神奇的水刀

作者: 王乃仙

你听说过用水来切割钢材和石块,甚至给病人切除内脏病灶或截肢的事吗?

在南非一些金矿的矿井里,矿工们头戴安全帽,手握“冲锋枪”,从矿井的岩壁上轻而易举地切下一块块坚硬的矿石。“冲锋枪”里射出来的不是子弹,而是普通的水。

美国的一家医院里,正在进行一例高难度的肝脏坏死病灶切除手术。主刀医生手中拿着一支“笔”,从“笔尖”射出一支极细的水柱,但见“笔尖”过处,坏死了的那部分肝脏被迅速地切了下来。血管里的血刚一渗出就被立即止住。这神奇的“笔”叫作“水刀”,用于切割,其干脆利索让人叹服。

水刀最早出现在加拿大。它的刀身是高压水流,实际上就是让水在高压条件下做各种原材料的切割加工,国外称它为,“高压水流切割工具”。产生高压水流的压力泵功率为150千瓦,每分钟从针箍状喷嘴里喷射出80升水。喷嘴用蓝宝石或人造宝石制成,高压水流以每秒钟1000米的高速离开喷嘴时的压强为310兆帕。因此,水刀可以轻松自如地切割各种材料,能把几厘米厚的钢板切开,也可以锯出各种带曲线的图案和带花纹的原件,以及精密度要求很高的、安装在像航天器一类飞行器上的各种零部件。

水刀在切割工艺领域中还是一名“新兵”,但它却是一位“多才多艺”的“多面手”。比起它的“前辈”——电锯、电弧切割和激光切割来,它有着许多优越性。

首先是它具有强大的威力,可以随心所欲地切割各种口径的钢管和不同厚度的钢板,以及花岗岩一类坚硬的岩石。同时,在作业时,切割面上的温度能保持不变,电弧、激光和钢锯则办不到这一点。它不会产生强光而灼伤人眼,更不用担心因高温而引发火灾,十分安全。

其次,水刀在切割元件时,原材料不会发生化学或物理的变化,也就是说,不会使钢材、纤维玻璃、石棉制品、水泥构件等各类物质的内部分子排列和组织结构发生变化,从而保证了成品的质量和规格要求。

第三,用水刀切割原材料,或对伤病员做截肢等手术时,成品或切口边缘保证平滑,棱角理想,手术没有大出血的风险,同时,也不产生粉尘飞扬,更没有机械切割时因金属磨损而产生的刺耳噪声,非常符合环保要求。整个操作过程可以利用电脑控制,精密度高。