물! 힘의 위력은 어디까지일까?
물! 힘의 위력은 어디까지일까?
  • 김차식 기자
  • 승인 2019.11.28 00:04
  • 댓글 0
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초고압의 물을 사파이어 등 강한 소재로 만든 아주 작은 구멍의 노즐을 통해 분사하여 좁은 라인을 침식, 물과 연마제만을 이용 여러 가지 용도의 절단작업을 친환경적으로 수행하는 것. 워터젯!
굉음과 함께 분출된 물줄기가 청바지 위를 지나가는 사진이다. KBS2
굉음과 함께 분출된 물줄기가 청바지 위를 지나가는 사진이다. KBS2

과학이 점점 발전하면서 생각지도 못한 것들을 현실에서도 가능하게 된다. 쇠나 다이야몬드 같은 단단한 것들을 물로 절단할 수 있는 기계, 워터젯(Water Jet)! 저진동, 저소음 및 친환경적으로 작동하면서 절단 능력을 최대화 할 수 있다. 침을 뱄을 때도 물건이 쓰러질 수 있을까?

굉음과 함께 분출된 물줄기가 미끄러지듯 청바지 위를 지나가고 있다. 강한 물줄기로 청바지 매듭 부분까지 완벽하게 자를 수 있다. 깔끔하게 잘라지는 워터젯의 강함이 있다.

물 위력으로 볼링공 사이의 틈이 만들어 지면서 잘라지는 사진이다. KBS2
물 위력으로 볼링공 사이의 틈이 만들어 지면서 잘라지는 사진이다. KBS2

공(球) 중에서 가장 무거운 볼링공(지름 19Cm)도 물줄기가 볼링공 안으로 사라지더니 사이에 틈이 생기면서 잘라진다.

물 위력으로 당구공이 매끄럽게 반으로 잘라진 사진이다. KBS2
물 위력으로 당구공이 매끄럽게 반으로 잘라진 사진이다. KBS2
물 위력으로 해머가 반으로 잘라지는 사진이다. KBS2
물 위력으로 해머가 반으로 잘라지는 사진이다. KBS2

공사장에서 사용하는 해머(지름 18Cm, 두께 5.5Cm)를 물로 자를 수 있을까? 높은 압력의 물줄기가 강철인 해머 속으로 사라지면서 매끈하게 2등분으로 잘라진다.

물 위력으로 골프채가 잘라지는 사진이다. KBS2
물 위력으로 골프채가 잘라지는 사진이다. KBS2

골프채를 워터젯으로 자르면 상상을 초월한 신기한 현상이 일어난다. 물로 자르는 데도 마치 용접기로 자르는 듯 강한 눈부신 불꽃이 일어난다. 왜 물로 자르는데 불꽃이 일어날까? 아주 연한 물질을 자를 때에는 순수 물로만 커팅 한다. 골프채처럼 단단한 물질을 자를 때에는 연마제를 같이 섞어서 자른다. 연마제인 모래가루와 티타늄이 만나 깨지면서 불꽃이 일어난다.

물 위력으로 얇은 칼이 정확하게 반으로 잘라지는 사진이다. KBS2
물 위력으로 얇은 칼이 정확하게 반으로 잘라지는 사진이다. KBS2
물 위력으로 공업용 다이야몬드가 잘라지는 사진이다. KBS2
물 위력으로 공업용 다이야몬드가 잘라지는 사진이다. KBS2

다이야몬드는 탄소로 이루어진 결정체로 보는 각도에 따라 빛을 내는 최고의 보석이다. 강도 10으로 가장 단단한 물질이다. 작은 공업용 다이야몬드는 쇠를 자를 때 사용 한다. 5mm의 작은 다이야몬드를 자르기 위해서 강철판에 진공용접으로 붙인다. 다이야몬드도 정확하게 반으로 잘라진다. 보통은 가루로 이용하는데 남아프리카공화국에서 제작된 다이야몬드를 실험에 이용한 것이다.

워터젯은 초고압의 물을 사파이어 등 강한 소재로 만든 아주 작은 구멍의 노즐을 통해 분사하여 좁은 라인을 침식하는 것이다. 물과 연마제만을 이용여러 가지 용도의 절단작업을 친환경적으로 수행하는 절단기계이다. 초고압수에 연마제를 노즐 내부에서 혼합 분사하면 절단 능력을 높일 수도 있다.

워터젯은 압력 4,000BAR의 초고압 물을 직경 1mm 이내의 아주 작은 노즐로 초당 1,000m의 고속 분사해서 가공하기 힘든 재료를 절단하는 기계이다. 노즐을 통해 균일한 고속의 물이 분사되면서 속도 에너지를 응집시켜 재료들을 자를 수 있다. 속도 에너지, 압력과 마찰력을 이용해 소재를 절단하는 원리이다.

물을 이용하기 때문에 쉽게 녹거나 물과 화학 반응을 일으키는 소재는 가공할 수 없다. 플라즈마(제4의 물질 상태)보다 사거리가 길며, 레이저보다 직접적인 절단력이 잘 전달된다. 절단시 저절로 냉각이 되며 분진이 상당히 적은 것도 장점이다. 최소한의 절단력을 확보하기 위한 매질 단면적이 다른 매질보다 커서 정밀도가 다소 떨어진다는 흠도 있다.

물은 불도 아니다. 레이저도 아니다. 오로지 물을 이용하여 소재들을 절단할 수 있다.

워터젯! 정말 놀라운 물의 힘이다.


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