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30000psi。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。
一切皆有可能
因为用途广泛且易于操作,水刀切割是世界上发展最快的主要机床加工技术。制造商们意识到,实际上,水刀切割加工能力是无限的。各种规模的加工车间意识到,使用超高压水刀后带来了更高的效率和生产力。水刀成为很多加工车间的机床设备。因为加砂水刀技术是福禄在上世纪八十年代首先发明,该技术已经快速进入了持续的研究和开发。是什么使得水刀技术如此受欢迎呢?水刀需要少数的辅助操作,无需加热区域、无热变形或者其它切削方法导致的机械变形即可生产网状零件,能够加工狭窄的缺口,能够让原材料得到更好的使用,因为多个零件可以紧固地嵌套在一起。作为FlowMaster PC 控制系统的结果和直观的操作,水刀绝对易于使用。一般情况下,培训操作员几个小时后即可连续几个小时生产高品质的零件。再者,实际上水刀可以切割任何材料,并保持切口光滑平整。这些优点加在一起,成就了工业界每个零件显著的成本节约,而在传统上这是按照每小时成本定义生产。
为获得稳定的高压水射流,需使产生的高压水进入一个蓄能器,然后再流向喷嘴,从而达到稳定压力的目的。水切割就是由普通水经过一个超高压加压器,将水加压至4,000 bar (60,000psi),然后通过一个极细小的喷嘴(其直径为0.1mm至0.4mm左右),产生一道速度每秒近千米(约音速的三倍)的水箭。这道水箭就像一把切削加工的利剑,对所需要加工的工件进行切削加工。
水切割加工设备的组成包括:超高压泵、水切割切割头装置、水切割X-Y可移动平面切割台、CNC控制器及CAD/CAM软件包等。