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       在古代，拥有一把千锤百炼、刀锋犀利的好刀一定可以在战场上所向披靡，是无数英雄好汉一生的追求。然而要问现在什么刀最锋利，那恐怕就是水刀了。

       水不仅有柔的一面，也有刚的一面，所以在中国古代就有滴水穿石的说法，认为世界上最锋利的物质就是水，再坚固的东西在水滴长年累月的拍打下都会被击穿，也许是从这里得到了灵感，人们就开始用水来切割那些坚硬的物体。下面就来了解一下这个世界上最锋利的水刀到底是什么“刀”，它到底有多锋利。

       1、什么是水刀

       水刀，即以水为刀，本名高压水射流切割技术，这项技术最早起源于美国，用于航空航天军事工业，以其冷切割不会改变材料的物理化学性质而备受青睐，后经技术不断改进，在高压水中混入其他磨料辅助切割，极大的提高了水刀的切割速度和切割厚度。

       水刀切割机集泵、阀、密封、液压、自动化控制为一体，由高压泵、加工平台、喷射切割头、传输系统、开关水控制系统等组成，属于一种冷切割技术。水刀不受材料品种的限制可以对任何材料进行任意曲线的一次性切割加工；切割时产生的热量会立即被高速流动的水射流带走，并且不产生有害物质。冷态切割无热效应，切割面好，不需要或易于二次加工，加工不变形，清洁环保，速度较快、效率较高，方便灵活、用途广泛。水切割是适用性较好的成熟切割工艺方法。水刀现已经广泛应用于陶瓷、石材、玻璃、金属、复合材料等众多行业。

       2、水刀的发展

       上世纪40年代，美国人将水增压后从设计的细小喷嘴高速流出，并且能用于工业加工，也证明了水刀有较大的切割能量，这也是真正意义的水刀。后来苏联人将水切割的压力增加到200MPa，能切割的物体就更多了。到60年代末，开始在高压水流中增加金刚砂，石英砂等磨料，这样水刀的威力就更加巨大了，几乎可以切割任何坚硬的物体。进入新世纪后，水刀的发展和应用更加迅猛，已经改变了整个切割加工行业，更是在向智能化发展，现在已经出现了三轴，四轴，五轴甚至机器人水切割。

       3、水刀的工作原理

       水刀切割机运用了液体增压原理，通过特定的转能装置（增压器或高压泵），将电机的机械能转换成水的压力能，经过压缩后的水经过一个直径微小的宝石喷嘴射出后，再将压力能转化成动能，从而形成高速水射流，对工件进行加工。

       造成水刀能有这样强大的爆发力，除了外部的高压之外，也不能忽略自身强大的实力，一般来说，普通水刀只能切割软性材料，但要是有切割硬性材料的需求，比如想要切割钢铁怎么办？这时候，光水刀单枪匹马似乎不够，还需要增加水资源本身硬度的水刀砂，通常加入的水刀砂粒度在30到150目。水刀砂目前常用的有三种，二氧化硅、氧化铝或者石榴石。磨料不能在高压水管路中添加，因为这样很容易将管路磨穿，喷嘴为了应对高水压，一般会用蓝宝石或红宝石喷嘴镶嵌在金属材料中，喷嘴根据电脑设定好的指令在轨道上移动，精确的在被切割物上喷射水流完成切割作业。

      其中水刀切割机的喷嘴孔径大小，决定了压力高低和流量大小，可以根据具体的应用环境调试，而水刀切割机也凭借着强劲的切割性能与加工精度效率，在各个领域、各种材料上应用广泛。

       4、水刀的威力

       水刀利用超高压技术可以将普通的自来水加压到300MPa ~500MPa压力，然后再通过内孔直径很小的喷嘴喷射出来，形成高速射流，该射流具有很高的能量，可用来切割软性材料，如果再在射流中加入适量的磨料，则几乎可以用来切割所有的软硬材料，因此，毫无疑问，水刀是目前世界上最锋利的“刀”。水刀切割时产生的热量会立即被高速流动的水射流带走，并且不会产生有害物质，材料无热效应，还可实现任意曲线的切割加工。

       水刀能够切割什么主要是由水压决定的，将水加压到30MPa以上就是低压水刀，可以进行一些简单的切割工作，加到100MPa就成了高压水刀，能满足大多数的切割工作，水压超过200MPa就是超高压水刀，甚至可以切开金刚石，并且切割的宽度只有几毫米，目前最高的切割压力可达到600MPa，国内的商业水切割设备一般运行压力在200MPa ~ 400MPa左右，最高达到了420MPa。

       水刀成为工业界的加工工具后，就开启了新的切割加工历史，也被誉为下一个时代的工业趋势。水刀在切割时出水压力有多猛，有人用水刀去切割橡胶滚轮，当水柱靠近时滚轮快速旋转，在水柱持续冲击下转动越来越快，轮子开始膨胀变大，最后炸裂弹开。

       多张防弹玻璃叠在一起，足有10厘米厚，在水刀面前轻松被撂倒。

       自然界中最坚硬的材质是金刚石遇到世界上最锋利的水刀的时候，金刚石还是瞬间被劈成两半。

       谁能想到，原本柔弱的水在水切割机中会有这样强大的爆发力，试问世界上还有水刀切不了的东西吗？

       参考资料：知乎 《机械原理》