Pemesinan Jet Air: Prinsip, Manfaat, Kekurangan, dan Aplikasi

Water Jet Machining (WJM) juga disebut water jet cutting, adalah proses pemesinan non tradisional di mana aliran air berkecepatan tinggi digunakan untuk menghapus material dari permukaan workpiece. WJM dapat digunakan untuk memotong material yang lebih lunak seperti plastik, karet atau kayu. Untuk memotong material yang lebih keras seperti logam atau granit, material abrasif dicampur dalam air. Ketika material abrasif digunakan dalam air untuk proses pemesinan maka disebut Abrasive Water Jet Machining (AWJM).

Prinsip Kerja

Ini berdasarkan prinsip erosi air. Saat aliran air berkecepatan tinggi mengenai permukaan, pengelaran material terjadi. Pure water jet digunakan untuk memesin material yang lebih lunak. Tapi untuk memotong material yang lebih keras, beberapa partikel abrasif dicampur dengan air untuk pemesinan dan disebut sebagai AWJM (Abrasive Water Jet Machining)

Abrasif

Partikel abrasif yang paling umum digunakan dalam AWJM adalah granat dan aluminium oksida. Pasir (Si02) dan kaca kerikil juga digunakan sebagai abrasif. Fungsi partikel abrasif adalah untuk meningkatkan kemampuan pemotongan air jet.

Baca Juga:

• Electrochemical Machining (ECM) – Prinsip Kerja, Peralatan, Keuntungan dan Kerugian dengan Aplikasi
• Laser Beam Machining – Bagian Utama, Prinsip, Kerja dengan Aplikasi
• Bagaimana Proses Electron Beam Machining Bekerja?

Bagian Utama Pemesinan Jet Air

Berbagai bagian pemesinan jet air adalah

1. Pompa Hidrolik

Digunakan untuk mengedarkan air dari tangki penyimpanan selama proses pemesinan. Pompa mengirim air ke intensifier pada tekanan rendah sekitar 5 bar. Sebuah booster juga digunakan yang meningkatkan tekanan awal air menjadi 11 bar sebelum mengirimkannya ke intensifier.

2. Intensifier Hidrolik

Digunakan untuk meningkatkan tekanan air ke tekanan yang sangat tinggi. Menerima air dari pompa pada 4 bar dan meningkatkan tekanannya hingga 3000 sampai 4000 bar.

3. Akumulator

Menyimpan air yang tertekan tinggi secara sementara. Ini menyediakan cairan tersebut ketika diperlukan sejumlah besar energi tekanan. Ini menghilangkan kondisi fluktuasi tekanan dalam proses pemesinan.

4. Ruang Pencampuran atau Tabung

Ini adalah kamar vakum di mana pencampuran partikel abrasif ke dalam air terjadi.

5. Klep Pengontrol:

Kontrol tekanan dan arah air jet.

6. Pengatur Aliran atau Klep

Aliran air diatur dengan bantuan pengatur aliran.

7. Nozzle

Ini adalah alat yang digunakan untuk mengubah energi tekanan air menjadi energi kinetik dalam pemesinan jet air. Di sini nozzle mengubah tekanan air jet menjadi aliran air berkecepatan tinggi. Ujung nozzle terbuat dari ruby atau berlian untuk mencegah erosi.

8. Sistem Drain dan Catcher

Setelah pemesinan, sisa dan partikel yang diproses dari air dipisahkan dengan bantuan sistem drain dan catcher. Ini menghapus partikel logam dan partikel tidak diinginkan lainnya dari air dan mengirimnya kembali ke tangki reservoir untuk penggunaan lebih lanjut.

Baca Juga:

• Ultrasonic Machining (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, Operasi dan Kerja

Kerja Pemesinan Jet Air

1. Air dari reservoir dipompa ke intensifier dengan bantuan pompa.
2. Intensifier meningkatkan tekanan air dari 5 bar hingga 3000 sampai 4000 bar. Air tekanan tinggi dari intensifier ini dipindahkan ke nozzle serta ke akumulator.
3. Akumulator menyimpan air tekanan tinggi dan menyediakannya kapan pun diperlukan. Digunakan untuk menghilangkan fluktuasi kebutuhan tekanan tinggi untuk memesin material keras.
4. Air tekanan tinggi kemudian dilewatkan ke nozzle di mana energi tekanan tinggi air diubah menjadi energi kinetik. Aliran air berkecepatan sangat tinggi (1000 m/s) keluar melalui nozzle dalam bentuk aliran sempit.
5. Abrasif seperti granat atau aluminium oksida dicampur dengan air di dalam nozzle. Ada ruang pencampuran di dalam nozzle di mana abrasif dicampur dengan air tekanan tinggi.
6. Aliran air berkecepatan tinggi ini saat mengenai permukaan w/p menghapus material darinya.
7. Air jet setelah pemesinan dikumpulkan oleh sistem drain dan catcher. Di sini sisa, partikel logam dari air dihapus dan disalurkan ke tangki reservoir.

Kerja akan sama untuk pemesinan jet air tetapi partikel abrasif tidak dicampur dengan aliran air berkecepatan tinggi. Hanya air jet murni yang keluar dari outlet nozzle.

Keuntungan

• Memiliki kemampuan untuk memotong material tanpa mengganggu struktur aslinya. Dan ini terjadi karena tidak ada zona yang terpengaruh panas (HAZ).
• Mampu menghasilkan pemotongan yang kompleks dan rumit dalam material.
• Area kerja dalam proses pemesinan ini tetap bersih dan bebas debu.
• Memiliki biaya operasi dan pemeliharaan yang rendah karena tidak ada bagian yang bergerak.
• Kerusakan termal pada workpiece tidak terlampaui karena tidak ada generasi panas.
• Mampu memotong material yang lebih lunak (WJM) seperti karet, plastik atau kayu serta material yang lebih keras (AWJM) seperti granit.
• Ramah lingkungan karena tidak membuat polusi atau produk beracun.
• Memiliki presisi yang lebih besar dalam pemesinan. Toleransi dalam urutan ± 0,005 inci dapat dicapai dengan mudah.

Kerugian

• Digunakan untuk memotong material yang lebih lunak. Tetapi AWJM dapat memotong material keras dengan ketebalan terbatas.
• Material yang sangat tebal tidak dapat diproses dengan proses ini.
• Biaya awal WJM tinggi.

Aplikasi

• Pemesinan jet air digunakan di berbagai industri seperti pertambangan, otomotif dan penerbangan angkasa untuk melakukan operasi pemotongan, shaping dan reaming.
• Material yang umum diproses oleh water jet (WJM atau AWJM) adalah karet, tekstil, plastik, busa, kulit, komposit, tegel, batu kaca, makanan, logam/kertas dan banyak lagi.
• WJM sebagian besar digunakan untuk memotong material yang lunak dan mudah diproses seperti lembar tipis dan foil, kayu, alloy logam non-ferrous, tekstil, rawan madu, plastik, polimer, kulit, beku, dll.
• AWJM biasanya digunakan untuk memesin material yang keras dan sulit diproses. Digunakan untuk memesin plat tebal baja, Al dan material komersial lainnya, plastik terkuat, metal matrix, dan komposit matriks keramik, komposit berlapis, batu, kaca, dll.
• Selain proses pemesinan, air jet tekanan tinggi digunakan dalam penghapusan cat, bedah, pembersihan, peening untuk menghilangkan stres residual, dll.
• AWJM juga dapat digunakan untuk melakukan drilling, pocket milling, turning dan reaming.