在车间里，薄薄的水刀轻松穿透8英寸的钛合金板，就像是在切黄油。一台六轴机器人操控一切，它灵活控制着喷嘴方位，一片片发动机叶片在水汽中渐渐显示出优雅轮廓。

机器人已经在金属加工行业发展多年，它依靠坚固耐久、精确稳定已经获得了业内认可，甚至已经可以满足航空航天工业的严苛要求——加压至60000PSI（或以上）的加砂水可用于粗切割商用喷气发动机的叶片和转子（IBR）。

位于美国华盛顿肯特州的SHAPE集团是一家专注于提供水刀切割解决方案和集成系统的公司，该公司集成了FLOW的水刀产品和高压泵，结合工业机器人技术，开发了一款名为Aquarese的3D水刀切割系统，深受广大航空航天、能源、汽车工业用户的欢迎。据了解，Aquarese是全球唯一能加压至94000PSI的机器人磨料水刀机。

Aquarese

运行平稳

工业机器人为水刀切割提供了灵活性和稳定性。Aquarese使用的机器人有6个自由度，几乎可以从任何角度接近工件，并遵循平滑、精确和高度可重复的刀具路径，实现精确的切割和轮廓。切割金属时，水刀只能用于粗切割部件，随后还需要进行额外的铣削操作。

由于Aquarese系统主要面向金属和复合材料，如钛合金、英高鎳合金、镍基合金等，因此它使用的砂料是石榴石。当水混合石榴石一齐从喷水中射出时，它们的速度可以达到音速的4倍。

SHAPE公司发言人Dylan Howes表示：“水刀的优点之一是它应用广泛，可以切割包括石头、玻璃、纸张、金属、复合材料等几乎任意物品。如果你有一台水刀，今天你能用它切割金属，明天你也能用它切割泡沫。第二，它是一种冷切割工艺，相较于激光、等离子切割，它不留任何HAZ（焊接热影响区）和机械变形，不损坏零件的完整性。第三是水刀效率高、可以重复利用，同时它也不会产生毒烟、有毒废渣，切割下的边角料更完整，也更便于回收。”

机器人的精度、重复性和刚性

和美国机器人协会（RIA）介绍的其他解决方案一样，SHAPE似乎也对史陶比尔有一种偏好，Aquarese集成的正是史陶比尔的TX200 HE机器人。

据（jqr.com）数据，TX200 HE自重1000kg，负载100kg，工作范围2194 mm，能在潮湿环境中作业（带有HE字母）。机器人的防护等级是IP65，封闭式臂结构，同时增强抑制提高了防水水平。IP67的机器人手腕极耐腐蚀，可防止低压浸没。工具法兰和关键部件由不锈钢制成，适合在腐蚀性环境下使用。

谈及和SHAPE的合作时，史陶比尔北美地区经理Schmitt认为：“金属切割工艺对于机器的鲁棒性和路径准确度要求很高，史陶比尔在机器人精度、重复性和刚性上取得了很大进步，再加上专利减速器，这让Aquarese在轨迹控制上有出色表现。”

“产品的刚性需求源于超高压水刀的反作用力，观看视频可以发现，Aquarese几乎没有回推，这是其他机器很难做到的。最重要的一点是，由于史陶比尔机器人性能出色，Aquarese的成本非常低，只有一台五轴CNC的三分之一、四分之一。我们现在很有信心能同传统铣削方法一较高下。”

此外，史陶比尔在专有的机器人编程语言VAL 3上进行了优化，使用SHAPE的Howes，你可以轻松导入CAD模型并生成优化的刀具路径。水刀系统使用SHAPE自己的软件套件FlowXpert编程，该套件与系统捆绑在一起。对于3D机器人水刀切割，还提供AquaCAM3D模块，该模块具有内置模块和功能，用于特定应用，包括叶片的粗加工和风扇叶片的修整。AquaCAM3D经过优化，可与机器人无缝工作，并导出生成的刀具路径。

节约材料

节约材料是所有水刀机器的优势，而这一点在Aquarese上被进一步放大——Aquarese支持3D切割。

从视频35秒开始，Aquarese开始展现3D切割技术，它从一根轻质合金棒上粗切出了两个叶片。这是传统铣削做不到的，只能使用电线电火花加工，但后者的价格十分高昂。

狭窄的切割线是节约材料的第二个体现。纯水水刀的水流宽度是0.003至0.015英寸，加砂水水刀的宽度是0.015至0.070英寸，在这基础上加上3D切割，Aquarese能同时实现较少的材料浪费和更复杂的切割细节。

Aquarese还集成了机器人水刀剥离解决方案，可用于去除飞机发动机部件上的涂层，维护、修理和运行助推器和燃烧器。它还可被用于航空航天、工业燃气轮行业，在铸造厂帮助去除陶瓷壳和芯。