智能水刀顾名思义就是以水做刀,即以高速水射流作为切削刀刃。纯水水刀可以切割软质材料,比如纸张、布料、皮革、橡胶、食品等。如果在高速射流中掺入磨料,就变成了磨料水刀,磨料水刀可以切割金属、陶瓷、玻璃、石材等硬质材料。水刀是一种冷态高能束切割工具,和其他高能束加工方法一样,在切割过程中,射流会产生弯曲变形,以至造成工件上的形状误差,比如说,切缝有锥度误差,在切割表面有条状纹路,在切割转角和小圆弧时,工件的下端会出现裙摆似的形状误差。智能水刀通过对切割速度及切割头的偏摆角度进行动态控制以达到消除这些误差的目的。
水刀是当前世界上唯一一种冷态高能束机加工技术。与传统加工方法相比,水刀的优势体现在:可以切割任何材料、无热损伤、切缝小、毛刺小、切削力小、装夹简单、可轻易加工细长件和复杂精细工件、无切削困扰、无冷却液污染、不用换刀。与激光加工相比,水刀设备价格更为便宜,可切割材料种类更多,切割厚度更大,且工件无烧伤,切削过程无毒气排放。与电火花线切割相比,水刀切割速度快10倍,且可切导电、非导电材料。由于水刀的显著优势,近年来,该项技术在国内逐渐兴起,而智能水刀仍处于真空地带。2012年,世界著名水射流专家、美国水射流学会技术最高奖获得者曾继跃博士与留美博士张仕进一同带着6项美国发明专利和多项中国发明专利来到嘉定工业区,开办起专注于研发、生产智能水刀的上海狮迈科技有限公司。目前,公司自主研发的智能水刀加工中心已投产上市,填补了国内智能水刀领域的技术空缺。
水刀技术在上世纪九十年代就引进中国了,在过去的十年间水刀在中国发展迅猛,目前“水刀”在百度上搜索绝对是个热词。可是由于以往国产水刀的技术比较粗糙,用途只限于石材切割和低精度的下料切割等,所以国人对水刀的认识也很有局限性,还没有认识到智能水刀可以成为一种主流的机加工方法。采用数学模型精准地预测射流行走路径上每一点的误差,通过对射流每一步行走的速度、加速度、以及切割头的偏摆角度进行精确的控制,在切割效率最大化的情况下达到自动消除这些误差以获得高精度的目的。操作人员只需要输入工件材料的名称及厚度,我们的智能系统就可以自动进行优化。一名高中毕业生,经过半天的培训,就可以上机操作,又快又好地加工出合格的机械零件。
(编辑:yiming)