Bagaimana cara memotong pelat titanium dengan benar?
Pelat titanium, sebagai bahan logam yang memiliki kekuatan tinggi dan ketahanan terhadap korosi, banyak digunakan di ruang angkasa, peralatan medis, dan bidang energi baru. Namun, konduktivitas termalnya yang buruk, modulus elastisitas yang rendah, dan kecenderungan pengerasan kerja yang signifikan memerlukan kepatuhan yang ketat terhadap spesifikasi proses selama pemotongan; jika tidak, pemborosan material, efisiensi pemrosesan yang rendah, dan bahkan kerusakan peralatan dapat dengan mudah terjadi. Artikel ini secara sistematis menjelaskan metode yang benar untuk memotong pelat titanium dari tiga dimensi: pemilihan metode pemotongan, kontrol parameter proses, dan optimalisasi detail operasional, membantu perusahaan mencapai sasaran pemrosesan yang efisien, tepat, dan berbiaya-rendah.
Pemilihan metode pemotongan harus didasarkan pada pertimbangan komprehensif mengenai ketebalan pelat titanium, akurasi dimensi, dan biaya pemrosesan. Untuk pelat titanium yang lebih tebal dari 3 mm, penggergajian pita adalah solusi yang lebih disukai. Gergaji pita menghasilkan panas melalui gesekan antara mata gergaji yang berputar berkecepatan tinggi dan benda kerja, sehingga mengurangi hambatan pemotongan, sehingga sangat cocok untuk memproses pelat besar. Dalam pengoperasian sebenarnya, penting untuk memprioritaskan penggunaan peralatan kaku yang dilengkapi dengan mata gergaji karbida dan memastikan tegangan mata gergaji yang cukup untuk meminimalkan getaran pemotongan. Misalnya, saat memotong pelat paduan titanium TC4 setebal 10 mm, kombinasi kecepatan linier rendah (nilai yang disarankan Kurang dari atau sama dengan 150m/mnt) dan laju pengumpanan tinggi (pengumpanan per gigi Lebih besar dari atau sama dengan 0,05 mm) dapat memperpanjang masa pakai mata gergaji secara signifikan sekaligus memastikan kehalusan garitan. Untuk pelat tipis yang tebalnya kurang dari 2,5 mm, pemotongan waterjet lebih menguntungkan. Alat ini menggunakan pancaran air bertekanan tinggi (tekanan hingga 380MPa) yang dicampur dengan bahan abrasif untuk pemotongan dingin, menghilangkan zona yang terpengaruh panas dan mengontrol lebar garitan hingga 0,1 mm, sehingga sangat cocok untuk memproses komponen elektronik presisi atau implan medis. Selain itu, pemotongan plasma, dengan kemampuan pemotongan melengkung, unggul dalam pemrosesan pelat titanium yang bentuknya tidak beraturan, namun kontrol kecepatan pemotongan yang cermat diperlukan untuk menghindari oksidasi permukaan akibat suhu tinggi.
Kontrol parameter proses yang tepat sangat penting untuk memastikan kualitas pemotongan. Sebelum pemotongan, permukaan pelat titanium harus dibersihkan secara menyeluruh dari minyak, kerak oksida, dan kotoran lainnya, dan ruang pembuangan terak yang cukup harus disediakan untuk mencegah akumulasi terak mempengaruhi kualitas garitan. Mengambil contoh pemotongan semi-otomatis, rel pemandu harus ditempatkan secara stabil pada permukaan pelat titanium, dan mesin pemotong harus bergerak di sepanjang rel pemandu untuk menghindari penyimpangan dimensi yang disebabkan oleh guncangan peralatan. Parameter pemotongan perlu disesuaikan secara dinamis sesuai dengan ketebalan material: untuk pelat titanium dengan ketebalan 3-10 mm, arus pemotongan plasma disarankan untuk diatur pada 160-200A, dan kecepatan pemotongan dikontrol pada 300-500 mm/menit; saat pemotongan waterjet, laju aliran abrasif perlu disesuaikan dengan kekerasan material. Saat memotong paduan titanium TC4, laju aliran abrasif dapat ditingkatkan hingga 1,5 kg/menit untuk meningkatkan efisiensi pemotongan. Pemanasan awal juga penting, terutama untuk pelat titanium yang tebalnya lebih dari 15 mm. Suhu pemanasan awal harus mencapai 200-300 derajat untuk secara efektif mengurangi gaya pemotongan dan keausan pahat. Misalnya, satu perusahaan menggunakan kombinasi proses pemanasan awal laser dan pemotongan plasma untuk meningkatkan efisiensi pemotongan pelat tebal sebesar 40%, sekaligus mengontrol sudut garitan hingga 1 derajat .
Mengoptimalkan detail operasional dapat lebih memitigasi potensi risiko dan meningkatkan stabilitas pemrosesan. Selama proses pemotongan, jarak antara nosel pemotongan dan permukaan pelat titanium harus dijaga konstan (disarankan 3-5 mm). Jarak yang terlalu dekat dapat menyebabkan panas berlebih dan deformasi material; jarak yang terlalu jauh dapat menyebabkan pemotongan terputus-putus. Untuk pemrosesan batch, disarankan untuk mengikuti prinsip "kecil ke besar", yaitu memotong benda kerja yang lebih kecil terlebih dahulu, baru kemudian benda kerja yang lebih besar, untuk menghindari panas yang dihasilkan dari pemotongan bagian yang lebih besar sehingga mempengaruhi presisi bagian yang lebih kecil. Selain itu, saat memotong pelat titanium dalam jumlah berbeda, nosel pemotongan harus diperiksa apakah ada penyumbatan, dan nosel kontak yang aus harus diganti secara teratur untuk memastikan aliran gas stabil (tekanan oksigen disarankan 0,5-0,7 MPa). Sebuah perusahaan komponen dirgantara, dengan memperkenalkan sistem pemotongan cerdas yang memantau parameter pemotongan secara real-time dan menyesuaikannya secara otomatis, meningkatkan tingkat kualifikasi pemrosesan pelat titanium dari 85% menjadi 98% dan mengurangi biaya pemrosesan unit sebesar 22%.
Pemotongan pelat titanium adalah proses{0}}intensif teknologi yang memerlukan pengoptimalan terkoordinasi dalam tiga aspek: pemilihan metode, kontrol parameter, dan detail operasional. Perusahaan harus memilih peralatan pemotongan dan rute proses yang sesuai berdasarkan kebutuhan produksi mereka sendiri, sekaligus memperkuat pelatihan keterampilan operator dan menetapkan prosedur operasi standar. Misalnya, Shaanxi Haibowell Metal Materials Technology Co., Ltd., dengan memperkenalkan mesin pemotong waterjet lima-sumbu yang diimpor dari Jerman dan menggabungkannya dengan database parameter pemotongan yang dikembangkan secara independen, telah mencapai tingkat akurasi pemotongan pelat titanium yang terdepan di industri (±0,05 mm) dan kekasaran permukaan (Ra Kurang dari atau sama dengan 0,8 mikrometer), sehingga memberikan solusi pemrosesan material yang andal untuk sektor manufaktur kelas atas. Di masa depan, dengan semakin matangnya teknologi baru seperti pemotongan laser dan pemotongan ultrasonik, pemrosesan pelat titanium akan bergerak menuju presisi dan efisiensi yang lebih tinggi, sehingga memberikan vitalitas baru ke dalam peningkatan industri.
