Pro &Kontra Pemotongan Waterjet

Apakah metode waterjet abrasif masuk akal untuk pemotongan logam 2 sumbu?

Pemotongan waterjet modern berakar pada penggunaan air (meskipun pada tekanan yang relatif rendah) untuk memotong bahan lunak seperti kertas dan makanan, kembali ke tahun 1930-an. Berkat evolusi teknologi dan peralatan bertekanan tinggi, metode abrasif saat ini mampu memotong logam secara presisi.

Tetapi apakah pemotongan waterjet masuk akal untuk pemotongan 2 sumbu dari bagian logam kecil? Mengevaluasi keuntungan dan kerugian dari proses sangat penting untuk memutuskan apakah metode tersebut akan memenuhi kebutuhan Anda.

Beberapa Keuntungan Pemotongan Waterjet Abrasive

Sebuah jet air untuk memotong logam menggunakan air bertekanan tinggi dan abrasif granular — terutama, bubuk garnet. Dengan cara ini, pemotongan waterjet biasanya digunakan untuk membuat bentuk kompleks pada sumbu X/Y dari lembaran logam atau material komposit yang besar dan datar.

Penambahan abrasif pada nosel meningkatkan kemampuan pemotongan aliran air dengan PSI tinggi. Ini juga memungkinkan alat berat digunakan hanya dengan air untuk penentuan posisi (atau "cepat") dan kemudian dengan abrasif untuk memotong benda kerja.

Pemotongan waterjet abrasif tidak menghasilkan panas. Itu berarti dapat digunakan untuk memotong berbagai logam, serta plastik dan bahan lainnya, tanpa meleleh, terdistorsi, atau melengkung. Metode ini mampu memberikan toleransi hingga ± 0,005″ (0,127 mm) jika diperlukan.

Tergantung pada penggunaan akhir bagian yang dipotong, pemotongan waterjet dari logam juga dapat memberikan kualitas tepi potong yang berbeda. Perbedaan ini dicapai dengan memvariasikan kecepatan proses; kecepatan yang lebih cepat dapat digunakan ketika tujuannya adalah pemisahan material tanpa memperhatikan tepi potong. Namun, di mana bagian harus memiliki toleransi yang dekat dan penyelesaian tepi yang lebih halus, kecepatan potong yang lebih lambat diperlukan. Jadi, kualitas edge berdampak pada biaya pekerjaan, dengan edge kualitas yang lebih baik membutuhkan waktu lebih lama untuk diproduksi.

Beberapa Kelemahan Pemotongan Waterjet

Seperti halnya sinar laser, aliran pemotongan waterjet paling efektif bila paling terkonsentrasi. Namun saat memotong pipa, rongga dapat menyebabkan aliran menyebar, dengan cepat kehilangan akurasi dan kemampuan memotongnya.

Demikian pula, bahan yang terdampar atau berserat akan bertindak seperti sarang lebah dan juga dapat "bergeliat" di sungai, menghasilkan potongan yang buruk. Selain itu, saat memotong bahan berserat, sebagian aliran waterjet “meluncur” di sekitar bahan yang akan dipotong alih-alih melewatinya dan membuat potongan yang bersih. Hal ini dapat menyebabkan potongan ujung yang rusak yang sering disebut ujung pena.

Untuk memastikan pemotongan yang optimal dengan pemotongan waterjet, ketinggian standoff yang tepat — jarak antara pintu keluar nozzle waterjet dan benda kerja — adalah 1 mm (0,0394”) hingga 1,5 mm (0,0591”). Ini tidak praktis dengan bagian 3D yang tidak memungkinkan kedekatan seperti itu.

Konsekuensi yang lebih umum adalah bahwa untuk dimensi presisi, garitan waterjet selalu berbentuk lancip. Lancip itu dapat menimbulkan malapetaka pada toleransi presisi, dengan efek kerucut dan laras. Sementara mesin pemotong waterjet modern mengimbangi efek tersebut dengan "memiringkan" nosel, permukaan yang dipotong dapat menunjukkan pola tekukan yang menyebabkan kemiringan pada pemotongan.

Masalah Bedak Abrasive

Pemotongan logam waterjet abrasif membutuhkan logam yang sedang dipotong menjadi lebih lembut daripada bubuk abrasif yang dimasukkan ke dalam nosel sebagai bagian dari aliran waterjet. Jadi, misalnya, meskipun dimungkinkan untuk memotong tungsten dengan mesin waterjet menggunakan bubuk garnet, ini sangat menantang karena tungsten dan garnet memiliki kekerasan yang sangat dekat pada skala Mohs.

Dengan garnet abrasif waterjet yang meledak dengan kecepatan 60.000 PSI atau lebih, bubuk garnet dapat menjadi kasar atau matte pada permukaan material yang terbuka di sekitarnya. Perpeloncoan ini mungkin hanya bersifat kosmetik — atau mungkin berfungsi jika memengaruhi permukaan akhir dan nilai Ra material.

Pengaturan pemotongan waterjet rata-rata dapat menghasilkan 2 pon daya garnet abrasif yang terbuang untuk setiap menit pemotongan. Tentu saja, jumlah sampah tergantung pada ketebalan potongan, bahan, dan faktor lainnya. Tetapi sebagai aturan, sesuatu yang membutuhkan waktu 15 menit untuk dipotong menghasilkan 30 pon puing garnet abrasif, bercampur dengan banyak air. Ini menjadi masalah pembuangan utama.

Selain itu, hanya sekitar 5% dari bubuk garnet yang digunakan benar-benar melakukan tindakan pemotongan; keseimbangan hanyalah bagian dari jalur aliran waterjet. Studi telah menemukan bahwa setelah ejeksi, beberapa garnet retak. Itu membuatnya bermasalah untuk mendaur ulang bubuk garnet untuk digunakan kembali; meskipun tidak tumpul, media yang retak tidak akan menghasilkan tindakan pemotongan yang tepat.

Ke Waterjet atau Tidak ke Waterjet?

Seperti metode pemotongan logam presisi lainnya, pemotongan waterjet abrasif memiliki trade-off — masalah yang perlu diseimbangkan dengan manfaatnya. Namun, metode lain mungkin merupakan pilihan yang lebih baik untuk aplikasi seperti pemotongan 2-sumbu tabung presisi kecil, batang, dan kabel.

Membuat keputusan memerlukan pemahaman mendalam tentang aplikasi unik Anda dan parameter spesifiknya, serta pemahaman tentang opsi lainnya.

Bagaimana pemotongan waterjet dibandingkan dengan metode pemotongan logam presisi lainnya? Teruslah membaca untuk mengetahuinya.