Dari Air Menjadi Alat: Pemanfaatan Waterjet Cutting Sebagai Alat Pemotongan yang Efisien dan Ramah Lingkungan

Alam semesta ini memiliki 4 unsur pembentuk yang dikemukakan oleh Empedocles, yakni tanah, udara, api dan air. Air adalah salah satu unsur tersebut yang menjadi sumber daya alam paling vital untuk kehidupan di bumi. Hampir seluruh makhluk hidup menggunakan air untuk bertahan hidup dan membantu dalam proses biologis. 

Kodoatie menyatakan bahwa kehidupan di bumi dapat terjadi karena terdapat material yang menyusunnya yaitu air. Air memiliki kelimpahan yang sangat besar di permukaan bumi, hampir 71% permukaannya ditutupi oleh air dan sisanya adalah daratan. Dari kelimpahan tersebut hanya sebagian kecil yang benar-benar dapat dimanfaatkan dengan baik. 

Seiring berkembangnya zaman yang semakin canggih teknologi, air tidak hanya sekedar dapat dimanfaatkan untuk keperluan rumah tangga saja seperti minum dan sanitasi, namun dapat dimanfaatkan menjadi sebuah alat yang dapat membantu dalam bidang industri dan membuka peluang baru seperti manufaktur, otomotif, aerospace, konstruksi dll.  Air dapat dimanfaatkan dan dikembangkan menjadi sebuah teknologi salah satunya sebagai alat pemotongan menggunakan air yang dikenal dengan waterjet cutting.

Apa itu waterjet cutting?

Waterjet cutting merupakan alat yang memiliki kemampuan dalam memotong material dari berbagai jenis bahan seperti, logam, keramik dan polimer. Alat ini menggunakan semburan air bertekanan tinggi tanpa menghasilkan panas sehingga membuat alat tersebut menjadi sangat berguna bagi industri saat ini. Selain untuk pemotongan (cutting), teknologi waterjet cutting juga dapat dimanfaatkan sebagai alat pembersihan (cleaning), pembentukan (forming) dan penghalusan (peening).

Sejarah waterjet cutting

Pemotongan waterjet, sebuah teknologi yang kini mendominasi lantai produksi berbagai industri, memiliki perjalanan sejarah yang menarik. Konsep dasar pemanfaatan jet air bertekanan tinggi untuk mengikis material sebenarnya sudah ada sejak zaman dahulu. Namun, transformasi dari alat sederhana menjadi mesin presisi yang saat ini kita kenal merupakan hasil dari inovasi tiada henti dalam beberapa dekade terakhir.

Awal mula waterjet cutting sebagai alat potong industri dapat ditelusuri kembali ke pertengahan abad ke-20. Pada masa itu, jet air digunakan untuk memotong material-material lunak seperti kertas. Seiring berjalannya waktu, dengan penambahan abrasive seperti garnet, kemampuan waterjet cutting dalam memotong semakin meluas, mampu menembus material yang lebih keras seperti logam atau baja.

Bagaimana cara kerja waterjet cutting

Kita sering mendengar tentang teknologi canggih yang mampu memotong berbagai material dengan presisi tinggi. Salah satunya adalah waterjet cutting. Bayangkan saja, semburan air bertekanan tinggi mampu memotong logam sekeras baja. Bagaimana hal ini bisa terjadi? Prinsip dasar waterjet cutting sebenarnya cukup sederhana namun sangat efektif. Waterjet cutting, teknologi pemotongan yang semakin populer di berbagai industri, bekerja dengan prinsip yang sederhana namun efektif. Bayangkan sebuah semburan air yang sangat kuat, ditembakkan dengan tekanan tinggi menuju sebuah material.

Proses kerja waterjet cutting dimulai dengan pembentukan jet air bertekanan tinggi yang dialirkan melalui sebuah nozzle yang sangat kecil. Air yang dialirkan melalui nozzle dengan tekanan yang sangat tinggi akan keluar dengan kecepatan sangat tinggi pula. Saat semburan air ini mengenai material yang akan dipotong, terjadi erosi pada permukaan material. Proses erosi ini semakin cepat dan efektif jika air yang digunakan dicampur dengan partikel abrasif seperti garnet. Partikel abrasif ini akan memperkuat daya potong semburan air, sehingga mampu memotong material yang lebih keras dan tebal.

Namun, seringkali air murni tidak cukup kuat untuk memotong material yang keras. Oleh karena itu, partikel abrasif seperti garnet ditambahkan ke dalam aliran air. Partikel-partikel ini akan terbawa oleh jet air dan ikut mengikis material secara bertahap. Proses ini mirip dengan pasir yang mengikis batu. Ketika jet air yang bercampur dengan abrasif mengenai permukaan material, partikel abrasif akan mengikis material secara bertahap, sehingga menghasilkan potongan yang rapi dan presisi.

Keuntungan dan kerugian waterjet cutting

Pemotongan dengan menggunakan metode waterjet cutting telah merevolusi industri manufaktur dengan menawarkan tingkat akurasi dan efisiensi yang belum pernah terjadi sebelumnya. Teknologi ini menggunakan semburan air bertekanan tinggi yang dicampur dengan abrasif untuk memotong berbagai jenis material dengan presisi tinggi.

Keuntungan utama dari metode ini adalah kemampuannya menghasilkan potongan yang sangat halus dan bebas dari panas, sehingga mengurangi risiko deformasi material. Selain itu, waterjet cutting juga sangat fleksibel, memungkinkan pemotongan berbagai bentuk kompleks dengan mudah. Pemotongan dengan alat ini memiliki proses yang lebih ramah lingkungan dengan waktu kerja yang relatif lebih cepat atau singkat, sehingga dalam dunia industri akan sangat dibutuhkan. Namun, seperti teknologi lainnya, waterjet cutting juga memiliki beberapa kelemahan. Biaya operasional yang tinggi, terutama terkait dengan konsumsi air dan abrasif, menjadi salah satu pertimbangan utama.

Selain itu, proses pemotongan dengan waterjet cutting dapat menghasilkan sejumlah besar limbah cair yang perlu dikelola dengan baik untuk menghindari dampak yang berlebihan bagi lingkungan. Oleh karena itu, dalam memilih metode pemotongan, perlu dilakukan evaluasi yang cermat terhadap berbagai faktor, termasuk jenis material yang akan dipotong, tingkat presisi yang dibutuhkan, dan pertimbangan lingkungan.

Aplikasi waterjet cutting

Pemotongan dengan waterjet cutting, dengan akurasi dan fleksibilitasnya, telah membuka cakrawala baru dalam dunia manufaktur. Teknologi ini tidak hanya terbatas pada material konvensional, namun juga mampu memotong material keras seperti baja tahan karat, titanium, hingga komposit dengan presisi tinggi. Aplikasi waterjet cutting semakin meluas, mulai dari industri otomotif yang membutuhkan komponen dengan toleransi yang sangat ketat, hingga industri penerbangan yang memerlukan potongan kompleks pada material komposit.

Dalam bidang arsitektur, waterjet cutting telah digunakan untuk menciptakan desain fasad bangunan yang unik dan rumit. Selain itu, industri makanan juga memanfaatkan teknologi ini untuk memotong bahan makanan dengan bentuk yang presisi. Potensi waterjet cutting masih sangat besar, seiring dengan perkembangan teknologi yang terus berinovasi. Namun, tantangan seperti biaya operasional dan pengelolaan limbah perlu terus menjadi perhatian untuk memastikan keberlanjutan penggunaan teknologi ini.

Dari hasil pembahasan di atas dapat disimpulkan bahwa waterjet cutting merupakan sebuah teknologi dalam proses industri yang memanfaatkan semburan air bertekanan tinggi yang dicampur dengan partikel abrasif untuk memotong berbagai jenis material. Teknologi ini telah menjadi pilihan populer dalam berbagai sektor industri karena keunggulan dalam hal fleksibilitas material, akurasi, dan ramah lingkungan menjadikannya pilihan yang sangat menarik bagi perusahaan yang mencari solusi pemotongan yang presisi dan andal.

 

DAFTAR PUSTAKA

Al-Ahmadi, M. A., & A. A. Al-Otaibi. (2010). Comparison of Waterjet Cutting and Laser Cutting for Stainless Steel. International Journal of Advanced Manufacturing Technology.

Hashish, M. (2002). Abrasive waterjet machining: Principles and applications. CIRP Annals - Manufacturing Technology.

S. K. Das & B. K. Dutta. (2006). Waterjet Cutting: A Review. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 

Suheri., dkk. (2019). Perancangan dan Pembuatan Mesin Waterjet Cutting (WJC) Sebagai Alat Pemotong Lembaran Karet. JMEMME (Journal of Mechanical Enggineering, Manufactures, Materials and Energy). ISSN: 2549-6220. Vol. 3 (2): 100-108.

Wang, X., & Fang, B. (2015). Advances in waterjet cutting technology. International Journal of Advanced Manufacturing Technology.