1 BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Industri pengecoran logam tumbuh seiring dengan perkembangan teknik dan metode pengecoran serta berbagai model produk cor yang membanjiri pasar domestik. Produk cor banyak kita jumpai mulai dari perabotan rumah tangga, komponen otomotif, pompa air sampai propeler kapal. Permintaan pasar akan produk logam cor yang prospektif dan luas ini, kurang diimbangi dengan peningkatan kualitas produk yang dihasilkan sehingga banyak kita jumpai produk dengan kualitas yang rendah yakni banyaknya cacat yang timbul pada produk cor khususnya pada pengecoran menggunakan cetakan pasir, salah satunya yaitu cacat permukaan [1].
Cacat permukaan tersebut dipengaruhi oleh banyak hal salah satunya adalah desain sistem saluran yang kurang baik. Sistem saluran pada cetakan pasir meliputi cawan tuang, saluran turun (sprue), dam atau waduk, saluran pengalir (runner), saluran penambah (riser), dan saluran masuk (ingate) [2]. Penelitian ini akan mendalami tentang letak saluran masuk (ingate). Saluran masuk memiliki peranan penting karena merupakan saluran dimana logam cair akan masuk ke rongga cetakan. Telah banyak dilakukan upaya penelitian secara meluas untuk mempelajari pengaruh perancangan sistem saluran pada pola aliran logam cair saat memasuki cetakan. Penelitian-penelitian tersebut menunjukkan bahwa kerugian-kerugian pada pengecoran seperti: turbulensi pada aliran logam cair, udara yang terjebak, inklusi pasir, lapisan oksida danterak dapat diantisipasi dengan perancangan saluran yang optimal [3].
2 desain grafis tiga dimensi ini mampu menampilkan suatu produk atau hasil akhir seperti benda sesungguhnya sebelum proses pembuatan benda kerja dilakukan sehingga suatu produk dapat diketahui bentuk dan dan dapat dianalisa karakteristiknya sebelum diproduksi [4].
Taufik dan Slamet (2010) melakukan penelitian terhadap pengaruh model saluran tuang pada cetakan pasir terhadap hasil cor logam. Metode penelitian yang digunakan adalah menerapkan model saluran tuang tipe offset basin dan offset stepped basin. Hasil penelitian yang menggunakan pemeriksaan mikrografi
menunjukkan menggunakan cawan tuang offset basin maupun offset stepped basin dapat menghasilkan coran logam dengan cacat porositas lebih kecil dibandingkan tanpa menggunakan cawan tuang [5].
Roziqin, dkk. (2004) melakukan penelitian tentang pengaruh bentuk sistem saluran terhadap sifat mekanis pada paduan aluminium. Sistem saluran yang digunakan yaitu saluran tuang permukaan, saluran tuang atas dan saluran atas dengan saluran penambah. Hasil pengecoran menunjukkan bahwa sistem saluran tuang atas paling banyak mengalami cacat penyusutan, cacat porositas dan memiliki tingkat kekerasan yang paling rendah [6].
Hafid, dkk. (2011) melakukan penelitian yaitu berupa simulasi terhadap produk pengecoran inlet manifold yang dibuat dari material aluminium AC2B dengan metode permanent mold gravity casting dengan variasi penambahan riser menggunakan software simulasi Adstefan. Hasil penelitian menunjukkan terjadinya penurunan turbulensi aliran sebelum dan sesudah penambahan riser yang menyebabkan penurunan shrinkage yang awalnya sebesar 10% berkurang menjadi 5% [7].
3 eksperimental. Dengan mempertimbangkan hal-hal diatas, diharapkan akan meningkatkan kualitas produk cor pada pengecoran aluminium menggunakan cetakan pasir.
1.2 Perumusan Masalah
Cacat coran merupakan salah satu faktor utama yang perlu diperhatikan dalam memproduksi produk cor yang berkualitas tinggi. Salah satu cacat yang sering muncul pada pengecoran menggunakan cetakan pasir yaitu cacat permukaan. Melalui simulasi menggunakan software berbasis CFD (Computational Fluid Dynamics) dapat dilihat berbagai karakteristik cairan logam dan bagaimana proses terbentuknya cacat permukaan pada benda coran sekaligus dapat diidentifikasi penyebabnya. Oleh karena itu, penulis tertarik untuk mambahas hal tersebut dengan tujuan untuk menciptakan benda coran dengan kualitas yang lebih baik.
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini dibagi atas tujuan umum dan tujuan khusus. 1.3.1 Tujuan Umum
Tujuan umum penelitian ini yaitu untuk mengetahui pengaruh bentuk saluran masuk terhadap karakteristik aliran cairan aluminium cair di dalam cetakan pasir dengan tiga tipe gating system menggunakan perangkat lunak berbasis Computational Fluid Dynamics (CFD).
1.3.2 Tujuan Khusus
1. Mengetahui fenomena turbulensi di dalam cetakan pasir. 2. Mengetahui kecepatan aliran saat penuangan logam cair.
3. Mengetahui distribusi temperatur cairan logam di dalam rongga cetakan. 4. Mengetahui distribusi tekanan cairan logam didalam cetakan.
4 6. Melakukan analisa dan membandingkan hasil simulasi dengan hasil percobaan
eksperimental. 1.4 Batasan Masalah
Batasan masalah pada penelitian ini adalah:
1. Pengecoran dilakukan menggunakan cetakan pasir dengan tiga variasi saluran masuk; antara lain: top gating system, parting-line gating system dan bottom gating system.
2. Cetakan pasir yang digunakan terbentuk dari campuran pasir, air dengan bentonit sebagai bahan pengikat.
3. Material coran yang digunakan yaitu pada simulasi yaitu aluminium alloy A356 sedangkan material yang digunakan untuk pengujian yaitu aluminium alloy A356 dengan penambahan material silikon karbida sebesar 3,5%.
4. Topik pembahasan di dalam penelitian ini dikhususkan pada turbulensi, kecepatan, temperatur cairan logam, tekanan dan cacat permukaan pada hasil coran.
