Mengenal batu gerinda dan prosesnya

Latar belakang

Roda gerinda

Roda gerinda terbuat dari bahan mineral abrasif alami atau sintetis yang diikat menjadi satu dalam matriks untuk membentuk roda. Meskipun alat semacam itu mungkin tidak asing bagi mereka yang memiliki bengkel rumahan, Di sektor ini, roda gerinda telah berperan penting selama lebih dari 150 tahun.masyarakat umum mungkin tidak menyadari karena sebagian besar telah dikembangkan dan digunakan oleh industri manufaktur. Untuk produsen, roda gerinda menyediakan cara yang efisien untuk membentuk dan menyelesaikan logam dan bahan lainnya. Abrasive sering kali menjadi satu satunya cara untuk membuat suku  cadang dengan dimensi presisi dan hasil akhir permukaan berkualitas tinggi. Saat ini, roda gerinda muncul di hampir setiap perusahaan manufaktur, dimana mereka digunakan untuk memotong baja dan blok pasangan bata; mengasah pisau, mata bor, dan banyak alat lainnya; atau untuk membersihkan dan manyiapkan permukaan untuk pengecatan atau pelapisan. Lebih khusus lagi, ketepatan camshaft mobil dan mesin jet rotor bergantung pada penggunaan roda gerinda. Bantalan berkualitas tidak dapat di produksi tanpanya, dan material baru seperti keramik atau komposit material tidak mungkin dilakukan tanpa roda gerinda untuk membentuk dan menyelesaikan bagian.

Batu pasir, bahan abrasif organik yang terbuat dari butiran kuarsa yang disatukan dalam semen alami, mungkin merupakan bahan abrasif paling awal, Pada tahun 1890-an, pencarian telah menghasilkan silikon karbida, mineral sintetis yang lebih keras dari pada korundum. Akhirnya, pabrikan menemukan cara untuk mengasilkan alternatif yang lebih baik, korundum sintetis atau aluminium oksida. Dalam pembuatan turunan bauksit ini, mereka mengembangkan bahan abrasif yang lebih andal dari pada mineral alam dan silikon karbida. Penelitian mineral sintetis juga menyebabkan produksi yang disebut super abrasif. Yang paling penting dalam kategori ini adalah berlian sintetis dan mineral yang dikenal sebagai kubik boron nitrida (CBN), yang kekerasannya kedua setelah berlian sintetis. Saat ini, pengembangan terus berlanjut, dan aluminium oksida gel berbiji baru saja diperkenalkan. Sepanjang sejarah roda gerinda, ikatan yang menyatukan butiran abrasif telah terbukti sama pentingnya dengan butiran itu sendiri. Kebersihan roda gerinda dimulai pada awal tahun 1840-an, ketika ikatan yang mengandung karet atau tanah liat diperkenalkan, dan pada tahun 1870-an ikatan dengan struktur seperti kaca atau kaca dipatenkan. Sejak itu, boud yang digunakan dalam roda gerinda terus disempurnakan.

Roda gerinda tersedia dalam berbagai ukuran, mulai dari diameter krang dari 0,25 inci (0,63 sentimeter) hingga beberapa kaki. Mereka juga tersedia dalam berbagai bentuk:cakram datar,silinder,cankir,kerucut,dan roda dengan profil yang dipotong kepinggiran hanyalah beberapa. Meskipun banyak teknik, seperti mengingat lapisan abrasif kepermukaan roda logam, digunakan untuk membuatroda gerinda, pembahasan ini terbatas pada roda yang terdiri dari bahan vitrifikasi yang terkandung dalam matriks ikatan

Bahan baku

Dua komponen penting, butiran abrasif dan bahan pengikat untuk membuat roda gerinda. Seringkali, additif dicampur untuk membuat roda dengan sifat yang diperlukan unuk membentuk bahan tertentu sesuai keinginan. Butir abrasif merupakan komponen utama roda gerinda, dan kekerasan serta kerapuhan bahan gerinda akan secara signifikasi memengaruhi perilaku roda tertentu. Kekerasan diukur dalam skala relatif yang dikembangkan pada tahun 1812 oleh seorang ahli mineralogi jerman bernama Friedrich Mohs. Pada skala ini, talek dan giksum yang sangat lembut mewakili kekerasan satu dan dua, dan korundum dan intan mewakili kekerasan sebilan dan sepuluh.

Kerapuhan mengacu pada seberapa mudah suatu zat dapat dipecah atau dihancurkan. Orang yang merancang roda gerinda mempertimbangkan kerapuhan bahan abrasifnya-yang mungkin berbeda dengan sifat bahan yang digerinda-dengan sangat hati hati. Misalnya, meskipun intan adalah bahan terkers yang diketahui, ia merupakan bahan abrasif baja yang tidak diinginkan kerena mengalami reaksi kimia yang merusak selama proses pemotongan; hal yang sama juga terjadi pada silikon karbida. Di sisi lain, aluminium oksida memotong besi dan baja lebih baik dari pada intan dan silikon karbida, tetapi kurang efektif untuk memotong zat bukan logam.

Jika dipilih dengan benar, bahan abrasif yang dipilih untuk membuat zat tertentu akan mempertahan kan kerapuhan saat digiling terhadap bahan tersebut: kerena penggilingannya akan mnyebabkan abrasif terus retak sepanjang garis yang bersih dan tajam, tepi tajam akan dipertahankan selama proses peggilingan. Imi memberi roda gerinda karakteristik unik sebagai alat yang mengasah dirinya sendiri selama penggunaan.

Meskipun abrasive terikat dimulai sebagai perkakas yang terbuat dari mineral alam, produk modern dibuat hampir secara eklusive dengan bahan sintetis. Material bonding menahan abrasive gride ditempatnya dan memungkinkan ruang terbuka diantara keduanya. Produsen roda gerinda menetapkan kekerasan pada roda, yang tidak sama dengan kekerasan butiran abrasive. Ikatan yang memungkinkan butiran abrasive mudah patah diklasifikasi sebagai ikatan  tanah. Ikatan yang membatasi fraktur butir dan memungkinkan roda menahan gaya besar diklasifikasikan sebagai ikatan keras. Umumnya, roda tanah mudah dipotong,menghasilkan permukaan akhir yang buruk, dan memiliki masa manfaat yang singkat. Disisi lain, roda yang lebih keras bertahan lebih lama dan menhasilkan permukaan akhir yang lebih halus, tetapi kurang memotong dan menghasilkan lebih banyak panas selama penggerindaan.

Matriks pengikat dimana butiran abrasive diikat dapat mencakup berbagai bahan organik seperti karet,  lak atau resin ; bahan anorganik seperti tanah liat juga digunakan. Ikatan anorganik dengan struktur seperti kaca atau kaca digunakan pada roda penajam alat untuk mata bor di bengkel rumah, sedangkan resin digunakan pada pasangan bata atau roda pemotong baja. Umumnya, ikatan digunakan dengan ukuran butiran sedang hingga halus pada roda yang dibutuhkan untuk pekerjaan presisi. Ikatan resin biasanya digunakan dengan butiran kasar dan untuk operasi penghilangan logam berat seperti pekerjaan pengecoran.

Selain bahan abrasif dan pengikatnya, roda gerinda sering kali mengandung bahan tambahan yang menghasilkan pori pori di dalam roda atau membantu secara kimiawi saat bahan abrasif tertentu digunakan untuk menggiling bahan khusus. Salah satu aspek penting roda gerinda yang dapat dibuat atau diubah melalui bahan tambahan adalah porositas, yang juga berkontribusi pada karakteristik pemotongan roda gerinda. Porositas mengacu pada ruang terbuka didalam ikatan yang memungkinkan ruang untuk serpihan kecil logam dan abrasif yang dihasilkan selama proses penggilingan. Porositas juga menyediakan jalur yang membawa cairan yang digunakan untuk mengontrol panas dan meningkatkan karakteristik pemotongan butiran abrasive,  tanpa porositas dan jarak yang memadai antara butiran abrasif.

Berbagai produk digunakan sebagai additif untuk menciptakan porositas dan jarak yang tepat. Dimasa lalu, serbuk gergaji, kulit kacang yang dihancurkan, dan kokas digunakan, tetapi saat ini bahan yang menguap selama tahap pembakaran (misalnya , lilin-napthaline) lebih disukai. Beberapa roda gerinda menerima bahan tambahan yang fungsinya sebagai alat bantu untuk menggerinda. Ini termasuk senyawa sulfur dan khlorin yang menghambat pengelasan mikroskopis partikel logam dan secara umum meningkatkan sifat pemotongan logam.

Proses manufaktur

Sebagian besar roda gerinda diproduksi dengan metode pengepresan cetak dingin, dimana campuran komponen ditekan menjadi bentuk pada suhu kamar. Detail proses sangat bervariasi tergantung pada jenis roda dan praktik masing masing perusahaan untuk memproduksi massal roda kecil, banyak bagian dari prosesnya yang otomatis.

Mencampur bahan

Mempersiapkan campuran roda gerinda dimulai dengan memilih jumlah yang tepat dari abrasive, bahan bond, dan additif sesuai dengan formula tertentu. Pengikat, biasanya bahan pembasah berbasis air dalam kasus roda vitrifikasi, ditambahkan untuk melapisi butiran abrasif; lapisan ini meningkatkan daya rekat butir ke pengikat. Binder juga membantu roda gerinda mempertahankan bentuknya sampai ikatannya mengeras. Beberapa pabrikan hanya mencampur semua bahan dalam satu mixer. Yang lain menggunakan langkah terpisah untuk mecampur butiran abrasif dengan pengikat.

Produsen roda sering kali berusaha keras untuk mengembangkan campuran yang memuaskan. Campuran harus mengalir bebas dan mendistribusikan butiran secara merata keseluruh struktur roda gerinda untuk memastikan tindakan pemotongan yang seragam dan getaran minimal saat roda berputar selama penggunaan. Ini terutama penting untuk roda besar, yang mungkin berdiameter beberapa inch, atau untuk roda yang memiliki bentuk selain piringan datar yang sudah dikenal.

PenCetakan

-          Untuk jenis roda yang paling umum, piringan bundar, sejumlah campuran roda gerinda yang telah ditentukan sebelumnya dituangkan kedalam cetakan yang terdiri dari empat bagian: pin bundar seukuran lubang punjung roda yang sudah jadi (lubang tengahnya); cangkang dengan dinding 1 inci (2,5 sentimeter), kira kira dua kali lebih tinggi dari tebal roda gerinda yang diinginkan; dan dua datar, pelat lingkaran dengan diameter dan ukuran lubang punggung sama dengan ukuran roda. Berbagai metode digunakan untuk mendistribusikan campuran secara merata. Biasanya,ujung lurus berputar di sekitar pin punggung tengah untuk menyebarkan campuran keseluruh cetakan.

 

-          Dengan menggunakan tekanan dalam kisaran 100 hingga 5000 pound per inci persegi (psi) selama 10 hingga 30 detik, pengepresan hidrolik kemudian mendapatkan campura kedalam bentuk akhir roda gerinda. Beberapa pabrikan menggunakan blok pengukur antara dua pelat muka ntuk membatasi pergerakan mereka dan menetapkan ketebalan yang seragam. Yang lain mengontrol ketebalan roda dengan memonitor konsistensi campuran dan kekuatan tekanan pengepres.

-          Roda gerinda dilepaskan dari cetakan, roda ditepatkan pada pembawa datar yang tahan panas. Pembentukan akhir roda mungkin dilakukan saat ini. Semua pekerjaan pada tahap ini harus dilakukan dengan sangat hati hati karena roda gerinda disatukannya dengan pengikat sementara. Roda yang lebih ringan dapat diangkat dengan tangan pada tahap ini; yang lebih berat dapat diangkat dengan kerekan atau dengan hati hati meluncur di atas pembawa untuk diangkut ke kiln.

Penembakan

-          Penembakan adalah untuk melelehkan bahan pengikat di sekitar bahan abrasif dan mengubahnya menjadi bentuk yang akan menahan panas dan pelarut yang ditemui selama penggilingan. Berbagai macam tungku dan kiln digunakan untuk menyalakan roda gerinda, dan suhu sangat bervariasi tergantung pada jenis ikatan. Roda dengan ikatan resin biasanya ditembakan pada suhu 300 hingga 400 derajat fahrenheit (149 hingga 204 derajat celcius), dan roda dengan ikatan vitrifikasi ditembakan kesuhu antara 1700 dan 2300 derajat fahrenheit (927 hingga 1260 derajat celcius).

Penyelesaian

-          Setelah penembakan, roda dipindahkan ke area finishing, dimana lubang punggung dipasang kembali atau dicetak dengan ukuran yang ditentukan dan lingkar roda dibuat konsentris dengan bagian tengahnya. Langkah langkah mungkin diperlukan untuk mengoreksi ketebalan atau paralelisme sisi roda , atau untuk membuat kontur khusus pada sisi atau keliling roda. Produsen juga menyeimbangkan roda besar untuk mengurangi getaran yang akan dohasilkan saat roda diputar dimesin gerinda. Setelah roda menerima label dan tanda lainnya, roda siap untuk dikirim ke konsumen.

Kontrol kualitas

Tidak ada standar kinerja yang jelas untuk roda gerinda. Dengan pengecualian yang mengandung bahan abrasif mahal seperti berlian, roda gerinda adalah barang habis pakai, dan tingkat konsumsi sangat bervariasi sangat tergantung pada aplikasinya. Namun, sejumlah standar domestik dan global diterima secara sukarela oleh produsen, beberapa produsen sangat kompetitif, telah mengembangkan standar yang mencankup hal hal seperti ukuran butiran abrasif, pelabelan produk abrasif, dan penggunaan roda gerinda yang aman.

Sumber :