TUGAS SISTEM TEKNIK PENGECORAN LOGAM
oleh: JUMRIADI
(14022014033)
TEKNIK MESIN UNIVERSITAS ISLAM MAKASSAR 2016
1
KATA PENGANTAR Puji syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, yang karena Rahmat-Nya, saya dapat menyelesaikan tugas pembuatan makalah rem tepat pada waktunya, dan rasa terima kasih pada semua pihak baik dosen maupun mahasiswa yang telah mendukung dalam pembuatan makalah ini. Sistem Produksi II merupakan mata kuliah program studi pendidikan teknik mesin, salah satu materinya yang diberikan ialah teknik pengecoran logam. Makalah pengecoran logam dirancang untuk digunakan sebagai sarana dalam kegiatan belajar untuk mahasiswa jurusan pendidikan teknik mesin untuk menjadi seorang engineer yang ahli dalam bidangnya. Makalah ini memuat ringkasan teori dari berbagai sumber yang disusun secara ringkas dan sistematis. Saya menyadari bahwa proses penyusunan makalah yang ringkas dan sistematis, merupakan pekerjaan yang tidak ringan. Demikian pula dalam teknik penulisan dan tata bahasa tak luput dari kesalahan dan kekurangan. Dari kesadaran tersebut, saya sangat mengharapkan saran, kritik maupun masukan dari pembaca dan pemakai makalah system pengecoran logam ini , guna penyempurnaan pada masa mendatang. Penghargaan yang setinggi-tinginya saya sampaikan kepada semua pihak yang telah membantu tersusunnya makalah rem ini. Semoga Tuhan Yang Maha Esa senantiasaa memberikan limpahan rahmat, petunjuk dan bimbingan-Nya terhadap setiap niat baik kita.
Makassar, 27 April 2016
Penulis
2
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ................................................................................
2
DAFTAR ISI ...............................................................................................
3
BAB I PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG.....................................................................
4
B. TUJUAN DAN MANFAAT ...........................................................
4
C. TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. MACAM MACAM PENGECORAN ...........................................
9
1. Permanent Mold Casting .............................................................
8
2. Centrifugal casting .....................................................................
10
3. Investment casting ......................................................................
11
4. Die casting .................................................................................
13
5. Injection molding .......................................................................
13
6. Blow molding .............................................................................
14
BAB III PENUTUP
A. KESIMPULAN ....................................................................................
16
B. SARAN ................................................................................................
16
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................
17
3
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kebutuhan logam ternyata tidak hanya sebatas benda dengan permukaan rata. Kebutuhan akan logam juga berkembang pesat seiring dengan teknologi yang mendukungnya. Sekarang kita bisa menghasilkan benda logam dalam bentuk apapun tanpa harus mengalami proses penenmpaan. Pada zaman dahulu untuk menhasilkan logam yang berbentuk rumit maka benda haruslah di panaskan dan dipukul sebagaimana proses penempaan pada umumnya. Namun seiring kemajuan zaman tuntutan akan kebutuhan logam semakin meningkat dan atas tuntutan itulah kini telah tercipta tungku-tungku pelebur besi yang menhasilkan suhu diatas 1500 oC. Dan atas tuntutan itu pulalah penulis mengambil judul tentang macam-macam pengecoran B. Tujuan dan Manfaat
Dalam makalah ini tercantum beberapa jenis pengecoran yakni:
PERMANENT MOLD CASTING
CENTRIFUGAL CASTING
INVESTMENT CASTING
DIE CASTING
INJECTION MOLDING
BLOW MOLDING
Yang
setidaknya
pembaca
akan
tahu
sedikit
tentang
pengecoran.
Selain dari pada itu juga terdapat gambar-gambar dari cetakan tersebut yang akan mempermudah pembaca di dalam memahami pengertian. 4
C Tinjaun Pustaka 1. Pengertian
Pengecoran adalah suatu proses manufaktur yang menggunakan logam cair dan cetakan untuk menghasilkan parts dengan bentuk yang mendekati bentuk geometri akhir produk jadi. Logam cair akan dituangkan atau ditekan ke dalam cetakan yang memiliki rongga sesuai dengan bentuk yang diinginkan. Setelah logam cair memenuhi rongga dan kembali ke bentuk padat, selanjutnya cetakan disingkirkan dan hasil cor dapat digunakan untuk proses sekunder. Pasir hijau untuk pengecoran digunakan sekitar 75 persen. Teknik pengecoran dibedakan menjadi dua macam, yaitu: 1. Traditional casting 2. Non-traditional/contemporary casting. Teknik pengecoran Traditional terdiri atas : 1. Sand-Mold Casting 2. Dry-Sand Casting 3. Shell-Mold Casting 4. Full-Mold Casting 5. Cement-Mold Casting 6. Vacuum-Mold Casting Sedangkan teknik Non-Traditional/contemporary terbagi atas : 1. High-Pressure Die Casting 2. Permanent-Mold Casting 3. Centrifugal Casting 4. Plaster-Mold Casting 5. Investment Casting 6. Solid-Ceramic Casting 5
Perbedaan secara mendasar di antara keduanya adalah bahwa NonTraditional/Contemporary casting tidak bergantung pada pasir dalam pembuatan cetakannya. Perbedaan lainnya adalah bahwa Contemporary casting biasanya digunakan untuk menghasilkan produk dengan geometri yang relatif kecil dibandingkan bila menggunakan Traditional casting . Hasil coran Non-Traditional casting juga tidak memerlukan proses tambahan untuk penyelesaian permukaan. Jenis logam yang banyak digunakan di dalam proses pengecoran adalah logam besi bersama-sama dengan aluminium, kuningan, perak, dan beberapa material non logam lainnya.
2. Bagian-bagian Cetak
1. Pouring Basin berfungsi manampung kotoran atau slag (terak) yang ikut terbawa pada saat menuangkan logam dari laddle berfungsi juga menampung kelebihan logam cair. 2. Riser berfungsi untuk menampung kelebihan logam cair sebagai cadangan bila terjadi penyusutan dan juga berfungsi sebagai pemberat. 3. Saluran turun (sprue) berfungsi untuk meneruskan lagam cair dari cawan tuang ke runner dan saluran masuk (gate). 4. Gate berfungsi sebagai saluran masuk yang menghubungi runner dengan rongga cetak (cavity).
6
3. Faktor-faktor yang harus diperhatikan dalam Perencanaan Pola
1. SHRINKAGE 2. KELEBIHAN MATERIAL 3. DRAFT ANGLE 4. DISTORSI 5. PATING LINE Kondisi cacat yang paling banyak dijumpai pada proses pengecoran saluran keluar teko adalah lubang saluran keluar pada ujung teko yang terlalu sempit bahkan tertutup di akhir proses pengecoran. Banyak faktor yang mempengaruhi proses pengecoran ini sehingga menyebabkan cacat tersebut. Kondisi cacat ini dapat direpresentasi kan dengan ketebalan dari produk cor saluran keluar teko. Pada makalah ini akan dianalisa faktor yang paling signifikan mempengaruhi ketebalan saluran teko hasil cor. Metode yang digunakan adalah metode desain eksperimen khususnya metode desain faktorial untuk menentukan faktor-faktor yang signifikan serta kondisi optimumnya dan metode response surface untuk mendapatkan model pendekatan untuk ketebalan saluran teko sebagai fungsi dari faktor-faktor tersebut sehingga dapat diperoleh kondisi keseluruhan yang paling optimal. Dari analisa hasil eksperimen ini ditemukan bahwa faktor yang signifikan terhadap ketebalan adalah temperatur tuang, radius sprue dan holding time. Kesimpulannya adalah bahwa kondisi optimum dari faktor-faktor tersebut adalah temperatur tuang 475 oC, radius sprue 29.6 mm dan holding time 8 detik yang menghasilkan ketebalan sebesar 2.54 mm.
7
BAB II MACAM – MACAM PENGECORAN
1. Permanent Mold Casting
Jenis pengecoran ini, cetakannya terbuat dari bahan logam dan grafit dan dimana cetakan tsb dapat dipakai berulang kali. Pengecoran ini dikhususkan untuk pengecoran
logam
non-ferrous
dan
paduan.
Kualitas coran permanent Mold ini tergantung dari kualitas moldnya, moldnya ini umumnya dikerjakan dengan machining untuk mendapatkan kualitas yang bagus maka dikerjakan dengan proses machining yang memiliki keakuratan yang tinggi.
Advantage Permanent Mold Casting: 1. Produksi Tinggi. 2. Cetakan dapat dipakai berulang kali. 3. Dalam operasinya tidak diperlukan tenaga ahli. 4. Ketelitian produk lebih baik dari pada Sand Casting. 5. Tidak memerlukan proses lanjutan.
Disadvantage Permanent Mold Casting: 1. Harga cetakan mahal. 2. Perlu perhitungan yang tepat dalam mengerjakan cetakan. 3. cetakan untuk satu macam produk. 4. Ukuran produk kecil dan sederhana. 5. Tidak dapat mengecor baja.
8
2. CENTRIFUGAL CASTING
Prinsip:
Menuangkan logam cair ke dalam cetakan yang berputar dan akibat gaya sentrifugal logam cair akan termampatkan sehingga diperoleh benda kerja tanpa cacat.
Pengecoran ini digunakan secara intensif untuk pengecoran plastik, keramik, beton dan semua logam.
Advantage Centriugal Casting : 1. Riser tidak diperlukan. 2. Produk yang berlekuk-lekuk dapat diproses dengan kualitas permukaan baik. 3. Toleransi dimensi kecil. 4. Ketebalan benda kerja uniform. Disadvantage Centrifugal Casting : 1. Harga peralatan mahal. 2. Biaya maintenance mahal. 3. Laju produksi rendah. 4. One product in one mold. 5. Gaya centrifugal besar Pengecoran Centrifugal dapat dibagi 2 macam, yaitu: A. Pengecoran Centrifugal Mendatar B. Pengecoran Centrifugal Vertikal
9
3. INVESTMENT CASTING
Proses pengecoran dengan pola tertanam dalam rangka cetak, kemudian pola dihilangkan dengan cara pemanasan sehingga diperoleh rongga cetak. Pola biasanya terbuat dari lilin (wax), plastik atau dari material lain yang mudah meleleh. Pengecoran ini sering juga disebut WAX LOST CASTING. Proses Pengecoran ini dibagi 2 Macam: A. Investment Flask Casting. B. Investment Sheel Casting. Prosedur Investment Casting: 1. Membuat Master Pattern. 2. Membuat Master Die. 3. Membuat Wax Pattern. 4. Melapisi Wax Pattern. 5. Mengeluarkan Wax Pattern dari Mold. 6. Preheat Mold. 7. Menuangkan logam cair. 8. Mengeluarkan Produk. Proses yang termasuk juga dalam kategori Investment Casting adalah FULL MOLD PROCESS atau LOST FOAM PROCESS. Bahan Pattern biasanya Expanded Polystyrene.
10
4. DIE CASTING
Proses ini mempergunakan tekanan dalam memasukkan logam cair ke dalam rongga cetakan dan dengan dibawah tekanan dibiarkan membeku. . Die Casting umumnya untuk logam non-Ferrous dan paduan. Die biasanya terbuat dari baja yang dikeraskan. Advantage Die Casting : 1. Ukuran dan bentuk benda sangat tepat. 2. Jarang menggunakan proses finishing. 3. Baik untuk produksi massal. 4. Waste material rendah. Disadvantage Die Casting : 1. Harga mesin dan cetakan mahal. 2. Bentuk benda kerja sederhana. 3. Benda kerja harus segera dikeluarkan. 4. Berat dan ukuran produk terbatas. 5. Umur cetakan menurun. Berdasarkan prosesnya, Die Casting dapat dikelompokkan 2 jenis: A. Hot Chamber Die Casting. B. Cold Chamber Die Casting.
1. HOT CHAMBER DIE CASTING
Pada proses ini, tungku pencair logam jadi satu dengan mesin cetak dan silinder injeksi terendam dalam logam cair. Silinder injeksi digerakkan secara pneumatik atau hidrolik. Pada umumnya Die Casting jenis ini hanya cocok untuk timah putih, timbal dan paduannya. 11
Pada mesin ini mempunyai komponen utama: silinder plunger, leher angsa (goose neck) dan nozzle. Logam cair ditekan ke dalam rongga cetakan dengan tekanan tetap dipertahankan salama pembekuan terjadi. Leher angsa yang terendam logam cair sewaktu plunger pada kedudukan teratas. Kemudian logam cair diinjeksikan ke rongga cetakan dengan amat cepat. 2. COLD CHAMBER DIE CASTING
Pada mesin cetak ini, tungkunya terpisah dari mesinnya. Mesin membutuhkan tekanan yang lebih besar untuk menutup cetakan dan pengisian rongga cetakan. M = Massa Benda Coran N = Jumlah Produk Yang Diproduksi W= M [1+(N-1)(1-0.3 x o.95) + 0.3 x 0.05] W= 200 [ 1+(3000-1)(1-0.285) +0.015] W= 429.060 gram. Jadi total aluminium yang harus disediakan 429,06 kg. Cara kerja mesin ini, dimulai dari pencairan logam cair kemudian dituangkan ke dalam plunger yang berdekatan dengan cetakan, baru dilakukan penekanan secara hidrolis. Proses ini biasanya cocok untuk logam-logam yang memiliki temperatur leleh tinggi, misalnya aluminium dan magnesium. Advantage of Cold Chamber Die Casting : 1. Produk yang dibuat Hot Chamber bisa dibuat di sini. 2. Tidak terjadi serangan panas dari logam cair pada bagian mesin. 12
3. Dapat dioperasikan pada tekanan tinggi. 4. Kualitas benda kerja dapat dikontrol. Disadvantage of Cold Chamber Die Casting : 1. Diperlukan alat bantu. 2. Siklus kerja lebih lama. 3. Kemungkinan cacat cukup besar
5. INJECTION MOLDING
Perbedaan dengan Die Casting adalah cara material diumpankan dan msuk ke rongga cetakan. Injection molding dikhususkan untuk material non logam, mis gelas,
plastik
dan
karet.
Butiran plastik dimasukkan dalam hopper kemudian feed screw butiran plastik dipanaskan oleh elemen pemanas kemudian pada waktu sampai di nozzle sudah berupa cairan plastik dan cairan plastik ditekan masuk ke rongga cetakan . Die pada injection casting dilengkapi dengan sistem pendingin untuk membentu proses pembekuan (solidifikasi).
6. BLOW MOLDING
Proses ini digunakan untuk produk plastik, gelas dan karet, seperti botol plastik, gelas minuman, nipple karet, gelas kendi, dsb. Proses ini diawali dengan pembuatan parison (gumpalan cair dalam bentuk penampang pipa) dan dimasukkan ke mesin cetak tiup. Kemudian udara ditiup masuk melalui lubang penampang pipa, karena desakan udara maka gumpalan tadi akan menyesuaikan dengan bentuk cetakan dan dibiarkan sampai menjadi padat.
13
Advantage of Injection Molding : 1. Keakuratan dimensi tinggi. 2. Kualitas permukaan baik. 3. Siklus kerja pendek.
Advantage of Injection Molding :
1. Harga mesin mahal. 2. Ekonomis untuk produksi missal.
14
BAB III PENUTUP
1. KESIMPULAN
Dunia industri sekarang ini kebutuhan akan logam semakin meningkat tidak lain karna rasa ingin memiliki dari konsumen yang tidak ada habisnya. Banyak pihak yang memanfaatkan kesempatan untuk meraup uang dari kebiasaan manusia tersebut, semua kebutuhan akan logam yang tak mungkin dikerjakan dengan mesin konvensional itulah yang merupakan suatu peluang bisnis yang cukup menjanjikan dan sebenarnya merupakan suatu ilmu yang sangat bermanfaat bagi indonesia. Peluang bisnis berupa pengecoran logam itulah yang sekarang ini telah ditekuni oleh banyak orang/pengusaha atau perusahaan. Pengecoran sangat berguna karena tanpa pengecoran maka dunia industri logam dunia tidak akan ada, karena pengecoranlah yang merupakan proses awal pembuatan logam dari biji besi. Dari analisa hasil eksperimen ditemukan bahwa faktor yang signifikan terhadap ketebalan adalah temperatur tuang, radius sprue dan holding time. Kondisi cacat yang paling banyak dijumpai pada proses pengecoran saluran keluar teko adalah lubang saluran keluar pada ujung teko yang terlalu sempit bahkan
tertutup
di
akhir
proses
pengecoran.
Menuangkan logam cair ke dalam cetakan yang berputar dan akibat gaya sentrifugal logam cair akan termampatkan sehingga diperoleh benda kerja tanpa cacat.
15
2. SARAN
Berikut adalah beberapa solusi dari permasalahan yang sering di hadapi oleh tukang cor. Untuk mencegah turbulensi dan tidak mengalirnya material sehingga seringkali menghasilkan benda kerja yang tidak uniform akibat gaya tekannan tinggi. Compression molding , transfer molding seringkali digunakan untuk mengatasi hal tersebut. Mengisi rongga cetakan dan mengalami proses pengerasan secara kimiawi dengan pengukuran jumlah resin thermosetting plastik yang dibutuhkan untuk ditempatkan pada rongga cetakan. Kemudian mold dipanaskan dan dikompresi sehingga cairan resin akan mengisi rongga cetakan.
16
DAFTAR PUSTAKA
Doyle, Lawrence E., Cark A.1985. Proses pembuatan Material Untuk Permesinan. New Jersey: Prentice Hall inc. Higgins, Raymond A. 1986. Ilmu Logam Persmesinan bagian 2, Tekhnologi Proses Ilmu Logam. Honkong: ELBS. Kim, S.E., Hyun, Y.T., et al. 2001. Centrifugal Castability of Tial Base Alloys. Korea-Japan: Foundary Engineers. Suprapto, Agus. 2001. Pengaruh Serbuk Rumah Kerang Laut Terhadap Kualitas Hasil Pengecoran Alumnium. Jakarta. Drs, Zainuddin. 2007. Teknik Pembentukan Dasar. Palembang.
17
