STEMAN 2014 ISBN: 978-979-17047-5-5
PROSIDING
Seminar Nasional Teknologi Manufaktur 2014
(STEMAN 2014)
Tema:
Teknologi Manufaktur Sebagai Pendorong Produk
Industri Nasional
Bandung, 19-20 Agustus 2014 RINEKAMAYA
Politeknik Manufaktur Negeri Bandung Jl. Kanayakan No. 21 Oago
Bandung - 40135
Penyelenggara:
POLITEKNIK MANUFAKTUR NEGERI BAN DUNG
Jln. Kanayakan 21, Dago-Bandung 40135Homepage· http://www.polman-bandung.ac.id Telepon : (022) 250 0241, Fax: (022) 2502649
STEMAN 2014 ISBN: 978-979-17047-5-5
Seminar Nasional Teknologi Manufaktur 2014 (STEMAN 2014)
Tema:Teknologi Manufaktur Sebagai Pendorong Produk Industri Nasional
Bandung, 19-20 Agustus 2014,
Politeknik Manufaktur Negeri Bandung
RINEKAMAYA
Editor:
Siti Aminah, S.T., M.T. Nuryanti, S.T., M.Sc.
Dewi Idamayanti, S.Sc., M.T.
Desain Sampul:
Pramudiya Tri Hartadi
Hak Cipta (C)pad a Penulis.
Hak Publikasi pad a Politeknik Manufaktur Negeri Bandung (pOLMANBandung). Artikel pad a prosiding ini dapat digunakan dan disebarkan secara bebas untuk tujuan bukan komersial, dengan syarat tidak menghapus atau mengubah atribut penulis. Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi buku ini dalam bentuk apapun tanpa izin tertul isdari Penerbit dan Penulis. Pemegang Hak Publikasi prosiding ini tidak bertanggung jawab atas tulisan dan opini yang dinyatakan oleh penulis dalam prosiding ini.
STEMAN 2014 ISBN 978-979-17047-5-5
KAT
A PENGANT AR
Prosiding ini berisi makalah-makalah yang dipresentasikan pad a STEMAN2014, yaitu seminar dalam rangka memperingati Dies Natalis ke-37 Politeknik Manufaktur Negeri Bandung (pOLMAN Bandung) dalam bidang Rekayasa dan Teknologi Manufaktur di Indonesia. STEMAN2014 memilih tema Teknologi Manufaktur Sebagai Produk Industri Nasional.
Tujuan utama dari seminar ini adalah:
1. Meningkatkan kontribusi akademisi dan profesional dalam pengembangan rekayasa dan teknologi manufaktur.
2. Sebagai media diskusi dan pertukaran informasi dalam kegiatan penelitian dan pengembangan di bidang rekayasa dan teknologi manufaktur.
3. Membangun komunikasi dan jaringan antara perguruan tinggi, industri, lembaga penelitian dan pihak lainnya yang terkait.
Topik-topik yang dibahas di dalam seminar dan prosiding ini meliputi:
1. Rekayasa dan Teknologi Manufaktur untuk Pertanian, Pertambangan,
Otomotif, Elektronika, Lingkungan, Mitigasi Bencana, Energi Alternatif dan Terbarukan, Industri Kecil, dll.
2. Perancangan dan Pengembangan Produk Manufaktur 3. Teknologi Material & Metalurgi
4. Proses dan Teknologi Manufaktur
5. Mesin dan Peralatan Industri Manufaktur 6. Sistem Manufaktur
7. Sistem Kendali dan Mekatronika Industri Manufaktur 8. Sosio-Manufaktur
9. Topik-topik lainnya yang terkait dengan rekayasa dan teknologi manufaktur Seminar ini merupakan sarana diskusi ilmiah, komunikasi dan pertukaran informasi bagi para akademisi, peneliti, praktisi industri, pemerintah dan stakeholder lainnya dalam pengembangan rekayasa dan teknologi manufaktur. Panitia STEMAN 2014 menerima Extended Abstract sebanyak 75 hasil penelitian dari mahasiswa dan dosen Politeknik Manufaktur Negeri Bandung, Universitas Gajah Mada, Universitas Jenderal Achmad Yani, Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya, Universitas Syiah Kuala Aceh, Universitas Trunojoyo Madura, Politeknik Merlimau dan Kolej Komuniti Jasin, Malaysia, dan UPT. Balai Pengolahan Mineral Lampung-LiPI. Setelah melalui seleksi dan evaluasi oleh tim reviewer dan dewan editor, panitia memutuskan sebanyak 70 makalah dapat diterima untuk dipresentasikan dalam STEMAN2014. Hasil dari seminar nasional ini diharapkan dapat memberikan kontribusi pemikiran untuk mendukung terbentuknya industri manufaktur nasional yang unggul dan meningkatnya daya saing bangsa.
STEMAN 2014
SUSUNAN PANITIA STEMAN 2014
Komite Program:
Ketua Anggota
Direktur POLMAN
: Para Wadir POLMAN
Tim Pengarah :
Prof. Dr. Ir. Isa Setiasyah Toha, M.Sc. (Direktur POLMAN Bandung) Prof. Dr. Ir. Yatna Yuwana M. (Dekan FTMD - ITB)
Prof. Dr. Ir. Tresna Priyana Soemardi, SE., M.S. (Universitas Indonesia) Dr. Zainal Arief, S.T., M.T. (Direktur PENS Surabaya)
Tim Penelaah :
Prof. Dr. Ir. Isa Setiasyah Toha, M.Sc. (pOLMAN Bandung/ITB) Prof. Dr. Ir. Yatna Yuwana M. (FTMD ITB)
Engr. Dr. Md Saidin Wahab (UTHM -Malaysia)
Ir. Dadet Pramadihanto, M.Eng., Ph.D. (PENS - Surabaya) Dr. Ismet P. Ilyas, BSMET, M.Eng.Sc. (pOLMAN Bandung) Dr. Carolus Bintoro, MT. (politeknik Negeri Bandung) Dr. Ing. Yuliadi Erdani, M.Sc. (pOLMAN Bandung) Dr. Beny Bandanadjaya, ST., MT. (pOLMAN Bandung) Dr. Noval Lilansa, MT. (pOLMAN Bandung)
Dr. Amang Sudarsono (PENS - Surabaya) Dr. Ali Ridho (PENS - Surabaya)
Dr. Dipl. Ing. Ahmad Taqwa, MT. (POLSRI-Palembang)
Pelaksana:
Ketua Anggota
Emma Dwi Ariyani, S.Psi., M.Si.
Adies Rahman Hakim, ST., MT. Agus Surjana Saefudin, ST., MT. Dewi Idamayanti, ST., MT. Nuryanti, S.T, M.Sc.
Reza Yadi Hidayat, ST., MT.
Roni Kusnowo, ST., Mr. Supriyadi Sadikin, S.IP., M.Si.
Siti Aminah, ST., MT. Wiwik Purwadi, ST., MT.
Yoyok Setiyo Pamuji, ST.
Kiki Sri Nur Endah, ST. Ratih Suhartini, S.Pd. Yati Yulia, S.AP
Elis Siti Munawaroh, S.AP Idan Sukmara
Pramudiya Tri Hartadi Engkos Koswara
Alamat Sekretariat :
Politeknik Manufaktur Negeri Bandung Sdri. Ratih Suhartini
Jl. Kanayakan No. 21Oago Bandung -40135 Tel. 022-2500241 ; Fax. 022 -2502649 Email: steman@polman-bandung.ac.id Homepage: steman.polman-bandung.ac. id
11
STEMAN 2014 ISBN 978-979-17047-5-5
DAFTAR ISI
Kata Pengantar . Susunan Panitia ii Daftar Isi... iv Keynote Speaker Universitas IndonesiaProf. Dr. Ir. Tresna Priyana Soemardi, SE., M.S.
Dirjen Kerjasama Industri Internasional Kementerian Perindustrian Ir. Agus Tjahajana, SE., M.Sc.
Chief Operation Officer PT Astra Otoparts-Winteq Direktur - PT Federal Izumi Mfg.
Reiza Treistanto
Abstrak Makalah Peserta
BIDANG KAJIAN : REKAYASA DAN TEKNOLOGI MANUFAKTUR UNTUK PERTANIAN, PERTAMBANGAN, OTOMOTIF, ELEKTRONIKA, DLL
Aplikasi Metode Perancangan Pahl-Beitz pad a Perancangan Lini Produksi
Iman Apriana 2
Design for Sustainability (DFS) and Design for Environment (DfE) Practices in
Automotive industry
SKH Muhammad Bin SKH Abd Rahim. 8
Pembuatan dan Pengujian Model Pahat Insert dari Baja 34CrNiMo6 Melalui Proses Pack Carburizing
Umen Rumendi. ................................................•..... 15
Pengaruh Temperatur dan Dwell Time Degassing terhadap Porositas Gas pada
ALuminium JIS AC4C dengan Metode Gravity Casting
Ba/qis Mentari Efendi. 21
The Optimization
Of
Power Conversion From Wind EnergyNorhana Binti Safee. 27
Modifikasi Vessel Nissan CWB45-ALDN45 untuk Peningkatan Kapasitas Angkut Unit Truck
Herman Budi Harja. 32
STEMAN 2014 ISBN 978-979-17047 -5-5
Kajian Pengaruh Jenis Pasir, Temperatur
Tuatig,
dan Jumlah Deoksidasi Alumunium terhadap Porositas Gas dalam Proses Gravity Sand Casting pada Nozzle Cup Material 13Ade Rachman '" 38
Pengembangan Sistem Pengendali Suhu pada Heater Reaktor Auger untuk Proses Pirolisis Cepat Cangkang Sawit
Izarul Machdar 48
Perencanaan strategis persediaan peralatan kebencanaan berdasarkan siklus
kebencanaan
Muhammad Dirhamsyah..... 54
Perancangan Ulang Tool Holder Untuk Alur Dovetail Pada Ragum Polman 125 Menggunakan Metode DFMA
Somantri :........ 57
Perbaikan Rancang-Bangun Kopling-Dog Pengendali Roda Traktor- Tangan Polman Bandung
Haris Sayoko, Isa Setiasyah Toha ,'..... 63
Perancangan Coren-Baja Menggunakan Bantuan Perangkat Lunak Simulasi Coran
Solidcast 8.2.5 Studi Kasus pada Produk Link Track
Beny Bandanadjaja ...... .... 71
BIDANG KAJIAN : PERAN(ANGAN DAN PENGEMBANGAN PRODUK MANUF AKTUR
Implementasi Surfaces 3D Scanner Menggunakan Metode Triangulation dan Tesselation
untuk Reverse Engineering Obyek Sederhana
Bolo Dwiartomo. 78
Analisis Simulasi Reinforced Thermoplastic Pipe Dengan Metoda Elemen Hingga Melalui
Pendekatan Pipa Multilayer Menggunakan Perangkat Lunak Rekayasa
Asep Indra Komara. .. ... ... . . ....... ...... ..... . . ... . . ....... ...... ..... ............... ... .. 86
Optimasi Bentuk Pisau Penghancur Limbah Tempurung Kelapa Berbentuk Piringan
Bertakik untuk Mendapatkan Berat Optimum
Aji Gumilar 92
Perancangan dan Pembuatan Prototipe Mesin Pengolah Air Bersih Sistem Mobile untuk
Keadaan Darurat Air
Yuliar Yasin Erlangga.................................................... 98
STEMAN 2014 ISBN 978-979-17047-5-5
Perancangan Konstruksi Portable Bridge dan Alat Bantunya untuk Mobil Perkebunan
(Wintor) dengan Mekanisme Lipat
Adies Rahman Hakim ".. 105
BIDANG KAJIAN :TEKNOLOGI MATERIAL METALURGI
Perbaikan Ketangguhan Meterial Baja Cor Paduan NI-CR-MO Melalui Proses Tempering Ganda
Beny Bandanadjaja. 112
Simulasi Proses Perlakuan Panas Permukaan untuk Mendapatkan Waktu Pemanasan yang Sesuai
Oyok Yudianto. 116
Pengaruh Laju Pendinginan dan Bahan Paduan terhadap Pembentukan Karbida M)C dan Ketahanan Aus Besi Cor EN-JN2019
Kus Hanaldi. 121
Kajian Faktor-Faktor yang Memberi Kesan Proses EDM terhadap AISI H13
Mohamad Shahril Bin Ibrahim.................................................. 126
A Study On Types Pineapple Leaf Fibers (PALF)Reinforced Potylactide (PLA)
Nuru{ Hayati Binti Jamil 131
Analisis Struktur Mikro dan Kekerasan Permukaan Baja ST 37 Carburized melalui Proses Dekarburasi Oleh Air
Muhammad Hilmi Wahhab....................................... 137
Riserless Casting of FCD 500 in Green Sand Mold
Wiwik Purwadi...................................................................... 145
Analisis Kakisan Air pad a Logam dalam Sistem Aliran Dandang
Noor Azlan Bin Ngasman ... ...... .... .. ..... . ... . .... . .. .... . ..... .... .... ....... ...... .... 152
Kajian Prestasi Mata Alat Karbida Bersalut SemasaMelarik Keluli AISI H13 Menggunakan Bendalir Pemotong
Azlan Shah Bin Kamaruddin 158
Analisa Uji Keausan Material ST 37 Hasil Carburizing dan Hardening dengan Menggunakan Mesin Uji Keausan Horizontal
Tri Suger! Gumilar Permana. . . .. . .. .. . . . ......... .. . . .. .... . .. . ..... ... 163
Analisa Perbandingan Kekerasan, Distribusi Kekerasan dan Struktur Mikro Material ST 37 pada Proses Karburasi dengan Metoda Single Quenching dan Direct Quenching
Gerri Rinaldi........................................................................... 169
STEMAN 2014 ISBN 978-979-17047-5-5
Kajian Pengaruh Aditif terhadap Pembentukan Nano Deposite Nikel pada Elektroplating
Baja Karbon Rendah .
Dewi Idamayanti 177
Optimalisasi Desain dan Simulasi pada Coran Blade Turgo- Turbine
RoniKusnowo.............................................................. . . ... . . ......... 182
BIDANG KAJIAN : PROSESDAN TEKNOLOGI MANUF AKTUR
Optimalisasi Proses Pemesinan (N( Milling 3 Axis dengan Menggunakan Metode Taguchi
Benny Hadd/i lrawan................................................. 189
Pengaplikasian CAIP (Computer Aided Inspection Planning) pada Operasi OMM (On
Machine Measurement) dengan Alat Ukur Probe: Sistem Global (AlP
Yogi Muldani Hendrawan.. 195
Pengaplikasian CAIP (Computer Aided Inspection Planning) pada Operasi OMM(On Machine Measurement) dengan Alat Ukur Probe: Rekonstruksi Feature dengan Metode Perbandingan Antara Permukaan
Yogi Muldani Hendrawan.. 202
Pengaruh Minyak Kelapa sebagai Dielektrik Alternatif terhadap Kinerja Edm Diesinking pada Benda Kerja AISI P21
Tjun Mahsunadi.. 208
3 Axis CNC Milling Tool Path Strategy for Machining Spherical Surface
Uyana Binti Norizan.................................................. 216
Pengukuran kesesuaian produk terhadap spesifikasi untuk diameter dan posisi lubang pada bidang datar yang berbeda dan tidak sejajar
Nandang Rusmana...... 222
Analisis Pengaruh Variasi Temperatur Media Quenching Pada Proses Hardening Terhadap Kekerasan Permukaan dan Tingkat Distorsi Baja AISI 1045
Fikry Fauzi Rachman...................................................... 227
The Study Of Mechanical Properties of Laminated Bamboo (Bmb) Strip/Epoxy
Composites
Muhammad Hafiz Bin Kamarudin 234
STEMAN 2014 ISBN 978-979-17047-5-5
OPTIMALISASI DESAIN DAN SIMULASI PADA CORAN
BLADE TURGO-TURBINE
Roni Kusnowo
StafPengajar Program Studi Teknik Pengecoran Logam POLMAN-Bandung JI.Kanayakan 21 Dago Bandung 40135.
Email: roni(ll.•polman-bundunu.ac.id
Abstrak
Dalam proses pengecoran logam, dapat dihitung perbandingan antara berat benda coran dengan berat total dari benda coran termasuk sistem saluran dan penambah, perbandingan ini disebut dengan Yield coran. Untuk mendapatkan hasil Yield dari coran, dapat dilakukan dengan cara mengoptimalkan besar penambah (riser) pada coran. Untuk mendapatkan besar penambah (riser) dari sebuah coran biasanya dicoba dengan beberapa altenatif desain, jika altenatif desain ini dilakukan dengan proses pengecoran yang sebenarnya maka akan membutuhkan waktu dan biaya, untuk itu optimasi penambah (riser) pada benda coran blade turgo turbine ini akan mengunakan alat bantu berupa software. Software magmasofi adalah satu salah satu software yang dapat melakukan simulasi proses pendinginan dan pembekuan mengacu pada kondisi aktual di bengkel pengecoran logam. Beberapa altenatif desain disimulasikan dikomputer, dari hasil penelitian didapatkan yield sebesar 59%, dengan material baja dan berat benda 467 Kg.
Kata Kunci :Desain pengecoran logam, Yield,penambah (riser), Simulasi
1.Pendahuluan
Perencanaan sistem saluran dan
penambah yang optimal akan didapatkan benda
kerja yang tanpa cacat porositas.
Untuk pembuatan coran blade
Turgo-turbine, penulis mengusulkan untuk
menggunakan software untuk membantu proses perancangan coran sebelum realisasi produksi
dimulai.
2. Tinjauan Pustaka
2.1Perancangan Coran
Sebelum proses pembuatan benda coran
diperlukan perancangan coran, yang bertujuan
untuk menghasilkan benda tanpa cacat tuang
seperti tuntutannya, disamping itu perancangan
juga akan memberikan kemudahan dan
keseragaman dalam pembuatan benda coran.
2.2 Kecepatan pendinginan dan perhitungan·
modul
Laju pendinginan coran atau waktu
pembekuan tergantung dari sifat termal cetakan,
temperatur penuangan juga bentuk dan dimensi
coran. Dengan mengasumsikan sifat termal
cetakan dan temperatur penuangan konstan, laju
pendingan hanya tergantung pada bentuk dan
dimensi coran. Efek dimensi dijabarkan dengan
modulus. Modulus adalah perbandingan dari
volume terhadap luas permukaan pendinginan.
volume V
Modulus
= ---
=
-luas permukaan A
[cm] (1)
2.3 Modulus untuk benda bentuk sederhana
Untuk bentuk-bentuk sederhana
dirumuskan menjadi sebagai berikut :
1. Kubus 2.Plat 3.Batang 4.Silinder 5. Balok 182 b M
=
-
(panjang> 5b) ..(4) 4 ,,~d / /,0'1=t'
M e....:·L
:
(panjang >5e 2(e+f) d M='
4
(panjang > 5d)....(5) ...(6)~I
(f< 5e)STEMAN 2014
Untuk benda yang mendekati bentuk batang rumusan
modul akan menjadi
Luas penampang potong
Modulus
=
----''----'---=--=----=--Keliling /epas panas K
A
....(7)
2.4 Penambah
Penyusutan cair dan kristalisasi
menyebabkan sebuah rongga, penyusutan ini
dapat ditemui berupa cekungan pada benda atau
rongga susut dalam benda. Rongga susut
biasanya baru terlihat setelah benda tersebut
mengalami proses permesinan.
Untuk menghindari hal tersebut, diperlukan
suatu pasokan cairan tambahan. Cairan
tambahan ini akan mengisi rongga-rongga yang
terjadi karena penyusutan. Cairan tambahan ini
ditempatkan pada penambah (riser). Penambah
harus tetap dalam keadaan cair selama proses
pemadatan pada benda berlangsung. Dengan
kata lain penambah harus mempunyai modulus
yang lebih besar daripada benda.
Suatu sistem penambah terdiri dari penambah
dan leher penambah. Leher penambah
merupakan sa luran penghubung antara
penambah dan benda coran. Pendinginan yang
terjadi diatur sedemikian rupa sehingga
berurutan sebagai berikut : benda coran, leher
penambah, penambah.
Sesuai dengan urutan pembekuan, maka
modulus diatur :
Benda coran : Leher penambah : Penambah
=
I:1,1 : 1,2
2.5 Perhitungan Penambah
2.5.1 Perbandingan Modul
Mcoran : M leher penambah: Mpenambah = I:
1,I : 1,2
2.5.2 Penentuan Diameter Penambah
Tip Diameter Volume
e Penambah penambah
1 D
=
5,98. Mp V= 1,06. DT2 D
=
4,91. Mp V= 1,16. D'3 D
=
4,53. Mp V= 1,04. DJTabel 1. Tlpe penambah
2.5.3 Ukuran Leher Penambah
Dip ., 4 . MIPW
Dip :Diameter leher penambah /
bentuk bujur sangkar leher penambah.
ISBN 978-979-17047-5-5
ejl :Effisiensi area lepas panas pada leher
penambah.
2.6 Software
Penelitian ini menggunakan Software
magmasoft merupakan salah satu program
simulasi untuk menganalisa panas yang terjadi
pada coran. Dari program ini dapat dianalisa
hasil penuangan dan hasil pembekuan.
Software ini dapat dimanfaatkan secara
maksimal untuk memverivikasi desain yang
telah kita buat, mendapatkan yield yang casting
yang optimal dan memprediksi potensi cacat
coran yang yang mungkin timbul.
3.Penelitian
3.1 Langkah penelitian
Penelitian dimulai dari gambar teknik
yang kemudian diubah menjadi gambar
pengecoran (desain pola), langkah selanjutnya
dalah merencanakan desain pengecoran yang
terdiri dari :
a. Perhitungan volume'benda
b. Perhitungan modul benda
C. Perhitungan besar penambah (riser)
untuk mengkompensasi penyusutan
cairan
d. Perhitungan system sa luran
3.2 Penggambaran 3D blade Turgo-turbine
Dari Gambar 3.1 D memperlihatkan
hasil gambar teknik 3D dari Blade Turgo
STEMAN 2014
Turbine
Gambar 1. 3D Blade Turgo Turbin dan rancangan coran
3.2 Perhitungan Volume benda
Dari gambar 3D Solidworks, didapat volume benda 60256410,3 mm' dengan p=7,8Kgldm3, 'dihasilkan berat benda ~ 470 Kg
3.3 Perhitungan Modul
Perhitungan dilakukan dengan tujuan menentukan letak paling panas pada coran,
menentukan urutan pembekuan, menentukan besar penambah, menentukan letak penambah, dan menentukan jurnlah penambah. Perhitungan dilakukan pada bagian tengah dan samping benda.
ISBN 978-979-17047-5-5
Untuk bagian tengah benda,
Luas penampang potong
Modulus = _---' -=--_--'C
-Keliling Iepas panas
modulI,
23098.25
---=3.4
679.5 Untuk bagian samping benda, modul 2,
Luas penampang po tong 6256.25
Modulus = = =1.9
Keliling lepas panas 336.4
3.3 Perhitungan Penambah (riser)
Jika perbandingan dari modul benda cor, modul leher penambah, dan modul penambah = 1: 1,1 : 1,2
Bagian tengah, Bagian samping,
M=3.4 M=1.9
M leher penambah = M leher penambah = 1,1.3.4 = 3.74 1,1.1.9 = 2.09
Mpenambah = Mpenambah =
1.2. 3.4 = 4.08 1.2.1.9 = 2.28 Penambah standar Penambah standar
tvpe Il
.
..ty}Je D Dp=4,91 . Mp Dp=4,91. Mp Dp = 4,91 .4.08 = 20 Dp = 4,91. 2.28 = 11.2cm=200mm ~ 12 cm =120 mm
Volume penambah Volume penambah V = 1.16. DO[dml V = 1.16. D' [dm] V = 1.16. 8 = 9.28 V = 1.16 . 1,728=2
dm3 dm'
Ukuran leher Ukuran leher
penambah penambah
Dia = 10,58 em Dia =5,9 ~ 6, atau 6 X 5,8cm
Tabel2. Perhitungan penambah 3.4 Perhitungan Sistem Saluran
Penentuan pengaruh gesekan terhadap aliran = 0,5. Hal ini disebabkan banyaknya belokan sistem saluran dan tajamnya belokan tersebut.
Semakin kasar permukaan cetakan, semakin tajam dan banyak belokan akan semakin menghambat kemampuan alir.
Perhitungan waktu tuang, dipakai rumus
. '0' yang mengacu pada berat benda, 1p= 1,25 .
.
JW
. :-.,~ /ModlJl1 = t,= 1,25 .30,56 =38,2 detik
.
. -
3J;m:
-
'
>
"
~
\
Setelah waktu tuang dihasilkan, langkah:',;.rl'~ "::- . ..:« ....~.~.. selanjutnya adaIah penentuan tinggi saluran
1I
(
-
:
~::j;
"
'
~
"
~
-rJloooI2turun,dimana tinggi ini sarna dengan tinggit '. . _.' rangka cetak dari cetakan. , Tinggi hidrolis =
.-' 1- '-- - . _--.- . 400 mm, ketinggian hidrolis sarna dengan tinggi
.--- ---..---.--- antara permukaan cairan di cawan tuang.
Gambar 2. perhitungan modul turgo turbin Penentuan jurnlah saluran masuk = 10 buah,
hal ini diharapkan cairan dapat memasuki
STEM AN 2014
rongga cetak dengan cepat dan seragam dari
berbagai arah coran.
Maka luas saluran masuk = n. Asm = 22,6G
~.p.tp .
.
Jh
[ern']
=
22,6x267=
11,20 [em2]0,5x7,8x38,2x.J400
Luas penampang saluran masuk telah
diketahui, maka luas penampang saluran terak
dan sa luran turun dapat dihitung dari
perbandingan luas penampang untuk bahan baja
Aturun : Aterak : Amasuk
=
1 :2 : 2, maka A1urun : A1erak : Amasuk = 11,20 :
22,4 :22,4 [em2]
Setelah luas dari saluran masuk, saluran
terak atau pembagi, dan saluran turun diketahui,
maka untuk mendapatkan dimensi penampang
masing masing saluran yaitu :
Saluran masuk
• Sesuai dengan pnnsip dasar peletakan
saluran masuk, dimana lebar saluran
masuk
±
4 x tebalnya, rnaka didapatkana
=
22,4=
0,75 [em], Jika a=
0,75 makaIOx4
b=4xa=4x 0,75 =2,99 [em]
Saluran terak atau pembagi
• Perbandingan untuk bahan baja Aturun:
Aterak :Amasuk
=
1:2 :2, maka• Aturun : Aterak :Amasuk
=
11,20 :22,4 :22,4 [em2]
• Sesuai dengan prinsip dasar peletakan
saluran terak atau pembagi, dirriana
Tinggi penampang =1,5xlebar,
didapatkan
a= ~22.4X% =5,80[em]
• Jika a
=
5,80 maka h= 1,5 x 5,8=
8,7{em} Saluran turun
•
Perbandingan untuk bahan baja Atwtin:Aterak : Amasuk = I :2 : 2, maka
Aturun : Aterak : Amasuk = 11,20:22,4 :
22,4 [em2]
Diameter saluran turun = 4x 11,20=3,78
3,14
•
•
[em]
4. Simulasi menggunakan software
4.1 Simulasi desain 1 ISBN 978-979-17047-5-5 IT""'"1; -r..., lZ'>' "" "'" ''''' ,.00;, ,....
,
.
,
.
,."
,.•.' 1.1'"'.4:-.,,'
Mf :~; ~ [7 X -, . 1~"" M4wAGambar 4.1.1 Modul coran simulasi ke-2 Modul eoran pada daerah terpanas, pada bagian tengah antara 3.255-2.853 em, sedangkan pada bagian samping benda eoran 2.250-2.049
em, modul hasil perhitungan untuk bagian
tengah 3.4 em, sedangkan bagian samping benda
1.9 em. Hal ini membuktikan bahwa pada dua
daerah tersebut membutuhkan suplai eairan.
• Porositas (rongga susut)
,
.
.
".
.
". :-u 'It.
..
'1.1 .•.. q.'~
.
"" :u 1.1 r,,•
.
.
.
t
.
'
.
Gambar 4.1.2 Porositas simulasi ke-I
Caeat rongga susut terjadi pada bagian tengah dan samping, pada bagian gambar diatas tampak tingkat porositas yang terjadi antara 50-42.9 %. Rongga susut terjadi pada permukaan
eoran, hal ini diasumsikan eoran pada bagian
atas akan mensuplai kebutuhan eairan pada
bagian bawah, sehingga eaeat terjadi pada
permukaan benda, tampak terjadi penurunan
bentuk pada permukaan eoran pada bagian
samping dan tengah, hal ini membuktikan
bahwa pada kedua daerah tersebut perlu adanya
penambah untuk mensuplai kebutuhan eairan
pada dua daerah tersebut sehingga diharapkan
permukaan benda tetap rata.
4.2 Simulasi desain 2
Simulasi kemudian dilanjutkan dengan
peraneangan ke-2, peraneangan ke-2 hanya
menggunakan penambah saja, diperoleh dimensi
penambah samping
=
120 mm, dan penambahSTEMAN 2014
tengah 200 mm. Karena tidak menggunakan
sistem saluran, eairan diasumsikan masuk dari penambah atas, dan hasilnya dapat dilihat di bawah ini: • Modul Coran , •••. _, ••• ".• '.," j FUDMOO "'" r",,·
.
.". ~_'II: :.WJ ;.~,
.... u"..
.
•
,..•. UII 1./ill l'" tOlt 1.;71 1.04;Gambar 4.2.1 Modul eoran simulasi ke-2
Dari modul eoran diperoleh bahwa modul
daerah penambah samping 2.790-2.497 em, dan modul pada penambah tengah 4.548-4.255 em.
Tampak arah pembekuan eoran yang sudah
terarah, dari penambah
,p4
ISBN 978-979-17047-5-5
diameternya menjadi 140 mm dan penggunaan pasir eromite sebagai bahan .untuk inti tengah diharapkan pasir erornite dapat menyerap panas lebih besar dibandingkan dengan pasir inti COb
hasilnya: •_H,•• ,Modul Coran
Ii,"
W'M' "I.•••.
,.'" "J~ )11' UII Ufl ,•..
l.1U ,~, U'" 1•••••• 1."IIJ , 1.
.
nl..
.•.,. / , ---"Gambar 4.3.1 Modul eoran simulasi ke-3
Dari modul eoran diperoleh bahwa modul
daerah penambah samping 2.784-2.502 em, dan modul pada penambah tengah 3.913-3.631 em.
'"
.
•
.
', '" 1U n.•..
, nl ,.
.
".
.
"r•.1 'u,.
.
.
•0.....
y~\.••• >~ Gambar. 4.3.2 Porositas simulasi ke-3
ff='"'::"
============
=
=
!.
h
~'
$/
~Q,.~
da·
~
·
·~
raneangan ke-3 hasil simulasi. IIenunjukkan tidak adanya eaeat rongga susut, Gambar 4.2.2. Prorositas rancangan ke-2
sehingga raneangan ke-3 diharapkan bisa
dijadikan tolak ukur peraneangan penambah pembuatan eoran turbin turgo.
Hasil raneangan ke-2 apabila eoran dipotong arah vertikal terdapat porositas dibawah
penambah bagian tengah dan apabila eoran
dipotong arah horisontal terdapat rongga susut didepan penambah samping. Caeat ini kalau diperhatikan hanya didaerah sekitar penambah,
baik dibagian tengah, maupun dibagian
samping.
4.3 Simulasi desain 3
Simulasi raneangan ke-3 dilakukan sebagai perbaikan simulasi raneangan ke-2, posisi penambah tetap, penambah samping diperbesar
4.4 Simulasi desain 4
Raneangan ke-4 dilakukan dengan
menggabungkan antara raneangan ke-l dengan raneangan ke-3, yaitu raneangan eoran dengan
sistem saluran digabung dengan raneangan
penambah, hasilnya :
186
,to.a !f/.~1•
..
.
nu, n.••
.
.
, •....•.
.
.
.
.
.
.
.
_".r...
1"." ,.... ,.t.
.
.
1_ ..
xSTEMAN 2014 • Modul Coran t." ••
..
.
••., '0,,, <t.nlC L'" ...•.. "1' rtv, '--1' '.Nt .. -I..'" 1.•••• l I".•..,
.
J
!
!I
"- M~Gambar. 4.4.1 Modul coran simulasi ke-4
Dari modul coran diperoleh bahwa modul
daerah penambah samping 2.892-2.630 em, dan modul pada penambah tengah 3.680-3.155 em.
Tampak kemampuan penambah samping dan
tengah berfungsi untuk mensuplai coran.
• Porositas (rongga Susut)
••••..F" '"'' In.' !I'~1 " •.t '.~~~ U:I Rl ,u.,z.s ,
..
'" ll.• I,U 1.1.
.
Gambar. 4.4.2 Porositas simulasi ke-4 Hasil simulasi ke-4 menghasilkan rancangan coran yang bebas dari porositas atau rongga susut. Untuk itu rancangan ke-4 bisa dijadikan referensi untuk proses produksi selanjutnya. 5. Kesimpulan
Dalam kasus ini blade turgo turbin yang beratnya 470 kg jika terjadi kegagalan dalam produksi, biaya yang telah dikeluarkan relatif besar.
Dari hasil simulasi menggunakan software,
rancangan coran untuk blade turgo turbin
terlihat pada gambar 7.
• Perancangan coran runner turbin turgo,
menggunakan 5 buah saluran masuk, satu
saluran terak yang dihubungkan dengan
saluran turun. Penambah menggunakan jenis
penambah samping dan penambah atas,
digunakan 5 buah penambah samping dan dua buah penarnbah atas.
187
ISBN 978-979-17047-5-5
Gambar 7. Rancangan coran Blade Turgo Turbin
• Didapat basil' simulasi coran
menggunakan Sofware yang tanpa cacat porositas. Sofware sangat membantu
dalam perancangan coran untuk
mendapatkan hasil coran yang bagus
tanpa harus mengeluarkan biaya yang mahal, sehingga biaya produksi dapat ditekan. Dalam kasus ini runner turbin turgo yang beratnya 467 kg, jika terjadi kegagalan dalam produksi, biaya yang telah dikeluarkan relatifbesar.
• Rancangan ke-3 memiliki nilai yield
yang paling besar, sehingga bisa
dijadikan acuan proses produksi,
walaupun secara ideal rancangan ke-4
lebih baik dijadikan acuan proses
produksi.
• Laju hasil atau Yield yang dihasilkan
berdasarkan rancangan ke-3 sebesar
59% Daftar Pustaka
[1) R. Wlodawer. Directional Solidification of Steel Casting. Pergamon Press
[2) Beeley, PRo 1972. Foundry Technology.
Butterworth Scientific London. [3) 2000, Magmasoft Training Manual