Mesin Jet Air – Prinsip Kerja, Aplikasi, Keuntungan
Apa itu Mesin Jet Air?
Pemesinan Jet Air (WJM), juga dikenal sebagai pemotongan jet air , adalah proses pemesinan non-tradisional yang menggunakan aliran air berkecepatan tinggi untuk menghilangkan material dari permukaan benda kerja.
Jet air digunakan dalam proses ini, yang bertindak sebagai perangkat dalam bentuk gergaji air. Air dengan cepat dinaikkan dan difokuskan pada benda kerja target dalam proses ini.
Ia mampu menggunakan partikel abrasif yang dicampur dalam bahan jet air dan beberapa logam pada kecepatan dan tekanan tinggi. Beberapa proses tidak menggunakan bahan abrasif sama sekali, dan ini dikenal sebagai proses pemesinan jet air murni.
Proses pemesinan ini menggunakan tekanan air mulai dari 200 MPa hingga 400 MPa. Tekanan bervariasi tergantung pada benda kerja dari mana material akan diekstraksi. Proses ini mirip dengan fenomena alam pengikisan air.
Ini terutama digunakan untuk menghilangkan bahan dari benda kerja non-logam dan lunak seperti plastik, karet, dan kaca. Dalam proses ini, jet air berkecepatan tinggi digunakan untuk menghilangkan material dari benda kerja. Prinsip dasar dari proses ini adalah energi kinetik pancaran air harus diubah menjadi energi tekanan agar dapat mengeluarkan material dari benda kerja.
Ketika pancaran air bertabrakan dengan benda kerja dengan energi kinetik, energi kinetik diubah menjadi energi tekanan. Energi bertekanan ini akan menimbulkan tegangan pada benda kerja, dan akibatnya bahan tarik akan mulai menjauh dari benda kerja.
Prinsip Kerja Water Jet Machining
Prinsip kerja mesin jet air didasarkan pada erosi air . Bahan dikeluarkan ketika semburan air berkecepatan tinggi menghantam permukaan. Bahan lunak dikerjakan dengan menggunakan jet air murni. Namun, untuk memotong material keras, beberapa partikel abrasif dicampur dengan air untuk pemesinan, yang dikenal sebagai AWJM (Pemesinan Jet Air Abrasive).
Bagian dari Mesin Jet Air
Elemen kunci dalam water jet machining (WJM) adalah water jet,
1 . Waduk
Sebuah penampung air digunakan untuk menyimpan air yang akan digunakan selama proses pemesinan. Reservoir umumnya terletak agak di atas seluruh pengaturan.
Hal ini dilakukan untuk memastikan aliran air terus menerus dan tidak terputus.
2. Pompa hidrolik
Pompa hidrolik ditenagai dari 30- kilowatt (kW) motor listrik dan memasok oli pada tekanan setinggi 117 bar untuk menggerakkan pompa pendorong bolak-balik yang disebut intensifier. Pompa hidraulik menawarkan fleksibilitas lengkap untuk aplikasi pemotongan dan pembersihan jet air. Ini juga mendukung satu atau beberapa stasiun pemotongan untuk meningkatkan produktivitas permesinan.
3. Penguat hidrolik
penguat menerima air pada tekanan rendah (biasanya 4 bar) dan mengeluarkannya, melalui akumulator, pada tekanan yang lebih tinggi hingga 3000 hingga 4000 bar . Penguat mengubah energi dari cairan hidrolik bertekanan rendah menjadi air bertekanan sangat tinggi. Sistem hidraulik memberikan tenaga fluida ke piston reciprocating di bagian tengah intensifier.
4 . Akumulator
Akumulator mempertahankan aliran terus menerus dari air bertekanan tinggi dan menghilangkan fluktuasi tekanan. Ini bergantung pada kompresibilitas air (12 persen pada 3800 bar) untuk mempertahankan tekanan pelepasan seragam dan kecepatan pancaran air, ketika piston intensifier mengubah arahnya.
5. Pipa bertekanan tinggi
Tabung bertekanan tinggi mengangkut air bertekanan ke kepala pemotongan. Diameter tabung tipikal adalah 6 hingga 14 mm . Peralatan ini memungkinkan pergerakan kepala pemotongan yang fleksibel. Tindakan pemotongan dikendalikan baik secara manual atau melalui katup kendali jarak jauh yang dirancang khusus untuk tujuan ini.
6 . Nosel
Dalam mesin jet air, ini adalah perangkat yang mengubah energi tekanan air menjadi energi kinetik. nozel dalam hal ini mengubah tekanan pancaran air menjadi pancaran pancaran air berkecepatan tinggi. Untuk mencegah erosi, ujung nozzle terbuat dari ruby atau berlian.
7. Katup kontrol
Katup kontrol . ini mengatur tekanan dan aliran air dan mengarahkannya ke pengatur aliran. Energi tekanan akan diubah menjadi energi kinetik pada titik ini.
8. Pengatur aliran
Pengatur aliran mengatur aliran air yang berasal dari control valve. Setelah mengatur pengatur aliran, air akan melewati nozzle, mengubah air bertekanan tinggi menjadi air berkecepatan tinggi.
9 . Penangkap
Penangkap bertindak sebagai reservoir untuk mengumpulkan puing-puing pemesinan yang terperangkap dalam jet air. Selain itu, ini mengurangi tingkat kebisingan (105 desibel (dB)) terkait dengan pengurangan kecepatan pancaran air dari Mach 3 ke tingkat subsonik.
Kerja Mesin Jet Air
Pertama, pompa digunakan untuk mengalirkan air dengan kecepatan tinggi. Air memasuki intensifier pada tekanan rendah dan dipindahkan ke akumulator pada tekanan tinggi sekitar 3800 bar . Akumulator adalah perangkat yang menyimpan sementara air bertekanan tinggi.
Akumulator Air bertekanan tinggi ditransfer ke katup kontrol, yang mengontrol arah air. Katup kontrol mengubah energi tekanan air menjadi energi kinetik, mengubah air bertekanan tinggi menjadi air berkecepatan tinggi, yang kemudian dikirim ke pengatur aliran.
Pengatur aliran mengatur laju aliran air dan mengarahkannya ke nosel. Energi kinetik air meningkat secara signifikan di nosel, dan nosel menghasilkan air dengan kecepatan tinggi.
Air kemudian keluar dari lubang dan diarahkan ke benda kerja. Ketika pancaran air mencapai benda kerja, energi kinetik diubah kembali menjadi energi tekanan, dan benda kerja berada di bawah tekanan penuh.
Tekanan dari pancaran air ini akan menyebabkan beberapa retakan pada bagian benda kerja dimana sepeda pancaran air berada, serta beberapa retakan pada permukaan benda kerja, dan pancaran air terus mengenai permukaan benda kerja untuk waktu yang lama. jangka waktu yang diperpanjang. Retakan akan semakin dalam, dan material akan dikeluarkan dari benda kerja.
Bahan yang diekstraksi terbawa oleh air. Setelah bahan dihilangkan, air yang memotong bahan dikumpulkan untuk digunakan nanti. Bagian dari keripik yang dipotong menggunakan proses ini akan ada dalam bahan di air ini. Air ini akan dikirim untuk pemurnian lebih lanjut, atau dapat dipasang kembali melalui seluruh proses pemesinan jet.
Keuntungan dan Kerugian Pemesinan Water Jet
Keuntungan
Ini memiliki kapasitas pemotongan multi arah.
Tidak ada panas yang dihasilkan.
Pemotongan dapat dimulai di lokasi mana pun tanpa perlu lubang yang telah dibor sebelumnya.
Pembasahan material benda kerja minimal.
Tidak ada defleksi pada benda kerja lainnya.
Duri yang dihasilkan minimal.
Alat tidak aus dan karenanya tidak perlu diasah.
Prosesnya aman bagi lingkungan.
Kontaminasi debu di udara yang berbahaya dan masalah pembuangan limbah yang umum terjadi saat menggunakan metode pembersihan lain telah dieliminasi.
Ada beberapa pemrosesan kepala. Pemasangan sederhana menghilangkan perkakas yang mahal dan rumit, yang mengurangi waktu penyelesaian dan menurunkan biaya.
Penggilingan dan pemolesan dihilangkan, mengurangi operasi sekunder biaya.
Gerakan yang sempit memungkinkan sarang yang rapat saat beberapa bagian dipotong kosong tunggal.
Ideal untuk membuat material seadanya untuk mendekati bentuk jaring.
Ini sangat ideal untuk bahan reflektif laser seperti tembaga dan aluminium.
Ini memungkinkan pemotongan bahan lunak yang lebih akurat.
Memotong material yang sangat tebal seperti titanium 383 mm dan Inconel 307 mm.
Kekurangan / Batasan
Tidak cocok untuk produksi massal karena persyaratan perawatan yang tinggi.
Biaya awal sangat tinggi.
Bahan yang sangat tebal tidak dapat dikerjakan dengan proses ini.
Digunakan untuk memotong bahan yang lebih lembut, tetapi AWJM DAPAT memotong bahan yang lebih keras dengan ketebalan yang terbatas.
Aplikasi Mesin Jet Air
WJM digunakan pada logam, kertas, kain, kulit, karet, plastik, makanan, dan keramik. Ini adalah proses pemotongan serbaguna dan hemat biaya yang dapat digunakan sebagai alternatif metode pemesinan tradisional. Ini benar-benar menghilangkan zona yang terpengaruh panas, asap beracun, menyusun kembali lapisan, pengerasan kerja, dan tekanan termal.
Ini adalah solusi pembersihan paling fleksibel dan efektif yang tersedia untuk berbagai kebutuhan industri. Secara umum permukaan yang dipotong memiliki tampilan sandblast. Selain itu, bahan yang lebih keras menunjukkan hasil akhir yang lebih baik. Permukaan akhir tipikal berkisar dari 1,6 m root mean square (RMS) hingga sangat kasar tergantung pada aplikasinya.
Toleransi berada pada kisaran ±25 m pada material tipis. Kekasaran dan toleransi permukaan yang dihasilkan bergantung pada kecepatan pemesinan.
Aplikasi WJM adalah :-
Pemesinan jet air digunakan untuk memotong, membentuk, dan merampingkan operasi di berbagai industri, termasuk pertambangan, otomotif, dan luar angkasa.
Karet, tekstil, plastik, busa, kulit, komposit, ubin, gelas batu, makanan, logam/kertas, dan bahan lainnya biasanya dimekanisasi dengan semburan air (WJM atau AWJM).
WJM biasanya digunakan untuk memotong bahan yang lunak dan mudah dikerjakan seperti lembaran tipis dan foil, kayu, paduan logam nonferrous, tekstil, sarang lebah, plastik, polimer, potongan kulit, beku, dan sebagainya.
AWJM sering digunakan untuk mesin bahan yang sulit untuk mesin. Ini digunakan untuk mengerjakan pelat tebal yang terbuat dari baja, aluminium, dan bahan komersial lainnya, plastik bertulang, matriks logam dan komposit matriks keramik, komposit berlapis, batu, kaca, dan sebagainya.
Selain dari proses pemesinan, pancaran air bertekanan tinggi digunakan untuk menghilangkan tegangan sisa dalam penghilangan cat, pembedahan, pembersihan, kencing, dan aplikasi lainnya. Pengeboran, penggilingan saku, pembubutan, dan reaming juga dapat dilakukan dengan AWJM.
Beberapa Pertanyaan Terkait Pemesinan Water Jet
Produk apa yang dibuat dengan water jet cutting?
Pemotongan waterjet memungkinkan bisnis untuk membuat berbagai macam suku cadang dan produk. Perangkat keras yang saling terkait (baut, roda gigi, dll.), suku cadang otomotif, komponen listrik, item lini perakitan besar, dan prototipe desain hanyalah beberapa dari produk yang mereka produksi dengan pemotongan jet air. Pemotongan waterjet juga dapat digunakan oleh seniman untuk membuat karya seni yang akurat secara geometris dan/atau rumit.
Apakah pemotongan jet air berkelanjutan?
Pemotongan waterjet adalah proses yang menguntungkan lingkungan secara alami. Pemotongan waterjet, tidak seperti sistem pemotongan mekanis tradisional, tidak memerlukan minyak pendingin atau pelumas. Ini menghilangkan kebutuhan untuk membuang chip yang terkena bahan kimia. Waterjet, tidak seperti teknik termal seperti plasma atau laser, tidak menghasilkan asap berbahaya selama proses pemotongan.
Penggosok garnet tidak beracun dan lembam, dan karena sangat sedikit logam yang dihilangkan selama proses pemotongan, sangat sedikit logam sebenarnya yang terbuang. Hal ini membuat dampak lingkungan tetap minimal.
Seberapa presisi pemotong waterjet?
Aliran air jet dapat menghasilkan produk dengan toleransi yang sangat ketat; beberapa sistem dapat mencapai toleransi serendah 0,001″. (0,025mm). Toleransi bagian untuk mesin jet air biasanya berkisar dari 0,003″ hingga 0,005″ inci. Untuk bahan yang lebih tebal dari 1 inci, mesin akan membuat suku cadang dengan toleransi mulai dari 0,005 hingga 0,100 inci (0,12 hingga 2,5 mm).
Karena perbedaan dalam teknologi, seperti kontrol, dan struktur mesin, toleransi sangat bervariasi menurut produsen.
Berapa banyak tekanan yang dimiliki pemotong jet air?
Tekanan pemotongan waterjet biasanya berkisar antara 50.000 hingga 60.000 PSI. Banyak sistem yang lebih baru ditekan hingga 90.000 pon per inci persegi. Air kemudian dibuang melalui lubang kecil yang dibuat menjadi berlian atau safir, yang biasanya berdiameter antara 5 dan 15 per seribu inci. Aliran air yang dihasilkan bersifat supersonik, artinya mengalir lebih cepat dari kecepatan suara. Untungnya, laju alirannya relatif rendah, sekitar 1/2 galon per menit.
Apa saja masalah keamanan terkait pemotongan jet air?
Semburan air yang menembus kulit, terkena puing-puing yang beterbangan, dan terkena kebisingan adalah semua bahaya dan masalah umum yang terkait dengan pemesinan jet air. Bekerja di area terbatas, bahaya jatuh, bahaya pernapasan dan mata, sengatan listrik, dan potensi paparan zat berbahaya adalah semua risiko yang terkait dengan pengaliran air bertekanan tinggi.
Pertanyaan Pilihan Ganda tentang Pemesinan Jet Air
T. Apa elemen kunci dari mesin jet air untuk menghilangkan material? a) Pemegang Alat b) Benda kerja c) pancaran air d) Sumber daya Jawaban: c Penjelasan: Air jet adalah yang digunakan untuk memotong benda kerja dan menghilangkan material.
T. Manakah dari berikut ini yang bukan merupakan bagian dari sistem pemesinan pemesinan jet Air? a) Transduser b) Akumulator c) Nozel pemotong jet d) Pompa hidrolik Jawaban: sebuah Penjelasan: Transduser bukan bagian dari mesin jet Air dan komponen lainnya berada di bawah WJM.
T. Berapa kecepatan aliran jet air dalam mesin jet air? a) 100 m/dtk b) 300 m/dtk c) 700 m/dtk d) 900 m/dtk Jawaban: d Penjelasan:Kecepatan aliran water jet yang digunakan pada mesin water jet adalah sekitar 900 m/sec.
T. Jenis material apa yang tidak dapat dikerjakan menggunakan mesin jet Abrasive? a) Bahan lembut b) Bahan keras c) Sulit untuk mengolah bahan d) Tidak ada yang disebutkan Jawaban: sebuah Penjelasan:Bahan lunak seperti permen, kayu lunak tipis dll., tidak dapat dikerjakan menggunakan AJM.
Sering Pertanyaan yang Diajukan
Pemesinan jet air juga disebut sebagai
Water Jet Machining (WJM) juga disebut pemotongan jet air. Ini didefinisikan sebagai, proses pemesinan non-tradisional di mana pancaran air berkecepatan tinggi digunakan untuk menghilangkan material dari permukaan benda kerja. WJM dapat digunakan untuk memotong bahan yang lebih lembut seperti plastik, karet atau kayu.
Bagaimana cara menghilangkan material abrasif Jet Machining
Dalam pemesinan jet abrasif, aliran terfokus partikel abrasif, yang dibawa oleh udara atau gas bertekanan tinggi dibuat untuk menimpa permukaan kerja melalui nosel dan material kerja dihilangkan melalui erosi oleh partikel abrasif berkecepatan tinggi .
Di mana mesin jet air berlaku
Proses WJM telah berhasil diterapkan untuk operasi pemesinan yang berbeda seperti pemotongan, pengeboran, deburring dan pengupasan kawat, dll. Ini juga telah diterapkan di bidang rekayasa permukaan seperti perawatan permukaan, pembersihan, tekstur dan finishing, dll.
Industri apa yang menggunakan pemotong waterjet?
Toko Pekerjaan Pendidikan Kedirgantaraan Peralatan Pemrosesan Makanan Pengujian Pusat Servis Logam
