Download Perancangan Pola dan Cetakan pada Pengecoran Logam (AA) PDF

TitlePerancangan Pola dan Cetakan pada Pengecoran Logam (AA)
File Size22.9 MB
Total Pages90
Document Text Contents
Page 2

Abrianto Akuan

Perancangan Pola dan Sistim Saluran Page 2 of 36

1. Desain Pengecoran

Dalam perencanaan suatu produk, perancangan dan desain yang baik sangat

diperlukan untuk menghasilkan suatu produk yang memiliki kualitas yang dapat

memenuhi standar dan spesifikasi produk yang diinginkan. Pada aplikasinya, desain

produk adalah suatu faktor penentu yang sangat significant, kurang sempurnanya suatu

hasil produksi dapat disebabkan oleh desain yang kurang memenuhi spesifikasi

perancangannya. Namun dengan adanya perancangan dan desain maka kekurangan yang

terdapat pada suatu produk akan dapat disimulasikan dan dianalisa hingga dapat

dimodifikasi dari gambar atau desain dari produk tersebut sebelum produk diproses.

Semua proses manufaktur diawali dari suatu perancangan atau desain produk.

Termasuk Proses pengecoran yang memiliki beberapa tahapan dalam perencangan dan

desain produknya, karena ada beberapa komponen pengecoran yang memiliki

perancangan dengan karakter berbeda yaitu; desain produk cor, desain sistem saluran

(gating system), dan desain pola (pattern). Ketiga desain pengecoran ini memiliki

karakter berbeda seperti untuk pola sangat memerlukan ketelitian dan pengalaman yang

cukup untuk dapat mendesain dan membuatnya, karena ada perbedaan ukuran antara

ukuran produk yang sebenarnya dan ukuran pola yang harus dibuat karena adanya

expansi dan penyusutan pada saat proses pengecoran logam berlangsung. Di bawah ini

akan dibahas beberapa faktor dan parameter penting dalam perencanaan dan desain

produk cor, desain sistem saluran, dan desain pola.

1.1 Desain Produk Cor

Desain produk cor dapat digambarkan secara umum sebagai desain produk atau

desain elemen mesin lainya. Dimensi dan spesifikasi produk harus sangat diperhatikan

dalam perencanaan produk pengecoran ini, karena pada saat digunakan produk pasti akan

mengalami beban kerja mekanik seperti beban tarik, tekuk, tekan, puntir dan beban kerja

lainya. Faktor lingkungan kerja juga perlu diperhatikan dalam suatu desain produk,

contohnya faktor lingkungan kerja dengan temperatur tinggi, tekanan tinggi, dan

lingkungan korosif akan dijadikan parameter dalam desain produk tersebut agar tidak

terjadi kegagalan dalam aplikasi produk yang bekerja di lingkungan tersebut.

Sifat-sifat material yang akan diproses pengecoran juga harus diperhatikan karena

sifat material baik fisik, mekanik dan kimia memiliki bagian penting dalam desain

produk. Selain itu jika produk akan digunakan langsung dan kontak dengan bagian tubuh

manusia maka faktor ergonomi, kenyamanan dan keamanan harus diperhatikan selain

Page 45

Abrianto Akuan

Pembuatan Cetakan dan Inti Page 9 of 54

A. Bentonite, adalah suatu bahan pengikat atau binder yang dicampurkan kedalam pasir

cetak dengan tujuan meningkatkan mampu bentuk dari pasir cetak.

B. Coal dust, adalah suatu bahan tambahan pada pasir cetak yang bertujuan agar pasir

lebih terbuka ketika logam cair dituangkan hingga permeabilitas pasir tetap baik dan

juga berfungsi untuk membentuk film gas CO2 agar antara pasir dan logam cair

terpisah dan melindungi butir pasir supaya tidak terjadi overheat dan fusi terhadap

permukaan logam.

C. Air dan Gula tetes, adalah bahan tambahan untuk membantu meningkatkan mampu

tekan dan kekuatan dari pasir cetak.

D. Bahan tambahan lain untuk pasir cetak seperti: Dextrine, diethyl glicol, soda ash,

tepung maizena, tepung tapioka dan bahan tambahan lainya.

Bahan tambahan yang ditambahkan tersebut akan di campur dalam mixer pasir

selama beberapa menit agar seluruh campuranya merata dan siap untuk dibentuk cetakan.

Komposisi campuran pasir cetak akan berbeda tergantung dari logam yang akan dicor dan

posisi pasir dalam cetakan yaitu pasir muka dan pasir pengisi. Beberapa bahan tambahan

juga berfungsi untuk preparasi pasir cetak setelah digunakan berulang-ulang, preparasi

yang dilakukan antara lain Sand Tempering dan Sand Condition.

Ada beberapa pasir cetak yang digunakan untuk membuat cetakan pasir,

diantaranya adalah; pasir gunung, zirkon, olivin, schamatt (pasir buatan), pasir pantai,

pasir kali dan pasir kuarsa (pasir silika). Pasir gunung mengandung lempung dan pada

umumnya dapat digunakan langsung untuk membuat cetakan setelah dicampur dengan

air. Pasir gunung memiliki kadar lempung 10-20%, yang berarti mempunyai adhesi yang

kuat. Apabila kadar lempung kurang dari 10% maka prosentase kadar lempung harus

ditambahkan sehingga memenuhi prosentase yang ditetapkan. Pasir pantai, pasir kali, dan

pasir silica tidak melekat dengan sendirinya, oleh karena itu dibutuhkan pengikatuntuk

mengikat butir-butirnya satu sama lain dan baru dipakai setelah pencampuran. Pasir silika

didapat dari gunung secara alamiah atau dapat juga dengan jalan memecah kwarsit.

Besarnya butiran pasir yang digunakan untuk cetakan pasir ini berkisar antara 40-

60 mesh dan pada umumnya digunakan pasir berbentuk bulat untuk mendapatkan cetakan

yang baik karena pasir dengan bentuk bulat memerlukan umlah bahan pengikat yang

sedikit dan mampu alir serta permeabilitas yang baik.

Page 46

Abrianto Akuan

Pembuatan Cetakan dan Inti Page 10 of 54

3.2 Persyaratan Pasir Cetak

Pasir cetak memerlukan sifat-sifat yang memenuhi persyaratan sebagai

berikut:

 Mempunyai sifat mampu bentuk yang baik sehingga mudah dalam pembuatan

cetakan dengan kekuatan yang diinginkan. Cetakan yang dihasilkan harus kuat

sehingga tidak rusak karena dipindah-pindah dan dapat menahan logam cair waktu

dituang kedalamnya. Akan tetapi jika kekuatannya terlalu tinggi maka sifat

mampu bentuknya kurang baik. Karena itu kekuatannya pada temperatur kamar

dan kekuatan panasnya harus diperhitungkan.

 Permeabilitas yang cocok. Permeabilitas merupakan kemampuan pasir

melewatkan udara pada saat pembekuan atau pendinginan. Dengan permeabilitas

yang pas cacat coran seperti rongga penyusutan, gelembung gas dan kekasaran

permukaan dapat dicegah.

 Distribusi besar butir yang cocok. Permukaan coran diperhalus kalau coran dibuat

dalam cetakan yang berbutir halus. Tetapi kalau butir pasir terlalu halus, maka

permeabilitasnya menjadi rendah. Akibatnya udara/gas yang seharusnya keluar

tidak dapat keluar sehingga terjadi cacat coran seperti gelambung gas, oleh karena

itu distribusi besar butir harus juga diperhitungkan.

 Komposisi yang cocok. Butir pasir bersentuhan dengan logam yang dituang

mengalami peristiwa kimia dan fisika karena logam cair mempunyai temperatur

yang tinggi. Bahan-bahan yang tercampur yang menghasilkan gas atau larut dalam

logam adalah tidak dikehendaki.

 Mampu dipakai lagi. Pasir harus dapat dipakai berulang-ulang supaya ekonomis.

 Pasir harus murah.

3.4 Pengolahan Pasir Cetak

Salah satu kelebihan didalam proses pengecoran dengan menggunakan cetakan

pasir yaitu dapat memanfaatkan kembali pasir yang telah digunakan sebagai cetakan

menjadi cetakan pasir yang baru. Pasir cetak dipergunakan berulangkali dengan tidak

bergantung pada bahan logam cair. Pasir cetak disiapkan menjadi keadaan dapat dipakai

kembali dengan mencampurkan pasir baru dan pengikat baru setelah kotoran-kotoran

dibuang. Tanpa penambahan pasir baru dan pengikat baru, kekuatan dan permeabilitas

Page 89

Abrianto Akuan

Pembuatan Cetakan dan Inti Page 53 of 54

A. Cetakan Permanen

Cetakan permanen ini secara proses pengecoranya hampir sama, tetapi proses

pengecoran dengan cetakan permanent cetakan yang digunakan dapat digunakan secara

kontinu tidak seperti pada cetakan expendable yang harus mengorbankan cetakan dengan

merusaknya untuk mengambil produk cor yang dihasilkanya. Jenis cetakan permanent

antara lain Cetakan permanent biasa, slush casting, low-pressure casting, vacuum

permanent-mold casting, die casting, dan centrifugal casting. Jenis die casting adalah

yang paling banyak digunakan sebagai pengecoran logam dengan cetakan permanen.

B. Cetakan Die Casting

Secara umum proses die casting dilakukan dengan cara menuangkan logam cair

kedalam mesin cetak yang memiliki penekan hidrolik untuk diinjeksikan kedalam suatu

cetakan dengan tekanan cukup tinggi sekitar 14-140 MPa untuk cold chamber die casting.

Tekanan ini akan tetap diberikan selama logam dalam proses solidifikasi dalam cetakan

hingga produk membeku dan dikeluarkan dengan pin ejektor yang terpasang pada

cetakan. Jenis die casting ada dua di mana klasifikasinya dilakukan berdasarkan injeksi

logam cairnya, ada yang disebut cold-chamber die casting dan hot-chamber die casting.

Gambar. 20 Siklus proses die casting dengan jenis ruang dingin dan panas.

Page 90

Abrianto Akuan

Pembuatan Cetakan dan Inti Page 54 of 54

C. Cetakan Centrifugal Casting

Pengecoran logam dengan menggunakan cetakan permanen ada yang dilakukan

dengan menggunakan cetakan yang berputar atau rotasi, berbeda dengan pengecoran

lainya proses pengecoran dengan cara ini biasa dilakukan untuk produk cor yang

memiliki bentuk lingkaran seperti velg kendaraan, bearing, pipa tanpa sambungan dan

produk lainnya.

Gambar. 21 Klasifikasi cetakan.

Similer Documents