6
PENGGUNAAN METODE SANDCASTING PADA PENGECORAN LOGAM
Rissetridharma Simanjuntak1, Erwin Gustianta2
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Tridharma1,Perumda Tirta Manuntung2 Email : [email protected]1, [email protected]2
ABSTRAK
Pengecoran logam adalah proses di mana logam cair panas dituangkan ke dalam cetakan yang berisi potongan berlubang atau rongga dengan bentuk jadi yang diinginkan. Cetakan ini bisa terbuat dari pasir, logam atau pun keramik. Umumnya industri kecil maupun industri menengah yang bergerak di bidang pengecoran logam, menggunakan teknologi sederhana yaitu pengecoran cetakan dari pasir (sand casting). Sand Casting, jenis pengecoran dengan menggunakan cetakan pasir. Jenis pengecoran ini paling banyak dipakai karena ongkos produksinya murah dan dapat membuat benda coran yang berkapasitas berton–ton. Jurnal membahas tentang pengecoran dengan metode sand casting. Pada sand casting, proses pengerjaan diawali dengan pembuatan pola.
Pola tersebut kemudian dipakai untuk membuat cetakan yang terbuat dari pasir. Pemilihan pasir cetak harus sesuai beberapa kriteria agar dapat digunakan sebagai bahan pembuat cetakan. Cetakan pengecoran pasir yang baik sangat menentukan keberhasilan proses pengecoran pasir. Artinya, hal pertama yang diperlukan agar proses pengecoran pasir berhasil adalah cetakan pengecoran pasir yang baik. Cetakan yang baik memiliki beberapa bagian yang bekerja sama untuk mencapai produk akhir.
Kata Kunci : pengecoran, metode, sandcasting, pasir, cetakan
ABSTRACT
Metal casting is a process in which hot molten metal is poured into a mold that contains a perforated piece or cavity with the desired finished shape. This mold can be made of sand, metal or ceramic. Generally, small and medium-sized industries engaged in metal casting use simple technology, namely sand casting. Sand Casting, a type of casting using sand molds. This type of casting is the most widely used because it is cheap to produce and can make castings with a capacity of tons. The journal discusses casting with the sand casting method. In sand casting, the process begins with making a pattern. The pattern is then used to make molds made of sand. The selection of molding sand must meet several criteria so that it can be used as a mold making material. A good sand casting mold will determine the success of the sand casting process. That is, the first thing needed for a successful sand casting process is a good sand casting mold. A good mold has several parts that work together to achieve the final product.
Key words : casting, method, sandcasting, sand, mold
PENDAHULUAN
Dalam era pembangunan, pengecoran logam menjadi penting untuk menunjang pembangunan industry ataupun manufaktur.
Indonesia menjadi salah satu negara industri yang berkembang memiliki ragam kekayaan alam termasuk logam. Diharapkan masyarakat memiliki kemampuan dalam menghasilkan
produk hasil peleburan logam untuk ragam keperluan sendiri dari hasil peleburan logam tersebut. Hal ini juga berguna mengurangi masuknya barang-barang impor ke indonesia maka dari itu melalui proses peleburan logam sendiri dapat dikembangkan produk-produk dengan skala besar maupun skala kecil. Upaya teknologi tepat guna sebagai pengembangan di
7 berbagai sector industri merupakan salah satu
upaya efektif membuka lapangan kerja dan mengurangi pengangguran.
Proses pengecoran pada dasarnya ialah penuangan logam cair ke dalam cetakan yang telah terlebih dahulu dibuat pola, hingga logam cair tersebut membeku dan kemudian dipindahkan dari cetakan.(Dieter, G. E.,1987).
Umumnya industri kecil maupun industri menengah yang bergerak di bidang pengecoran logam, menggunakan teknologi sederhana yaitu pengecoran cetakan dari pasir (sand casting).
Sand Casting, jenis pengecoran dengan menggunakan cetakan pasir. Jenis pengecoran ini paling banyak dipakai karena ongkos produksinya murah dan dapat membuat benda coran yang berkapasitas berton–ton. Jurnal membahas tentang pengecoran dengan metode sand casting.
METODE PENELITIAN
Pengecoran logam adalah proses di mana logam cair panas dituangkan ke dalam cetakan yang berisi potongan berlubang atau rongga dengan bentuk jadi yang diinginkan.
Cetakan ini bisa terbuat dari pasir, logam atau pun keramik. Logam tersebut dibiarkan mendingin dan mengeras menjadi bentuk yang diberikan oleh cetakan tersebut dan kemudian dikeluarkan dari cetakan dengan cara memecahkan atau memisahkan cetakan. Ada banyak teknik pengecoran logam yang dapat dipilih. Pemilihan teknik pengecoran ini tergantung pada logam yang digunakan, ukuran proses, dan kompleksitas pengecoran. Umumnya dapat dibagi menjadi dua kelompok berdasarkan sifat dasar desain cetakan. yaitu cetakan sekali pakai dan cetakan permanen. Untuk bahasan jurnal penulis membahas mengenai efektivitas penggunaan cetakan sandcasting pada pengecoran logam . metode penelitian bersifat deskriptif naratif, dimana pengumpulan data juga dilakukan berdasarkan studi kualitatif.
Proses pengecoran meliputi pembuatan cetakan, persiapan, peleburan logam, penuangan logam cair ke dalam cetakan, pembersihan coran, dan proses daur ulang pasir cetakan.
Produk pengecoran disebut coran atau benda cor. Berat coran itu sendiri berbeda, mulai dari
beberapa ratus gram sampai beberapa ton dengan komposisi yang berbeda, mulai dari beberapa ratus gram sampai beberapa ton dengan komposisi yang berbeda dan hamper semua logam atau paduan dapat dilebur dan dicor.
Proses pengecoran dapat dibedakan dalam proses pengecoran dan proses percetakan.
Pada proses pengecoran tidak digunakan tekanan sewaktu mengisi rongga cetakan, sedang pada proses pencetakan logam cair ditekan agar mengisi rongga cetakan, karena pengisian logam berbeda, cetakan pun berbeda, sehingga pada proses percetakan cetakan secara umum terbuat dari logam. Pada proses pengecoran cetakan biasanya dibuat dari pasir meski ada juga yang menggunakan pula plaster, lempung, keramik atau bahan tahan api lainnya. Proses Pengecoran ada beberapa macam , yaitu:
1) Traditional Casting (Teknik tradisional):
Sand-Mold Casting, Dry-Sand CastingShell-Mold Casting,Full-Mold Casting, Cement-Mold Casting, Vacuum-Mold Casting.
2) Contemporary Casting (Non- Traditional): High-Pressure Die Casting, Permanent-Mold Casting, Centrifugal Casting,Plaster-Mold Casting, Investment Casting, Solid-Ceramic Casting
Ada enam langkah dalam proses ini:
a) Tempatkan pola di pasir untuk membuat cetakan (Place a pattern in sand to create a mold).
b) Menggabungkan pola dan pasir dalam sistem gating (Incorporate the pattern and sand in a gating system).
c) Hapus pola (Remove the pattern).
d) Mengisi rongga cetakan dengan logam cair (Fill the mold cavity with molten metal).
e) Memungkinkan logam dingin (Allow the metal to cool).
f) Melepaskan cetakan pasir dan menghapus casting (Break away the sand mold and remove the casting).
Metode Sand casting ialah proses pengecoran dengan cetakan tidak permanen yang menggunakan pasir sebagai material utama pembuat cetakannya. Sand casting merupakan proses pengecoran logam yang dapat dijumpai
8 dalam skala industri rumahan, hal ini didukung
dengan persiapan dan pelaksanaan pengerjaannya yang murah dan sederhana. Pada sand casting, proses pengerjaan diawali dengan pembuatan pola. Pola tersebut kemudian dipakai untuk membuat cetakan yang terbuat dari pasir.
Pemilihan pasir cetak harus sesuai beberapa kriteria agar dapat digunakan sebagai bahan pembuat cetakan. Pasir cetak pada pengecoran logam tidak semua nya dapat digunakan sebagai media cetakan, pasir yang dapat digunakan memiliki kriteria sebagai berikut :
1. Mempunyai sifat mudah dibentuk 2. Permeabilitas (mampu alir gas)
3. Tahan terhadap temperature logam cair selama penuangan.
4. Memiliki kemampuan hancur yang baik, saat pembongkaran cetakan lebih mudah pasir tersebut hancur agar mempermudah proses selanjutnya.
Beberapa cetakan pasir :
a) Cetakan pasir greensand b) Cetakan pasir CO2
c) Cetakan pasir semen proses d) Cetakan pasir furan
Keunggulan cetakan pasir diantaranya, dapat mencetak logam dengan titik lebur yang tinggi seperti baja,nikel,aluminium, dapat mencetak benda cor dari ukuran kecil sampai ukuran besar, Jumlah produksi yang cukup besar
HASIL DAN PEMBAHASAN
Proses pengecoran pada dasarnya ialah penuangan logam cair kedalam cetakan yang telah terlebih dahulu dibuat pola, hingga logam cair tersebut membeku dan kemudian dipindahkan dari cetakan tersebut. Ada empat faktor yang berpengaruh atau merupakan ciri dari proses pengecoran, yaitu : 1) Adanya aliran logam cair ke dalam rongga cetak. 2) Terjadi perpindahan panas selama pembekuan dan pendinginan dari logam dalam cetakan. 3) Pengaruh material cetakan. 4). Pembekuan logam dari kondisi cair. Menurut jenis cetakan yang digunakan proses pengecoran dapat diklasifikan menjadi dua katagori :
a. Pengecoran dengan cetakan sekali pakai.
b. Pengecoran dengan cetakan permanen.
Pada proses pengecoran dengan cetakan sekali pakai, mengeluarkan produk corannya cetakan harus dihancurkan. karenanya dibutuhkan cetakan yang baru untuk setiap pengecoran baru, sehingga laju proses pengecoran akan memakan waktu yang relatif lama. Tetapi untuk beberapa bentuk geometri benda cor tersebut, cetakan pasir dapat menghasilkan coran dengan laju 400 suku cadang perjam atau lebih. Pada proses cetakan permanen, cetakan biasanya terbuat dari material logam, sehingga dapat digunakan berulang-ulang. Dengan demikian laju proses pengecoran lebih cepat dibanding dengan menggunakan cetakan sekali pakai, tetapi logam coran yang digunakan harus mempunyai titik lebur yang lebih rendah dari pada titik lebur logam cetakan.
Gambar 1 Sandmold Casting
Cetakan pengecoran pasir yang baik sangat menentukan keberhasilan proses pengecoran pasir. Artinya, hal pertama yang diperlukan agar proses pengecoran pasir berhasil adalah cetakan pengecoran pasir yang baik. Cetakan yang baik memiliki beberapa bagian yang bekerja sama untuk mencapai produk akhir. Di bawah ini adalah bagian-bagian dari cetakan pengecoran pasir;
1. Pattern (Pola)
Merupakan bagian penting dari proses pengecoran pasir. karena ini adalah langkah pertama membuat cetakan, yang merupakan inti dari proses. pola adalah komponen pertama yang diproduksi selama proses pengecoran pasir.
2. Mold (Cetakan)
Mold biasanya dibuat dari pola. Merupakan fitur desain produk akhir.
3. Core (Inti)
Core atau inti adalah bentuk pasir. Biasanya dimasukkan ke dalam cetakan. Peran inti adalah
9 untuk membentuk interior casting untuk
membuat lubang, inti juga dikenal sebagai bagian. Bagian ini biasanya dibuat dari pasir cetak karena pasir dapat diguncang keluar dari pengecoran setelah logam cair mendingin dan mengeras.
4. the core print (Cetakan inti)
Merupakan daerah yang ditambahkan ke pola atau cetakan. Perannya adalah untuk menemukan dan mendukung inti. Biasanya terletak di dalam cetakan.
5. the molding sands (Pasir cetakan)
Pasir yang digunakan untuk membuat cetakan.
Pasir biasanya disiapkan di mullers. Muller mencampur pasir dengan bonding agent dan air.
Kombinasi ini membantu pasir menahan tekanan dari menuangkan logam cair. Ini berarti pasir tidak akan mengendur ketika logam cair mengenainya.
6. furnace (tungku)
Ini adalah bagian di mana logam atau bahan produk dilebur. Perlu dicatat bahwa pengecoran pasir melibatkan logam dengan titik leleh tinggi, seperti nikel, titanium, dan baja. Oleh karena itu, suhu di tungku biasanya sangat tinggi. Dalam beberapa kasus, suhu di tungku dapat disesuaikan tergantung pada bahannya.
7. Shakeout station (Stasiun shakeout)
Komponen ini menggunakan teknik serupa getaran untuk mengibaskan pasir setelah logam cair mendingin dan memadat. Aerator digunakan di dalam stasiun pengocok untuk mengendurkan pasir. Aerator membuat pasir lebih cocok untuk proses pencetakan. Pasir yang dibuang pada bagian ini dikembalikan ke tempat penyimpanan, di mana dapat digunakan kembali.
Gambar 2 Proses Sand Casting
Dari gambar 2 diatas dilihat alur proses sand casting, Beberapa bagian dari drag diisi dengan pasir. Core, core print, dan sistem gating ditempatkan di dekat garis perpisahan. Cope dan drag dirangkai lalu pasir dituangkan pada bagian cop yang meliputi pattern, core dan gating system. Pasir kemudian dipadatkan oleh getaran dan proses mekanis lainnya. Setelah ini, cop dihilangkan dari drag. Polanya dihilangkan.
Perawatan dilakukan agar pola dihilangkan tanpa merusak rongga cetakan. Hal ini dapat diatasi dengan merancang draft, yang biasanya minimal 1° atau 1,5 mm (0,060 in), semakin kasar permukaan pola, maka semakin banyak draft yang akan diberikan.
Pada proses Sand Casting logam cair dituangkan ke dalam cawan tuang sebagai bagian dari sistem gating yang membawa material cair ke rongga cetakan. Sprue adalah bagian vertikal dari sistem gating yang terhubung ke cangkir tuang. Sedangkan bagian horizontal disebut Runners. Selain itu, ada perluasan ke sistem gating yang disebut ventilasi yang memfasilitasi pelepasan gas yang terbentuk dan udara yang dipindahkan ke atmosfer.
Cavity (Rongga) biasanya berukuran lebih untuk memungkinkan kontraksi logam saat mendingin ke suhu kamar. Untuk memperhitungkan penyusutan, pola juga harus dibuat lebih besar. Kelonggaran penyusutan hanya dapat diperkirakan, karena kelonggaran yang tepat hanya ditentukan oleh bentuk dan ukuran coran. Namun, berbagai bagian pengecoran mungkin memerlukan penyisihan penyusutan yang berbeda.
Proses pengecoran (casting) memiliki keuntungan tertentu dibandingkan dengan proses pembentukan lainnya seperti penempaan, pengelasan, stamping, rolling, ekstrusi, dll.
Alasan keberhasilan proses pengecoran adalah:
1) Karena sifat fisiknya, beberapa logam hanya dapat dicor karena tidak dapat dimodelkan kembali menjadi batangan, batangan, pelat, atau bentuk lainnya.
2) Mudah beradaptasi dengan persyaratan produksi massal. Sejumlah besar casting yang diberikan dapat diproduksi dengan cepat. Sebagai contoh; di industri otomotif ada produksi besar-besaran blok mesin cor dan kotak transmisi.
10 3) Dapat berupa paduan logam ringan tertentu
karena kekuatan dan kelemahannya masing- masing, hanya dapat diproduksi sebagai coran.
4) Menunjukkan kualitas bantalan yang sangat baik.
Casting juga memiliki kelemahan, yaitu : 1) memerlukan kontrol dan pemantauan proses
yang ketat,
2) porositas penyusutan dapat terjadi proyeksi logam,
3) terjadi cacat ,retak, inklusi
4) pemakaian terbatas untuk coran medium dan besar dalam laju produksi rendah atau medium.
5) Kualitas pasir harus bagus , biaya tidak sedikit
Pada metode pengecoran sand casting memiliki keuntungan, yaitu :
1) menghasilkan produk yang identik dengan harga murah,
2) menghasilkan objek presisi yang tidak mungkin dalam proses lain.
3) Ukuran objek asli yang akan dicor (pola).
Ada berbagai jenis pola yang digunakan pada proses pengecoran pasir.
4) Kualitas permukaan akhir.
5) Detail, kerumitan desain.
6) Jumlah coran yang dibutuhkan untuk diproduksi.
7) Biaya rendah
KESIMPULAN
1) Pengecoran pasir adalah teknik yang sangat menguntungkan karena ukuran bagian tidak membatasinya.
2) Selama cetakan sesuai dibuat, dapat membuat bagian dari berbagai ukuran.teknik ini sederhana dan dapat digunakan untuk membuat bagian yang kompleks.
3) Metode sand casting efektif dalam pembuatan cetakan skala besar dan hemat.
DAFTAR PUSTAKA
Amstead B.H, Philips F. Ostwald, Myron L.
Begeman, 1979, “Manufacturing Processes”, 7th edition, John Willey &
Son Inc, New York.
HC. Kazanas, Glenn E. Baker, Thomas G.
Gregor., 1992, “Basic Manufacturing Process”, McGraw-Hill, Westerville, Ohio.
Kenneth G. Budinski, Michael K. Budinski, 1999, “Engineering Material”, sixth edition, Prentice Hall International Inc., New Jersey.
Mikell P. Groover, (1996), “Fundamental of Modern Manufacturing”, Prentice-Hall, Inc., New Jersey.
Campbell, John (2003), Casting (edisi ke-2nd), Butterworth-Heinemann, ISBN 0-7506- 4790-6.
Surdia, Tata dan Saito, Shinroku, 2005 Pengetahuan Bahan Teknik, PT.
Pradnya Paramita, Jakarta
Tata Surdia., Prof. Ir, M.Sc.Met dan Kenji Chijiiwa, Prof. Dr, Teknik Pengecoran Logam, Jakarta, 1982.
http://www.themetalcasting.com/sandcasting.ht ml.
https://www.coadengineering.com/the- components-of-the-sand-casting- process/
