa)展(zhan)和應用更(geng)加(jia)迅猛，已經改變了(le)整個切(qie)割(ge)加(jia)工行業(ye)，更(geng)是在(zai)(zai)向(xiang)智能(neng)(neng)化發(fa)展(zhan)，現在(zai)(zai)已經出現了(le)三軸，四軸，五軸甚至機器人(ren)水切(qie)割(ge)。

       3、水刀的工作原理

       水刀切(qie)割機運用了(le)液體增壓(ya)原(yuan)理，通過(guo)特(te)定的轉(zhuan)(zhuan)能裝(zhuang)置(zhi)（增壓(ya)器或高壓(ya)泵），將(jiang)電機的機械能轉(zhuan)(zhuan)換成(cheng)水的壓(ya)力(li)能，經過(guo)壓(ya)縮后(hou)的水經過(guo)一(yi)個直(zhi)徑微小的寶(bao)石(shi)噴(pen)嘴射(she)出后(hou)，再將(jiang)壓(ya)力(li)能轉(zhuan)(zhuan)化成(cheng)動(dong)能，從而形成(cheng)高速水射(she)流，對工件進行加(jia)工。

       造(zao)成(cheng)水(shui)(shui)(shui)刀(dao)(dao)能(neng)(neng)有這樣(yang)強大的(de)爆發力，除了(le)外部的(de)高壓(ya)之外，也不能(neng)(neng)忽略自身(shen)強大的(de)實力，一(yi)般(ban)來說，普通(tong)(tong)水(shui)(shui)(shui)刀(dao)(dao)只(zhi)能(neng)(neng)切(qie)割(ge)(ge)(ge)軟(ruan)性(xing)材(cai)料(liao)，但要是有切(qie)割(ge)(ge)(ge)硬性(xing)材(cai)料(liao)的(de)需求，比如想要切(qie)割(ge)(ge)(ge)鋼鐵(tie)怎么辦？這時候，光水(shui)(shui)(shui)刀(dao)(dao)單(dan)槍(qiang)匹馬似乎不夠，還需要增加(jia)水(shui)(shui)(shui)資源本身(shen)硬度的(de)水(shui)(shui)(shui)刀(dao)(dao)砂(sha)，通(tong)(tong)常加(jia)入的(de)水(shui)(shui)(shui)刀(dao)(dao)砂(sha)粒度在(zai)(zai)(zai)(zai)30到(dao)150目(mu)。水(shui)(shui)(shui)刀(dao)(dao)砂(sha)目(mu)前常用的(de)有三種，二氧(yang)化硅、氧(yang)化鋁或者石(shi)(shi)榴石(shi)(shi)。磨(mo)料(liao)不能(neng)(neng)在(zai)(zai)(zai)(zai)高壓(ya)水(shui)(shui)(shui)管路中(zhong)添加(jia)，因為這樣(yang)很容易將管路磨(mo)穿，噴嘴為了(le)應(ying)對(dui)高水(shui)(shui)(shui)壓(ya)，一(yi)般(ban)會用藍寶石(shi)(shi)或紅寶石(shi)(shi)噴嘴鑲嵌在(zai)(zai)(zai)(zai)金屬材(cai)料(liao)中(zhong)，噴嘴根據電(dian)腦設定好的(de)指令在(zai)(zai)(zai)(zai)軌道上移(yi)動，精確的(de)在(zai)(zai)(zai)(zai)被切(qie)割(ge)(ge)(ge)物上噴射水(shui)(shui)(shui)流完成(cheng)切(qie)割(ge)(ge)(ge)作業。

      其中(zhong)水刀切(qie)割(ge)機的噴嘴(zui)孔(kong)徑大小，決(jue)定(ding)了壓(ya)力高低和流(liu)量大小，可以根(gen)據具體的應用環境調試，而水刀切(qie)割(ge)機也憑借著強勁的切(qie)割(ge)性(xing)能與加(jia)工精度效(xiao)率(lv)，在各個領域、各種材料上應用廣泛(fan)。

       4、水刀的威力

       水(shui)(shui)刀(dao)(dao)利用超高(gao)(gao)壓(ya)技術可以將普通(tong)的(de)(de)自來水(shui)(shui)加壓(ya)到300MPa ~500MPa壓(ya)力，然后再通(tong)過內孔直(zhi)徑(jing)很(hen)小的(de)(de)噴(pen)嘴噴(pen)射(she)出來，形成高(gao)(gao)速射(she)流(liu)(liu)，該射(she)流(liu)(liu)具有(you)很(hen)高(gao)(gao)的(de)(de)能量(liang)，可用來切(qie)割軟(ruan)性材(cai)(cai)料(liao)，如果再在射(she)流(liu)(liu)中加入(ru)適量(liang)的(de)(de)磨(mo)料(liao)，則幾乎(hu)可以用來切(qie)割所有(you)的(de)(de)軟(ruan)硬材(cai)(cai)料(liao)，因此，毫無(wu)疑問，水(shui)(shui)刀(dao)(dao)是目(mu)前世(shi)界上(shang)最鋒(feng)利的(de)(de)“刀(dao)(dao)”。水(shui)(shui)刀(dao)(dao)切(qie)割時產生(sheng)的(de)(de)熱(re)量(liang)會(hui)立即(ji)被高(gao)(gao)速流(liu)(liu)動的(de)(de)水(shui)(shui)射(she)流(liu)(liu)帶走，并且不(bu)會(hui)產生(sheng)有(you)害物質，材(cai)(cai)料(liao)無(wu)熱(re)效應(ying)，還可實現(xian)任意曲線(xian)的(de)(de)切(qie)割加工。

       水刀能夠切割什么主要是由水壓決定的，將水加壓到30MPa以上就是低壓水刀，可以進行一些簡單的切割工作，加到100MPa就成了高壓水刀，能滿足大多數的切割工作，水壓超過200MPa就是超高壓水刀，甚至可以切開金剛石，并且(qie)切(qie)(qie)割的寬(kuan)度只有幾毫米(mi)，目前最(zui)高(gao)的切(qie)(qie)割壓力可達(da)到600MPa，國內(nei)的商(shang)業水(shui)切(qie)(qie)割設備一般運行壓力在200MPa ~ 400MPa左右，最(zui)高(gao)達(da)到了420MPa。

       水(shui)(shui)刀(dao)成為工(gong)業界的(de)加工(gong)工(gong)具后，就開啟了新的(de)切割(ge)加工(gong)歷(li)史，也被譽(yu)為下一個時代的(de)工(gong)業趨勢。水(shui)(shui)刀(dao)在切割(ge)時出(chu)水(shui)(shui)壓力有多猛(meng)，有人用(yong)水(shui)(shui)刀(dao)去(qu)切割(ge)橡膠滾(gun)輪，當(dang)水(shui)(shui)柱(zhu)(zhu)靠近(jin)時滾(gun)輪快(kuai)速旋轉，在水(shui)(shui)柱(zhu)(zhu)持(chi)續(xu)沖擊下轉動越來越快(kuai)，輪子開始膨脹(zhang)變大，最(zui)后炸裂彈開。

       多張防(fang)彈玻(bo)璃疊在一起，足有10厘米(mi)厚，在水刀面前輕(qing)松被(bei)撂(liao)倒。

       自然界(jie)中最(zui)(zui)堅(jian)硬的材質是金(jin)剛石(shi)(shi)遇到世界(jie)上(shang)最(zui)(zui)鋒(feng)利的水刀(dao)的時候，金(jin)剛石(shi)(shi)還(huan)是瞬(shun)間被劈成兩半(ban)。

       誰能(neng)想到，原本(ben)柔弱的水在水切(qie)割機中會有(you)這樣強大的爆(bao)發力，試問世(shi)界上還有(you)水刀切(qie)不了的東(dong)西嗎(ma)？

       參考資(zi)料：知乎 《機械原理》