水刀到底有多恐怖?看似柔软的水,变成水刀之后为何能够轻松切割玻璃?
老子有言:“上善若水,水善利万物而不争”。意思是说,善良的人就像是潺潺的流水,水滋润着万物却从不与万物相争抢。又如林则徐所言:“海纳百川,有容乃大。”由此可见,在中国文化中“水”通常是温润、包容的代言词,因而我们很难将其与以“锋利”“危险”著称的刀具相联系。
水刀,顾名思义,就是以水为刀,又称高压水射流切割技术。我们都知道水是地球上最丰富的一种化合物,全球约有四分之三的面积覆盖着水,如此丰富的水资源当然不能被浪费,于是水资源开始得到各种途径地利用。合理猜想一下,或许“水滴石穿”就是这项技术的研发灵感吧。在高压的加持下,原本温温柔柔的水变得威力巨大,就像是林黛玉扛着火箭炮同样可以变得杀伤力极强。
那么水刀到底有多恐怖?水刀的威力取决于水压的大小,目前我国运行水刀时的最大压力可以达到420MPa,而1MPa约为10公斤力,也就是说水刀的最大压力可以达到4200公斤力。只说数据可能比较苍白,大家很难体会到其真正的威力,那么更直观得来说,人体在水刀面前就类似于一张纸片。10厘米厚的防弹玻璃对于水刀来说也只是小菜一碟,甚至于号称“世界上最硬”的金刚石也可以被水刀轻松切割,水刀的威力由此可见。
众所周知,自然条件下我们是无法达到运行水刀所需的那么大的压力的,这时候也可能会有人提出疑问:“把物品堆叠在一起凑到所需的公斤数不就可以了吗?”对此我们只能说其很有质疑精神,这种方法要耗费的人力物力都必然是非常巨大的,明显违背了我们发明设计水刀的初衷。那么现实生活中这么大的压强到底是怎么产生的?水刀又到底是如何去运行的呢?
其实原理非常简单,高压的产生主要是依靠高压泵,高压泵通过活塞往复运动,以此来完成气体的吸入和排出。净化后的水进入高压泵后,空间内的气体越来越多,导致其压强增大,但是由于活塞的往复运动同时也导致了水压的不稳定,于是我们需要一个蓄能器来储存产生的高压水,最后再通过喷嘴喷出。喷嘴口越小,水速也就越快,水刀切割也就越精细,有时候水中也会混入一些磨料来辅助切割。简而言之,就是压强太大把水挤出去了,并且用喷嘴来控制水的流速和水流大小。
通过上述对原理的介绍我们可以发现,水刀不仅锋利,可以对大多数刀都无法切割的物质进行加工,并且操作简便,只需要通过更换喷嘴就可以决定切割的精度,避免了二次加工。
同时,水刀是冷切割,完美规避了由于温度过高导致零件变形的问题。当然,水刀能在一众切割方式中拔得头筹,不仅是依靠以上这些功能方面的优势,更是因为其在兼顾质量与效率的同时,还十分环保。在切割过程中不会产生附加物质,对于生态环境十分友好。
然而事物都有其两面性,世界上并不存在十全十美的东西,水刀也不例外。所谓“一分价钱一分货”,水刀远超同类切割技术的优异性能注定了其身价高昂,并且对电力要求非常苛刻,相信这两点就可以劝退大部分的企业。因而对于水刀的使用,我们还需更客观地去看待。
其实,水刀离我们的生活很近,但是又好像很远,或许是摆在餐桌上的陶瓷花瓶,吃饭用的瓷盘、瓷碗,又或者是电视、手机中的玻璃零件等等,都有可能是利用水刀来进行加工的。
那为什么又说水刀好像离我们很远?对于大多数人而言,在此之前对水刀简直是闻所未闻,一问三不知。如果别人告诉我说水比刀更锋利,我一定会觉得这是一个天大的玩笑,天天都喝水,如果水和刀子似的不得喇嗓子么?归根结底,是我们缺乏对生活中那些看似普通的事物的好奇心与探索欲,而这两点也正是科技发展的源头活水。
所以请大家保持对生活的好奇心,积极地去探索未知,对已有的经验或是知识敢于提出质疑,相信这样以后,我们会发现生活原来远比我们想象的更有意思,一起去探究世界的精彩吧,去热爱生活,感受生活!
,