水刀的结构非常简单。它只需要使用普通水和超高压压力机。利用这种装置,它可以将普通水加压到4000巴,然后通过一个小喷嘴喷出,形成切削力。
正是这种看似简单的水射流,可以做各种表面处理,切割各种非金属材料,包括纸张、玻璃、纤维、海绵等。这就是水射流的能力。如果要切割一些金属和硬质材料,如石材、玻璃、陶瓷、瓷砖等,只需在此基础上配上合适的砂即可。
砂料的应用大大提高了水射流的切割能力。这种高速加砂水射流几乎可以切割任何材料。另外,水射流的喷嘴采用硬质合金、蓝宝石等材料制成,喷嘴直径只有0.05mm,孔内壁光滑平整,能承受1700MPa的压力,因此高压水可以像刀一样切割材料。
也有水刀用水加入一些长链聚合物,如聚氧化乙烯,增加水的粘度,从而提高加工精度。即使切割宽度只有0.1-0.8mm,也可以加工表面复杂的零件。
当水刀用于切割各种石材、陶瓷材料时,将切割后的材料拼接成马赛克,称为水射流马赛克,这也是水射流应用中非常常见的一种方式。