Pelajaran 6.4MemotongBab 6 · Pemotongan dan permesinan non-tradisional

Pemotongan waterjet

Air bertekanan sangat tinggi, biasanya dengan abrasif, mengerosi untuk memotong

Pemotongan waterjet mengiris material dengan semburan air setipis rambut yang didorong melalui permata kecil pada tekanan sangat besar. Bercampur dengan pasir garnet halus, semburan memotong baja, titanium, batu, dan kaca; air murni saja memotong busa, karet, bahkan makanan. Karena tidak ada yang menjadi panas, tepinya mempertahankan sifat aslinya, sehingga waterjet adalah pemotong untuk material yang akan rusak oleh panas.

Foto: Public domain, melalui Wikimedia Commons

Kepala pemotong abrasive waterjet di atas benda kerja, penampang samping sepanjang potonganGambar ini adalah penampang samping sepanjang potongan, dengan kepala pemotong dibelah; kepala bergerak ke kanan. Angka berlingkar sesuai dengan langkah di bawah.

Cara kerjanya

Beri tekanan. Pompa, biasanya intensifier (pompa piston yang melipatgandakan tekanan), menaikkan air hingga sekitar 4.000 bar (60.000 psi), beberapa mesin bahkan lebih tinggi.
Buat semburan. Air melewati orifice: permata safir, rubi, atau berlian dengan lubang selebar beberapa persepuluh milimeter. Tekanan berubah menjadi kecepatan, hingga sekitar 900 m/s.
Tambahkan abrasif. Semburan cepat melintasi ruang pencampur dan menyedot pasir garnet dari hopper, seperti botol semprot yang menyedot cairan.
Arahkan dan erosi. Tabung pencampur yang panjang dan keras (atau tabung fokus) meluruskan campuran menjadi semburan selebar sekitar 1 mm. Jutaan butiran menghantam benda kerja dan mengerosi kerf (celah potongan) sempit melaluinya.
Tangkap semburan. Di bawah benda kerja, tangki air yang dalam memperlambat semburan bekas dan mengumpulkan pasir dan serpihan bekas.
Ikuti jalur. CNC menggerakkan kepala sepanjang garis luar. Semburan melengkung ke belakang di bagian bawah potongan tebal, sehingga mesin melambat di sudut agar tetap tajam.

Fakta kunci

Material: Hampir apa pun: baja, titanium, aluminium, batu, kaca, keramik, komposit (abrasif); busa, karet, tekstil, kertas, makanan (air murni)
Komponen khas: Profil datar, gasket, meja dapur batu dan inlay, panel kaca, braket kedirgantaraan
Ukuran komponen: Meja hingga beberapa meter; logam setebal hingga sekitar 150 mm
Presisi: Sering sekitar ±0,1 mm; part tebal menunjukkan sedikit taper
Hasil permukaan: Tampilan doff seperti disandblast; halus di dekat bagian atas, garis bergelombang samar di dekat bagian bawah; tanpa zona terpengaruh panas
Ukuran batch yang cocok: Satu part hingga seri menengah
Biaya perkakas dan mesin: Tanpa perkakas; mesin dari puluhan hingga beberapa ratus ribu dolar, plus perawatan garnet dan pompa
Kecepatan: Lebih lambat daripada laser atau plasma; logam tebal bisa memakan menit per meter potongan

Kekuatan dan batasan

Kekuatan

Tanpa panas: tanpa melengkung, pengerasan, atau tepi gosong
Memotong hampir semua material, termasuk batu, kaca, dan komposit
Part tebal, hingga sekitar 150 mm logam
Satu mesin memotong banyak material tanpa ganti perkakas

Batasan

Lebih lambat dan lebih mahal per meter potongan daripada metode termal
Garnet, seal pompa, dan orifice adalah barang habis pakai yang mahal
Kerf sekitar 1 mm dan sedikit taper pada part tebal
Basah dan berisik; part harus dikeringkan dan tangki dibersihkan dari lumpur

Di mana dipakai

DirgantaraPart titanium dan komposit yang akan rusak oleh panas
Batu dan kacaMeja dapur, inlay lantai, panel kaca dan mosaik
Bengkel permesinanBlank pelat tebal, prototipe, part paduan keras
OtomotifKarpet interior, headliner, dan seal (air murni)
MakananMemotong kue, cokelat batangan, dan ikan beku menjadi porsi (air murni)
Gasket dan busaGasket karet, insert kemasan busa

Cara mengenalinya

Sisi potongan doff yang halus bagaikan disandblast, tanpa warna panas sama sekali.
Garis melengkung samar di dekat bagian bawah potongan tebal, melengkung ke belakang dari arah potong.
Sedikit taper: potongan sering sedikit lebih lebar di atas daripada di bawah.
Bentuk rumit pada batu atau kaca, seperti inlay lantai, yang tidak bisa dibuat gergaji mana pun.

Bandingkan dengan

Pemotongan laser6.2lebih cepat dan lebih presisi pada pelat tipis, tetapi memanaskan tepi dan tidak bisa memotong batu atau kaca tebal.Pemotongan plasma6.3jauh lebih cepat dan lebih murah pada baja tebal, tetapi meninggalkan tepi miring yang terpengaruh panas dan hanya memotong logam.Permesinan ultrasonik6.9juga mengerosi dengan butiran abrasif, tetapi mengebor bentuk pada material sangat keras dan rapuh, bukan memotong garis luar.

Tonton

Fireball Tool · Dasar-dasar meja waterjet, untuk pemula

Waterjet Channel - Daniel Adair · Pompa, orifice, tabung pencampur, dan tangki penangkap dijelaskan

Secrets of Everyday Things · Mengapa tekanan saja tidak cukup untuk memotong baja

OMAXCorp · Kepala miring yang mengoreksi taper, dari dekat

Lihat foto asli

Wikipedia: Water jet cutter — gambaran dengan diagram kepala pemotong abrasif (orifice, garnet, tabung pencampur)
Pencarian foto Wikimedia Commons

Ingat

Tekanan menjadi kecepatan pada orifice permata kecil; pasir garnet memberi semburan daya potongnya.
Tanpa panas, sehingga memotong batu, kaca, komposit, dan logam peka panas dengan bersih.
Lebih lambat dan lebih basah daripada laser atau plasma, dengan kerf sekitar 1 mm dan sedikit taper.