水刀流切割技术以其诸多优点得到了越来越广泛的应用，同时也展现了不同的发展趋势。目前的产品生产越来越向多品种、小批量、高精度方向发展，提高设备的智能化程度是一个主要发展方向，最典型的就是各种多轴、多维水射流加工系统的投入使用。

    多轴多维水射流加工系统最初应用于航空和宇航工业，目前已成为航空制造业中的标准设备，已在逐步取代激光加工方法。美国麦道飞机公司（现已并人波音公司）于1988年制造并安装了第一台实用的三维磨料水射流切割系统。该系统有5个控制轴，第六个辅助轴用于操纵帽状的射流收集器，其加工零件的尺寸范围为X轴方向6m、Y轴方向3m，z轴方向0. 6m。波音公司波音777计划中，制造了一台具有两个Z轴的大型磨料水射流切割系统，其中一个Z轴用于控制切割头在Z轴方向运动，另一个Z轴用作坐标测量机。整个系统带有复杂的由多传感器组成的检测系统，能检测加工零件和它们的加工误差。采用的万能夹具由上百个经过编程控制的滚珠一丝杠手臂组成，每个手臂端部带有真空吸盘，由于水射流切割过程中产生的切削力极小，这些夹具只需承受工件的质量，可以精确地保证工件的定位，加工精度极高，性能参数可见表15 - 16。用这台磨料水射流切割机切割多层碳纤维增强复合材料，切割速度可达2. Sm/min，代替原有的按模板剪切下料的传统工艺可以节约材料20%，提高生产率40%。为了克服大型水射流切割设备价格高的缺点，水射流切割系统生产商开发了一类尺寸中等、价格较低的三维水射流切割设备。美国开发的中等尺寸五轴机床，加工尺寸范围为长3m、宽2m，最大加工速度为10m/min，此时加工精度为±0. 2mm。

    提高水射流设备自动化的另一措施就是对其控制系统的改进。水射流加工过程中，既有如压力、磨料流量、切割头进给速度等动态控制变量，也有如混合管直径、喷嘴直径等准静态变量，还有如混合管长度、磨料种类等静态变量。为了提高精密加工的精度，必须控制动态变量，监测准静态变量，合理选择静态变量。为此，开发了射流加工过程的专家控制系统，用于简化系统设置过程。在这个系统中，用户只需输入静态参数，指定切割要求，如材料种类、厚度及表面加工质量等，给出按何种优化方案加工，如最小材料耗费量、最大切割速度和最佳表面质量等等，系统控制软件则在内建的专家知识库的基础上自动给出切割过程中的控制参数，并且还允许修改。随着自动控制领域自学习机制研究的深入，目前已可做到只须人带动机器手沿加工路线行走一遍，机器手控制系统即可自动产生加工控制数据，辅以一定的人机对话交流信息，机器手即可自动加工，大大提高了系统的柔性。

    为了提高系统的自动化程度，开发了全自动快换喷嘴。它由喷头本体、喷头接插件、准直夹具和接插件安装与拆卸系统组成。更换喷头时，接插件安装与拆卸系统拆下喷头接插件，向喷头本体内装入新的接插件，准直夹具用于校准接插组件使其轴线与混合管轴线重合，所有操作均由机器手完成。此外，通过计算机闭环控制系统压力上升曲线，可适应不同的加工材料，改善加工质量；通过将力传感器置于磨料颗粒流中测量磨料颗粒打击动量的变化，可精确地测出磨料流量，误差小于5%；通过声学方法或测量喷头中水喷嘴下方处混合腔内的真空度，可以监测喷嘴的寿命；通过测量加工过程中加工材料的声发射信号，可以在线测量某些加工尺寸，如孔深、切缝深度等等。所有这些发展，为提高射流加工的自动化提供了保证。

    设备的模块化和标准化是一个发展趋势。目前一般将水射流加工精度分为三级：精度小于等于0. 025mm为高精度，精度介于0.13 -0. 38mm为中等精度，精度大于0.38mm为低精度。通观所有的水射流加工设备，均由高压水发生系统、输送系统、控制系统等组成，只需根据不同的压力等级、加工精度选择不同的分系统即可组成不同加工精度的设备，既便于生产商制造，也便于用户选择。目前，多数水射流设备生产商已将其产品按压力等级、功率等级划分为几个产品系列供选用，其中喷嘴是系列化、标准化做得较好的产品，大的喷嘴生产商都有各自的产品型谱。水射流加工过程是一个复杂的多变量、非线性过程。传统的控制规划采取的是通盘考虑所有控制变量的方法，但对于水射流加工过程的控制来说，它的所有影响加工质量的控制变量数量多并且相互耦合在一起，非线性化使得控制变量相互间很难解耦，控制方程非常庞大，给有效控制加工过程带来了困难。新的模块化控制方法将系统划分为系统元件和系统状态两个模块，针对每个模块内的分系统进一步细化后进行控制。各个模块之间采用规定的接口连接，简化了对每个分系统的控制，且由于模块间接口有统一规范，新模块可以较容易地连接到控制系统中，提高了系统的可扩展性和灵活性。随着计算机辅助设计技术的发展，越来越多的产品采用该技术设计，经计算机绘图后送入机床加工。为使产品设计数据能直接被射流加工设备识别，必须保证产品设计后形成的数据格式符合统一的计算机辅助设计数据标准，加工设备的控制系统输入数据时也应遵循这一标准。

    提高水射流加工系统的可靠性是长久以来一直追求的目标。水射流加工设备出现故障，很大一部分是由于系统可靠性不够的缘故。为此，针对系统密封元件的磨损，研究了种种新的密封机理，开发了种种新元件，如套筒密封等；通过研制新材料，加强对泵组柱塞等运动部件磨损和腐蚀的控制；对于机组中的承压部件，采用有限元分析的方法，找出其受应力最大的部位和薄弱环节，对其进行重点加强设计，确保其在使用寿命期间内不会破坏；对于最易磨损的喷头，一方面积极开发新的抗磨材料，另一方面进行喷嘴性能和寿命的在线监测，在其寿命终了时及时更换，确保加工精度不变。系统的放障还可能是操作人员误操作引起的，因此，提高操作人员的操作水平是提高系统可靠性的又一措施。一方面要大力加强对操作人员的培训，使其熟悉对系统的操作，尽量减少误操作的发生；同时，在控制系统中设置传感器监测各种系统参数。一旦系统偏离预定运行状态，控制系统可自行决定处理方案，避免设备的损坏。

    近年来，各国对环保要求越来越高，水射流加工虽然对环境影响较小，但噪声和磨料射流中的磨料是两个影响环境的因素。对噪声的防治，一方面采用帷幕隔断，另一方面近来也有主动降噪措施出现。它采用声探测器探测噪声源噪声强度和声波的相位后，用声发射器发射同强度但相位相反的声波，两束声波相抵后可降低噪声强度。磨料射流是一个极好的加工手段，为减小其对环境的影响，一是回收使用过的磨料，处理后再使用。普通的石榴石、橄榄石磨料由于使用后破碎程度较大，粒度减小，回收后一般不能使用，且处理费用高而经济性差。近来有采用铁屑磨料进行切割试验的，由于铁屑韧度大，与工件碰撞过程中不易破碎，使用前后粒度变化不大，回收使用容易、经济性好，是一种较好的磨料。二是积极开发新的磨料射流形式，如冰射流。它采用液态二氧化碳或液氮冷却纯水射流，将其中产生的细小冰粒作为磨料。由于冰在切割后融化成水，对环境无影响，因此它是一种极有发展前景的射流形式。总之，由于技术的飞速发展，射流加工技术必将出现一系列新的发展方向，水刀必将越来越多地取代现有的某些常规加工手段。