Study with the several resources on Docsity
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Prepare for your exams
Study with the several resources on Docsity
Earn points to download
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Community
Ask the community for help and clear up your study doubts
Discover the best universities in your country according to Docsity users
Free resources
Download our free guides on studying techniques, anxiety management strategies, and thesis advice from Docsity tutors
This report provides a comprehensive overview of water jet machining (wjm) technology, exploring its history, working principles, and applications across various industries. It delves into the key parameters influencing wjm performance, including pressure, nozzle size, and abrasive type. The report also examines the advantages and disadvantages of wjm, highlighting its precision, versatility, and cold-cutting capabilities while addressing limitations such as cost and noise. It concludes with a discussion of common challenges and solutions related to wjm, emphasizing the importance of regular maintenance and optimization for achieving optimal results.
Typology: Papers
1 / 17
This page cannot be seen from the preview
Don't miss anything!
Anggota Kelompok : Naca Kusuma Wijaya Sukatio (5007211139) Dwi Puspitasari (5007221003) Azalea Freya Khanza (5007221033) Dosen Pengampu : Ir. Sampurno, MT Kelas Dinamika Permesinan C LABORATORIUM REKAYASA PRODUKSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI DAN REKAYASA SISTEM INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2024
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini dengan baik dan tepat waktu. Makalah ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan tugas mata kuliah Proses Manufaktur 2 tepatnya pada Institut Teknologi Sepuluh Nopember Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri dan Rekayasa Sistem. Laporan proyek ini berjudul " Water Jet Machine ” dan merupakan hasil dari kerja keras, dedikasi, dan kerjasama tim yang solid. Kami berharap laporan ini dapat memberikan kontribusi positif serta menjadi referensi yang bermanfaat bagi pembaca, khususnya dalam bidang teknik mesin. Tidak lupa, kami mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Ir. Sampurno, MT. selaku pembimbing yang telah memberikan arahan, bimbingan, dan dukungan selama proses pengerjaan makalah ini. Kemudian kepada seluruh anggota kelompok yang telah bekerja sama dengan baik dan memberikan kontribusi maksimal dalam menyelesaikan proyek ini dan semua pihak yang telah membantu baik secara langsung maupun tidak langsung dalam proses penyusunan laporan ini Kami menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, sehingga kami mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca untuk perbaikan di masa mendatang. Semoga laporan ini bermanfaat dan dapat menambah wawasan serta pengetahuan kita semua. Surabaya, 9 September 2024 Hormat kami, Kelompok 5
2.7.2 Kerusakan pada Nozzle 2.7.3 Masalah Energi dan Efisiensi 2.7.4 Masalah Akurasi dan Toleransi 2.8 Video atau Animasi BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan 3.2 Saran DAFTAR PUSTAKA
1.1 Latar Belakang Teknologi manufaktur terus berkembang seiring dengan kebutuhan industri yang semakin kompleks dan tuntutan akan efisiensi yang lebih tinggi. Salah satu teknologi yang telah menunjukkan kemampuan luar biasa dalam bidang pemotongan material adalah Water Jet Machine. Mesin ini menggunakan prinsip aliran air bertekanan tinggi yang dicampur dengan partikel abrasif untuk melakukan pemotongan pada berbagai jenis material, mulai dari logam, kaca, keramik, hingga komposit. Teknologi ini telah menjadi pilihan utama di banyak industri seperti otomotif, aerospace, dan konstruksi karena fleksibilitas dan kemampuan presisinya. Keunggulan utama dari Water Jet Machine terletak pada kemampuan memotong tanpa menghasilkan panas. Hal ini sangat penting dalam aplikasi yang melibatkan material sensitif terhadap suhu, karena tidak ada perubahan sifat mekanik atau deformasi termal pada material yang dipotong. Dibandingkan dengan metode pemotongan tradisional seperti laser atau plasma, yang memerlukan suhu tinggi, water jet menawarkan solusi pemotongan dingin yang aman dan efisien. Selain itu, teknologi water jet ramah lingkungan, karena tidak menghasilkan polusi udara atau limbah berbahaya. Proses pemotongan yang tidak menggunakan bahan kimia beracun atau gas berbahaya menjadikannya sebagai teknologi yang mendukung upaya keberlanjutan industri modern. Dalam dunia yang semakin mengutamakan praktik manufaktur berkelanjutan, water jet machine menjadi solusi yang inovatif. Namun, meskipun banyak keunggulan yang ditawarkan, teknologi ini masih memerlukan penelitian dan pengembangan lebih lanjut untuk meningkatkan efisiensinya, terutama dalam hal biaya operasional dan kecepatan pemotongan. 1.2 Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah kami saat melakukan penyusunan makalah ini yang dituliskan pada poin-poin dibawah ini.
2.2 Prinsip Kerja Water Jet Machining (WJM) Water Jet Machining (WJM) bekerja dengan memanfaatkan tekanan air yang sangat tinggi untuk menghasilkan jet air berkecepatan tinggi. Dalam proses ini, air dipompa dengan tekanan yang dapat mencapai hingga 6000 bar, kemudian dilewatkan melalui nozzle kecil dengan diameter sekitar 0,1 hingga 0,4 mm. Pada kecepatan tersebut, air memiliki cukup energi kinetik untuk memotong material. Untuk material yang keras, WJM akan menggunakan campuran air dan partikel abrasif. Aliran air yang sangat cepat membawa partikel abrasif (biasanya garnet) yang berfungsi sebagai alat pemotong utama. Partikel-partikel abrasif ini memiliki kekerasan yang tinggi, sehingga dapat memotong material seperti logam, batu, keramik, atau kaca dengan mengikis permukaannya. Proses pemotongan pada WJM melibatkan beberapa tahap:
1. Air Bertekanan Tinggi : Air dimasukkan ke dalam sistem tekanan tinggi menggunakan pompa intensifier. Dalam proses ini, air dipompa dengan tekanan yang dapat mencapai hingga 6000 bar. Tekanan air sangat tinggi ini dihasilkan untuk mengubah air menjadi aliran jet berenergi tinggi. 2. Nozzle : Air kemudian dilewatkan melalui nozzle dengan ukuran sangat kecil, yang mempercepat laju air hingga mencapai kecepatan 800 to 1000 m/s. Pada tahap ini, energi kinetik air yang besar cukup untuk memotong material lunak seperti karet atau plastik. 3. Campuran Abrasif (Jika Diperlukan) : Untuk memotong material yang lebih keras, seperti logam atau keramik, partikel abrasif ditambahkan ke dalam aliran air. Partikel abrasif ini memperkuat daya potong jet air dengan mengikis material yang ditemuinya. 4. Proses Pemotongan : Jet air abrasif diarahkan pada material yang akan dipotong. Partikel abrasif yang terkandung dalam jet air bertindak seperti ribuan alat potong kecil, yang terus menerus mengikis permukaan material hingga tercapai pemotongan. 5. Pengendalian dan Pengolahan Data: Water jet machine biasanya dikendalikan menggunakan perangkat lunak yang mengatur jalur pemotongan, kecepatan, dan parameter lainnya. Mesin ini dilengkapi dengan sistem pengontrol numerik (CNC) yang memungkinkan pemotongan yang sangat presisi dan kompleks. 2.3 Skema Kerja Water Jet Machining (WJM) Adapun skema kerja Water Jet Machining beserta penjelasannya adalah sebagai berikut :
Gambar 2.1 Skema Kerja Abrasive Water Jet Machining berikut adalah penjelasan urutan skema kerja dari Water Jet Machining (WJM) :
2.4.4 Diameter Nozzle Diameter nozzle adalah ukuran bukaan pada ujung nozzle tempat air bertekanan dilepaskan. Ukuran ini menentukan seberapa fokus jet air yang dihasilkan dan, pada akhirnya, seberapa tajam dan presisi pemotongan yang dapat dicapai.
2.5.1 Pemotongan Logam Plat Logam: Water jet digunakan untuk memotong plat logam dari berbagai jenis, termasuk baja karbon, stainless steel, dan aluminium. Keuntungan dari pemotongan ini adalah minimnya distorsi termal, yang sering terjadi pada proses pemotongan dengan suhu tinggi seperti laser atau plasma. Komponen Presisi: Untuk industri otomotif dan aerospace , water jet memungkinkan pemotongan komponen presisi dengan toleransi ketat tanpa mempengaruhi sifat material. 2.5.2 Industri Otomotif Bagian Mesin dan Chassis: Water jet digunakan untuk memotong dan membentuk bagian-bagian seperti rotor rem, bagian-bagian dari chassis, dan komponen lainnya. Proses ini memungkinkan pemotongan bahan dengan kekuatan tinggi yang diperlukan dalam kendaraan. Prototipe: Membantu dalam pembuatan prototipe cepat untuk desain kendaraan baru dengan akurasi tinggi. 2.5.3 Industri Aerospace Komponen Pesawat: Digunakan untuk memotong material komposit yang digunakan dalam pesawat terbang serta bahan logam seperti titanium. Water jet memungkinkan pemotongan material yang sangat kuat dan tahan lama. Bagian Turbin: Memotong komponen turbin gas dengan akurasi tinggi, yang penting untuk efisiensi dan kinerja turbin. 2.5.4 Industri Konstruksi Pemotongan Beton dan Batu: Water jet dapat memotong bahan konstruksi seperti beton dan granit dengan presisi tinggi. Ini sangat berguna dalam renovasi dan pembongkaran, di mana ketepatan dan kebersihan sangat penting. Desain dan Pembentukan: Memotong ubin, marmer, dan bahan bangunan lainnya untuk aplikasi desain interior. 2.5.5 Industri Kreatif dan Seni Desain Interior: Water jet memungkinkan pemotongan elemen dekoratif dari kaca, marmer, atau kayu untuk desain interior yang unik. Seni dan Patung: Membuat patung dan karya seni dari berbagai bahan dengan hasil akhir yang halus dan presisi. 2.5.6 Industri Energi Komponen Energi: Digunakan untuk memotong bagian-bagian dari turbin angin, pipa minyak dan gas, dan sistem energi terbarukan. Akurasi dan kekuatan potongan sangat penting untuk komponen ini. 2.5.7 Pengolahan Makanan Pemotongan Produk Makanan: Water jet digunakan untuk memotong bahan makanan seperti kue dan produk lainnya dengan cara yang bersih dan higienis, menghindari kontaminasi dan memastikan kualitas produk.
2.7.3 Masalah Energi dan Efisiensi Penggunaan energi yang tinggi dapat meningkatkan biaya operasional dan mengurangi efisiensi mesin. Konsumsi energi yang tidak optimal dapat menyebabkan pemborosan dan dampak lingkungan yang negatif. Dari permasalahan tersebut ada beberapa solusi yang bisa digunakan yaitu diantaranya pertama, optimasi energi dengan cara menyesuaikan tekanan dan aliran air sesuai dengan kebutuhan pemotongan untuk mengurangi konsumsi energi. Kedua, efisiensi teknologi dengan mempertimbangkan penggunaan teknologi water jet yang lebih efisien atau sistem recirculation untuk mengurangi penggunaan energi. 2.7.4 Masalah Akurasi dan Toleransi Akurasi dan toleransi pemotongan yang tidak tepat dapat menyebabkan kesalahan dalam ukuran dan bentuk potongan, mengganggu kualitas produk akhir. Dari permasalahan tersebut ada beberapa solusi yang bisa digunakan yaitu diantaranya pertama, kalibrasi pada mesin secara berkala untuk memastikan akurasi pemotongan yang konsisten. Kedua, menggunakan perangkat lunak untuk merancang jalur pemotongan dan melakukan simulasi sebelum pemotongan nyata untuk menghindari kesalahan. 2.8 Video atau Animasi Adapun video animasi yang dapat dilampirkan dengan link sebagai berikut. https://youtu.be/jgkrnraO1gk
3.2 Saran Adapun beberapa saran dalam penyusunan atau pembuatan Water Jet Machine agar mendapatkan hasil yang optimal.
Flow International Corporation. (1982). Introduction of first commercial water jet cutting systems. Flow International Historical Archive. Hashish, M. (2017). Abrasive water jet performance, modeling, and optimization. Elsevier. Hays, L. R. (1982). Early commercialization of water jet machining. Industrial Engineering Journal. Kumar, A., & Gupta, S. (2011). Recent advances in water jet machining. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. Momber, A. W., & Kovacevic, R. (2013). Principles of abrasive water jet machining. Springer. Olsen, R. (2019). Industrial applications of water jet machining. McGraw-Hill. Shafi, M. (2022, January 31). Water jet machining: Working, advantages, disadvantages & more [with PDF]. Mechanical E-Notes. https://mechanicalenotes.com/water-jet-machining Smith, R. (2016). Applications of water jet technology in modern manufacturing. Manufacturing Science Review. Staff. (2021, May 28). Abrasive water jet machining. How water jet cutter works? Fine MetalWorking. https://finemetalworking.com/water-jet-cutter White, J. E., & Smith, C. E. (1972). Development of abrasive water jet machining. Journal of Engineering for Industry.
