Water Jet Machining – Prinsip Kerja, Keuntungan dan Kerugian dengan Aplikasi

Pemesinan Jet Air (WJM) juga disebut pemotongan pancaran air, adalah 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 lunak seperti plastik, karet atau kayu. Untuk memotong bahan yang lebih keras seperti logam atau granit, bahan abrasif dicampur ke dalam air. Ketika material abrasif digunakan di dalam air untuk proses pemesinan maka disebut Abrasive Water Jet Machining (AWJM).

Prinsip Kerja

Ini didasarkan pada prinsip erosi air. Ketika semburan air berkecepatan tinggi menghantam permukaan, pemindahan material terjadi. Jet air murni digunakan untuk mengolah bahan yang lebih lembut. Tetapi untuk memotong material yang lebih keras, beberapa partikel abrasif dicampur dengan air untuk pemesinan dan disebut sebagai AWJM (Abrasive Water Jet Machining)

Bahan Abrasif

Partikel abrasif yang paling umum digunakan dalam AWJM adalah garnet dan aluminium oksida. Pasir (Si02) dan manik-manik kaca juga digunakan sebagai bahan abrasif. Fungsi partikel abrasif adalah untuk meningkatkan kemampuan pemotongan pancaran air.

Baca Juga: 

• Pemesinan Elektrokimia (ECM) – Prinsip Kerja, Peralatan, Keuntungan dan Kerugian dengan Aplikasi
• Pemesinan Sinar Laser – Bagian Utama, Prinsip, Bekerja dengan Aplikasi
• Bagaimana Proses Pemesinan Berkas Elektron Bekerja?

Bagian Utama Mesin Jet Air

Berbagai bagian mesin jet air adalah

1. Pompa Hidrolik

Ini digunakan untuk mensirkulasikan air dari tangki penyimpanan selama proses pemesinan. Pompa mengalirkan air ke intensifier pada tekanan rendah sekitar 5 bar. Booster juga digunakan yang meningkatkan tekanan awal air hingga 11 bar sebelum mengirimkannya ke intensifier.

2. Penguat Hidraulik

Ini digunakan untuk meningkatkan tekanan air ke tekanan yang sangat tinggi. Ia menerima air dari pompa pada 4 bar dan meningkatkan tekanannya hingga 3000 hingga 4000 bar.

3. Akumulator

Ini menyimpan air bertekanan tinggi sementara. Ini memasok cairan itu ketika sejumlah besar energi tekanan diperlukan. Ini menghilangkan kondisi fluktuasi tekanan dalam proses pemesinan.

4. Ruang pencampuran atau tabung

Ini adalah ruang vakum tempat pencampuran partikel abrasif ke dalam air.

5. Katup Kontrol:

Ini mengontrol tekanan dan arah pancaran air.

6. Pengatur Aliran atau Katup

Aliran air diatur dengan bantuan pengatur aliran.

7. Nozzle

Ini adalah perangkat yang digunakan untuk mengubah energi tekanan air menjadi energi kinetik dalam mesin jet air. Di sini nosel mengubah tekanan pancaran air menjadi pancaran pancaran air berkecepatan tinggi. Ujung nozzle terbuat dari ruby ​​atau intan untuk mencegah erosi.

8. Sistem Drain dan Catcher

Setelah pemesinan, serpihan dan partikel hasil permesinan dari air dipisahkan dengan bantuan sistem pembuangan dan penangkap. Ini menghilangkan partikel logam dan partikel lain yang tidak diinginkan dari air dan mengirimkannya kembali ke reservoir untuk digunakan lebih lanjut.

Baca Juga: 

• Pemesinan Ultrasonik (USM) – Bagian Utama, Prinsip Kerja, Keuntungan dan Kerugian dengan Aplikasi
• Perbedaan antara Up Milling dan Down Milling – Mana yang Lebih Baik?
• Apa itu Mesin Bubut? Bagian utama, Pengoperasian dan Pengerjaan

Pekerjaan Mesin Water Jet

1. Air dari reservoir dipompa ke intensifier dengan bantuan pompa.
2. Intensifier meningkatkan tekanan air dari 5 bar menjadi 3000 menjadi 4000 bar. Air bertekanan tinggi dari intensifier ini dipindahkan ke nozzle serta sumur seperti di akumulator.
3. Akumulator menyimpan air bertekanan tinggi dan memasoknya kapan saja saat dibutuhkan. Ini digunakan untuk menghilangkan fluktuasi kebutuhan tekanan tinggi dari material keras pemesinan.
4. Air bertekanan tinggi kemudian dialirkan ke nozzle dimana energi bertekanan tinggi dari air diubah menjadi energi kinetik. Semburan air dengan kecepatan sangat tinggi (1000 m/s) keluar melalui nosel dalam bentuk pancaran sempit.
5. Abrasive seperti garnet atau aluminium oksida dicampur dengan air di dalam nozzle. Ada ruang pencampuran di nosel tempat bahan abrasif bercampur dengan air bertekanan tinggi.
6. Pancaran air berkecepatan tinggi ini ketika mengenai permukaan w/p menghilangkan material darinya.
7. Pancaran air setelah pengerjaan mesin dikumpulkan oleh sistem pembuangan dan penangkap. Di sini puing-puing, partikel logam dari air dihilangkan dan dipasok ke tangki penampung.

Cara kerjanya akan sama untuk mesin jet air tetapi partikel abrasif tidak tercampur dengan jet kecepatan tinggi. Hanya pancaran air murni yang keluar dari outlet nosel.

Keuntungan

• Ia memiliki kemampuan untuk memotong bahan tanpa mengganggu struktur aslinya. Dan ini terjadi karena tidak ada zona yang terpengaruh panas (HAZ).
• Ini mampu menghasilkan pemotongan material yang rumit dan rumit.
• Area kerja dalam proses pemesinan ini tetap bersih dan bebas debu.
• Ini memiliki biaya pengoperasian dan pemeliharaan yang rendah karena tidak memiliki bagian yang bergerak.
• Kerusakan termal pada benda kerja dapat diabaikan karena tidak ada panas yang dihasilkan.
• Dapat memotong bahan yang lebih lunak (WJM) seperti karet, plastik atau kayu serta bahan yang lebih keras (AWJM) seperti granit.
• Ini ramah lingkungan karena tidak menimbulkan polusi atau produk beracun.
• Ini memiliki presisi pemesinan yang lebih baik. Toleransi pesanan ± 0,005 inci dapat dicapai dengan mudah.

Kekurangan

• Digunakan untuk memotong bahan yang lebih lembut. Tetapi AWJM dapat memotong material yang lebih keras dengan ketebalan terbatas.
• Bahan yang sangat tebal tidak dapat dikerjakan dengan proses ini.
• Biaya awal WJM tinggi.

Aplikasi

• Pemesinan jet air digunakan di berbagai industri seperti pertambangan, otomotif, dan luar angkasa untuk melakukan operasi pemotongan, pembentukan, dan reaming.
• Bahan yang biasa dikerjakan dengan water jet (WJM atau AWJM) adalah karet, tekstil, plastik, busa, kulit, komposit, ubin, kaca batu, makanan, logam/kertas dan banyak lagi.
• WJM banyak digunakan untuk memotong bahan yang lunak dan mudah dikerjakan dengan mesin seperti lembaran tipis dan foil, kayu, paduan logam non-ferrous, tekstil, sarang lebah, plastik, polimer, kulit, beku, dll.
• AWJM biasanya digunakan untuk mengolah material yang keras dan sulit untuk dikerjakan. Ini digunakan untuk mengerjakan pelat baja tebal, Al dan bahan komersial lainnya, plastik bertulang, matriks logam, dan komposit matriks keramik, komposit berlapis, batu, kaca, dll.
• Selain proses Pemesinan, pancaran air bertekanan tinggi digunakan dalam penghilangan cat, pembedahan, pembersihan, peening untuk menghilangkan tegangan sisa, dll.
• AWJM juga dapat digunakan untuk melakukan pengeboran, penggilingan saku, pembubutan, dan reaming.