—访上海狮迈科技有限公司技术总监曾继跃博士
    2013年12月，中央电视台《我爱发明》栏目推出了一期名为《激流利刃之五轴联动智能水刀》，节目播出之后，在业界引起了极大轰动，颠覆了水刀只能切割石材和精度要求低的工件传统观念，也使得智能水刀真正进入了机加工领域。日前，在上海新国际博览中心召开的第十六届中国国际工业博览会上，本刊记者采访了“水刀教父”，上海狮迈科技有限公司技术总监曾继跃博士。

《机床商情》：请您简单介绍一下水刀和它的工作原理。
    曾博士：水刀最早出现于上世纪70年代，这项技术最早起源于美国，它是利用超高压技术，再通过内孔直径0.3mm的喷嘴，喷射形成速度超过两倍音速的高速射流，因其技术的复杂性，直到上世纪80年代才被用于工业生产。因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，在高压水中混入石榴砂，极大的提高了水刀的切割速度和切割厚度。现在水刀已经广泛应用于陶瓷、石材、玻璃、金属、复合材料等众多行业。
    水切割依靠的是高速的水射流，水射流的速度可以达到子弹速度的两倍，另外，水里面掺有磨料，这样，超高压的水从喷嘴里射出的水射流就如同一把非常锋利的水刀，可以切割不同的材料。水切割因为有水的存在，高速冷却效果非常好，在切割过程中产生的热能会被水迅速带走，减少了因为热量对于工件造成的损伤和热变形，这是水切割与激光、等离子切割的最大区别。

《机床商情》：与传统的切割方式相比，水切割有哪些优势和不足？
    曾博士：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。
    水切割同传统的切割方式一样，在切割工件时由于能量会损耗，上面的能量与下面的能量不一样，从上到下水射流会弯曲，这样的水刀切割出来的工件不可避免地带有高能束切割所特有的切缝锥度、表面条纹、及转角处的裙摆等误差。

《机床商情》：狮迈公司是如何解决水切割在加工中的切缝锥度和转角处裙摆这些误差的？
    曾博士：狮迈“智能水刀”不仅拥有世界最先进的精密五轴联动系统，而且配备了“懂得思考”的智能切割软件，成功解决了传统水刀的切面锥度、射流后拖等世界性难题，打破了国内传统水刀局限在玻璃、石材切割等狭窄领域的局限，将水刀技术成功应用于机加工领域。
    狮迈自主研发的智能数控系统专门针对水刀切割的特点，以射流从工件底部的射出点为控制目标，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。

《机床商情》：截止目前，狮迈公司在智能水刀技术上取得了哪些成就？
    曾博士：智能水刀是狮迈公司研发、生产的一种拥有完全自主知识产权的五轴精密水刀。智能水刀采用高精度的五轴联动控制系统，加上完善的操作软件系统，从而使以往只能进行粗加工的水切割设备，终于进入了精密的机械零件加工领域。并已通过有关部门检测，各项技术指标均达到国际先进水平。智能水刀的智能控制系统、悬臂式及龙门式工作台、喷嘴阀门、精密万向动摆头等核心部件，均由狮迈公司研发团队自主设计开发，已申请和获得十几项国家发明和实用新型专利。尤其是狮公司自主开发的智能控制系统，真正将“智能”的概念完美的应用到水刀设备，完成各种精密复杂机械零部件加工。
    公司开发的智能水刀切割范围为1.6米*1.3米或2米*4米，其定位精度为+/-0.075毫米。该智能数控高压水切割机配备自有知识产权的集成CAD/CAM/CNC和智能切割模型于一体的智能水刀专用软件、自主研发的基于PC的脱机式多轴运动控制器、精密万向摆动切割头、达到国际先进水平的高效环保的直驱式超高压泵、操作便捷的精密悬臂式及龙门式工作台、利于降噪防尘的快速水位升降系统、制作精良的自动供砂系统等，功能完备，性能超群。

《机床商情》：狮迈公司除了为客户提供产品以外，在服务方面做了哪些工作？智能水刀前景如何？
    曾博士：狮迈公司在国内有反应迅速、强有力的技术服务队伍，可以做到每周7天、每天24小时全天候的销售服务支持；有长期稳定的零配件库存，并有专业的工程师提供技术支持；公司负责对客户进行设备操作、维修和保养等方面的培训；狮迈智能操作软件USMART®，提供终身免费升级，以及多个软件装机许可；狮迈的产品承诺质保期为一年或2000工作小时。
    智能水刀的适用行业极为广阔，激光能切的，水刀一定能切；激光不能切的，水刀也能切。在欧美发达国家，水刀已经成为主流机加工方法之一，但在国内，由于国产水刀技术发展的相对滞后和进口水刀产品的价格门槛过高，水刀在国内目前还主要用于下料及地板用材的切割，水刀用于机械零件的加工几乎还是空白。“前景是光明的，但道路上曲折的”，相信狮迈公司会填补这一市场空白，积极开发国产高端智能水刀产品、开拓机加工领域更加广泛的市场。
  狮迈公司“智能水刀”不仅拥有世界先进的精密五轴联动系统，而且配备了“懂得思考”的智能切割软件，解决了传统水刀的切面锥度、射流后拖等难题，大大提高了水刀的切割效率，狮迈“智能软件”集CAD、CAM和CNC于一体，大大简化了操作流程，降低了对操作者的要求……狮迈公司用世界顶尖的技术和服务，一直践行着“有机加工的地方就用得上狮迈智能水刀”的梦想！■