Tugas 3- M.Ridho Sepriadi

        Nama             :  M.Ridho Sepriadi

        Npm               : G1C019054

        Mata kuliah  : Proses Produksi 2

Tugas PP2, bedakanlah :

1.      Molding mater and process

2.      Dry sand molding

3.      Invesment casting molding process

4.      Evaporation patten casting process

Material dan Properti Cetakan

Berbagai macam bahan cetakan digunakan di pengecoran untuk pembuatan cetakan dan inti. Mereka termasuk pasir cetakan, pasir sistem atau pasir pendukung, pasir menghadap, pasir perpisahan, dan pasir inti. Pilihan bahan cetakan didasarkan pada sifat pemrosesannya. Sifat-sifat yang umumnya dibutuhkan dalam bahan cetakan adalah:

Refraktori

Merupakan kemampuan bahan cetakan untuk menahan suhu logam cair yang akan dituang sehingga tidak melebur dengan logam. Refraktori pasir silika paling tinggi.

Permeabilitas

Selama penuangan dan pemadatan coran berikutnya, sejumlah besar gas dan uap dihasilkan. Gas-gas ini adalah gas yang telah diserap oleh logam selama peleburan, udara yang diserap dari atmosfer dan uap yang dihasilkan oleh cetakan dan pasir inti. Jika gas ini tidak dibiarkan keluar dari cetakan, mereka akan terperangkap di dalam cetakan dan menyebabkan cacat cetakan. Untuk mengatasi masalah ini bahan cetakan harus porous. Ventilasi yang tepat dari cetakan juga membantu keluarnya gas yang dihasilkan di dalam rongga cetakan.

Kekuatan Hijau

Pasir cetakan yang mengandung uap air disebut sebagai pasir hijau. Partikel pasir hijau harus memiliki kemampuan untuk menempel satu sama lain untuk memberikan kekuatan yang cukup pada cetakan. Pasir hijau harus memiliki kekuatan yang cukup agar cetakan yang dibangun dapat mempertahankan bentuknya.

Kekuatan Kering

Ketika logam cair dituangkan ke dalam cetakan, pasir di sekitar rongga cetakan dengan cepat diubah menjadi pasir kering karena uap air di pasir menguap karena panasnya logam cair. Pada tahap ini pasir cetakan harus memiliki kekuatan yang cukup untuk mempertahankan bentuk yang tepat dari rongga cetakan dan pada saat yang sama harus mampu menahan tekanan metalostatis dari bahan cair.

Kekuatan Panas

Begitu kelembapan dihilangkan, pasir akan mencapai suhu tinggi saat logam dalam cetakan masih dalam keadaan cair. Kekuatan pasir yang dibutuhkan untuk menahan bentuk rongga disebut kekuatan panas.

Kolapibilitas

Pasir cetakan juga harus memiliki kolapibilitas sehingga selama kontraksi pengecoran yang dipadatkan tidak memberikan perlawanan apa pun, yang dapat menyebabkan retakan pada coran. Selain sifat-sifat spesifik ini, bahan cetakan harus murah, dapat digunakan kembali dan harus memiliki konduktivitas termal yang baik. .

Komposisi Pasir Molding

Bahan utama dari setiap pasir cetakan adalah:

• Pasir dasar,
• Binder, dan
• Kelembaban

Base Sand

Pasir silika adalah pasir dasar yang paling umum digunakan. Pasir dasar lain yang juga digunakan untuk pembuatan kapang adalah pasir zirkon, pasir kromit, dan pasir olivin. Pasir silika paling murah di antara semua jenis pasir dasar dan mudah didapat.

Bahan pengikat

Binder ada banyak jenisnya seperti:

1. Pengikat tanah liat,
2. Pengikat organik dan
3. Pengikat anorganik

Pengikat tanah liat adalah bahan pengikat yang paling umum digunakan yang dicampur dengan pasir cetakan untuk memberikan kekuatan. Jenis tanah liat yang paling populer adalah:

Kaolinit atau lempung api (Al2O3 2 SiO2 2 H2O) dan Bentonit (Al2O3 4 SiO2 nH2O)

Dari dua bentonit tersebut dapat menyerap lebih banyak air yang meningkatkan daya rekatnya.

Kelembaban

Tanah liat memperoleh aksi ikatannya hanya dengan adanya jumlah kelembaban yang dibutuhkan. Ketika air ditambahkan ke tanah liat, itu menembus campuran dan membentuk mikrofilm, yang melapisi permukaan setiap serpihan tanah liat. Jumlah air yang digunakan harus dikontrol dengan baik. Hal ini karena sebagian air, yang melapisi permukaan serpihan tanah liat, membantu mengikat, sedangkan sisanya membantu meningkatkan plastisitas. Komposisi khas dari pasir cetakan diberikan dalam (Tabel 4).

Tabel 4: Komposisi Khas Pasir Cetakan

Konstituen Pasir Cetakan	Persen Berat
Pasir silika	92
Tanah Liat (Sodium Bentonite)	8
air	4

 

 

 

 

Cetakan Pasir Kering

Bila diinginkan bahwa bahan pembentuk gas diturunkan dalam cetakan, cetakan yang dikeringkan dengan udara kadang lebih disukai daripada cetakan pasir hijau. Dua jenis pengeringan cetakan sering dibutuhkan.

1. Pengeringan kulit dan
2. Pengeringan cetakan lengkap.

Dalam pengeringan kulit, cetakan wajah yang kokoh diproduksi. Pengocokan cetakan hampir sama baiknya dengan cetakan pasir hijau. Metode yang paling umum untuk mengeringkan lapisan cetakan tahan api menggunakan api udara panas, gas atau minyak. Pengeringan kulit pada cetakan dapat dilakukan dengan bantuan obor, diarahkan ke permukaan cetakan.

Proses Pencetakan Shell

Ini adalah proses di mana, pasir yang dicampur dengan resin termoseting dibiarkan bersentuhan dengan pelat pola yang dipanaskan (200 oC), ini menyebabkan kulit (cangkang) sekitar 3,5 mm campuran pasir / plastik menempel pada pola .. Kemudian cangkang dihapus dari pola. Cope dan drag shell disimpan dalam labu dengan bahan cadangan yang diperlukan dan logam cair dituangkan ke dalam cetakan. Proses ini dapat menghasilkan bagian-bagian yang kompleks dengan hasil akhir permukaan yang baik 1,25 µm sampai 3,75 µm, dan toleransi dimensi 0,5%. Permukaan akhir yang bagus dan toleransi ukuran yang baik mengurangi kebutuhan akan pemesinan. Proses secara keseluruhan cukup hemat biaya karena berkurangnya biaya pemesinan dan pembersihan. Bahan yang dapat digunakan dengan proses ini adalah besi tuang, serta paduan aluminium dan tembaga.

Molding Pasir Dalam Proses Pencetakan Shell

Pasir cetakan adalah campuran pasir kuarsa berbutir halus dan bakelite bubuk. Ada dua metode pelapisan butiran pasir dengan bakelite. Metode pertama adalah metode pelapisan dingin dan metode lainnya adalah metode pelapisan panas.

Pada metode cold coating, pasir kuarsa dituang ke dalam mixer kemudian ditambahkan larutan bakelite bubuk dalam aseton dan etil aldehida. Campuran khasnya adalah 92% pasir kuarsa, 5% bakelite, 3% etil aldehida. Selama pencampuran bahan, resin menyelimuti butiran pasir dan pelarut menguap, meninggalkan lapisan tipis yang secara seragam melapisi permukaan butiran pasir, sehingga memberikan fluiditas pada campuran pasir.

Dalam metode pelapisan panas, campuran dipanaskan hingga 150-180 o C sebelum pasir dimasukkan. Dalam proses pencampuran pasir, resin fenol formaldehida yang larut ditambahkan. Alat pencampur dibiarkan mendingin hingga 80 - 90 o C. Metode ini memberikan sifat campuran yang lebih baik daripada metode dingin.

Proses Pencetakan Sodium Silikat

Dalam proses ini, bahan tahan api dilapisi dengan pengikat berbasis natrium silikat. Untuk cetakan, campuran pasir dapat dipadatkan secara manual, diguncang atau diperas mengelilingi pola dalam labu tersebut. Setelah pemadatan, gas CO 2 dilewatkan melalui inti atau cetakan. CO 2 secara kimiawi bereaksi dengan natrium silikat untuk menyembuhkan, atau mengeras, pengikat. Pengikat yang diawetkan ini kemudian menahan refraktori di sekitar pola. Setelah proses pengeringan, pola ditarik dari cetakan.

Proses natrium silikat adalah salah satu proses kimia yang paling dapat diterima secara lingkungan. Kerugian utama dari proses ini adalah bahwa pengikat sangat higroskopis dan mudah menyerap air, yang menyebabkan porositas pada pengecoran. Selain itu, karena pengikat menciptakan dinding cetakan yang keras dan kaku, goyangan dan karakteristik yang dapat dilipat dapat memperlambat produksi. Beberapa keuntungan dari proses tersebut adalah:

• Inti dan cetakan yang keras dan kaku merupakan ciri khas dari proses tersebut, yang memberikan toleransi dimensi yang baik kepada pengecoran;
• hasil akhir permukaan pengecoran yang baik sudah tersedia;

Proses Cetakan Permanen

Pada semua proses di atas, cetakan perlu disiapkan untuk setiap pengecoran yang dihasilkan. Untuk produksi skala besar, membuat cetakan, untuk setiap pengecoran yang akan diproduksi, mungkin sulit dan mahal. Oleh karena itu, cetakan permanen, yang disebut cetakan dapat dibuat dari mana sejumlah besar coran dapat diproduksi. , cetakan biasanya terbuat dari besi cor atau baja, meskipun grafit, tembaga dan aluminium telah digunakan sebagai bahan cetakan. Proses di mana kami menggunakan cetakan untuk membuat coran disebut pengecoran cetakan permanen atau die casting gravitasi, karena logam memasuki cetakan di bawah gravitasi. Suatu saat di die casting kami menyuntikkan logam cair dengan tekanan tinggi. Ketika kita memberikan tekanan dalam menginjeksikan logam itu disebut proses die casting bertekanan.

Keuntungan

• Permanent Moulding menghasilkan pengecoran padat suara dengan sifat mekanik yang superior.
• Coran yang dihasilkan memiliki bentuk yang cukup seragam memiliki tingkat akurasi dimensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan coran yang diproduksi di pasir
• Proses cetakan permanen juga mampu menghasilkan kualitas hasil akhir yang konsisten pada coran

Kekurangan

• Biaya perkakas biasanya lebih tinggi daripada untuk pengecoran pasir
• Prosesnya umumnya terbatas pada produksi coran kecil dengan desain eksterior sederhana, meskipun coran kompleks seperti blok mesin aluminium dan kepala sekarang sudah biasa.

Pengecoran Sentrifugal

Dalam proses ini, cetakan diputar dengan cepat di sekitar poros tengahnya saat logam dituangkan ke dalamnya. Karena gaya sentrifugal, tekanan terus menerus akan bekerja pada logam saat mengeras. Terak, oksida dan inklusi lainnya menjadi lebih ringan, dipisahkan dari logam dan dipisahkan ke arah tengah. Proses ini biasanya digunakan untuk pembuatan pipa hollow, tube, hollow semak, dll. Yang bersifat axisymmetric dengan lubang konsentris. Karena logam selalu didorong ke luar karena gaya sentrifugal, tidak ada inti yang perlu digunakan untuk membuat lubang konsentris. Cetakan dapat diputar tentang sumbu vertikal, horizontal atau miring atau tentang sumbu horizontal dan vertikal secara bersamaan.Gambar 9(Pengecoran Sentrifugal Vertikal), Gambar 10 (Pengecoran Sentrifugal Horisontal)

Gambar 9: (Pengecoran Sentrifugal Vertikal)

Gambar 10: (Pengecoran Sentrifugal Horizontal)

Keuntungan

• Pembentukan interior berongga dalam silinder tanpa inti
• Lebih sedikit bahan yang dibutuhkan untuk gerbang
• Struktur berbutir halus di permukaan luar pengecoran bebas gas dan penyusutan rongga dan porositas

Kekurangan

• Lebih banyak pemisahan komponen paduan selama penuangan di bawah gaya rotasi
• Kontaminasi permukaan internal coran dengan inklusi non-logam
• Diameter internal tidak akurat

 

Proses Pengecoran Investasi

 Akar dari proses pengecoran investasi, metode cire perdue atau "lilin yang hilang" berasal dari setidaknya milenium keempat SM.  Para seniman dan pematung Mesir kuno dan Mesopotamia menggunakan dasar-dasar proses pengecoran investasi untuk membuat perhiasan, dada, dan berhala dengan detail yang rumit.  Proses investasi pengecoran juga disebut proses lilin hilang dimulai dengan produksi replika lilin atau pola bentuk cetakan yang diinginkan.  Sebuah pola diperlukan untuk setiap pengecoran yang akan diproduksi.  Polanya dibuat dengan menyuntikkan lilin atau polistiren pada cetakan logam.  Sejumlah pola dilampirkan ke sariawan lilin pusat untuk membentuk rakitan.  Cetakan dibuat dengan mengelilingi pola dengan bubur tahan api yang dapat diatur pada suhu kamar.  Cetakan kemudian dipanaskan sehingga polanya meleleh dan mengalir keluar, meninggalkan rongga yang bersih.  Cetakan dikeraskan lebih lanjut dengan pemanasan dan logam cair dituangkan selagi masih panas.  Saat pengecoran dipadatkan, cetakan rusak dan cetakan dikeluarkan.

Langkah-langkah dasar dari proses pengecoran investasi adalah (Gambar 11):

1. Produksi pola lilin, plastik, atau polistiren sekali pakai panas

 2. Pemasangan pola-pola ini ke dalam sistem gerbang

 3. "Berinvestasi", atau menutupi perakitan pola dengan bubur tahan api

 4. Melelehkan rakitan pola untuk menghilangkan bahan pola

 5. Menembak cetakan untuk menghilangkan jejak terakhir dari bahan pola

 6. Menuangkan

 7. Knockout, cutoff dan finishing.

Gambar 11: Langkah Dasar Proses Pengecoran Investasi

Keuntungan

• Pembentukan interior berongga dalam silinder tanpa inti

 • Lebih sedikit bahan yang dibutuhkan untuk gerbang

 • Struktur berbutir halus pada permukaan luar pengecoran bebas gas dan penyusutan rongga dan porositas

Kekurangan

• Lebih banyak pemisahan komponen paduan selama penuangan di bawah gaya rotasi
• Kontaminasi permukaan internal coran dengan inklusi non-logam
• Diameter internal tidak akurat

 

 

Proses Pengecoran Investasi Cangkang Keramik

 Perbedaan mendasar dalam pengecoran investasi adalah bahwa dalam pengecoran investasi pola lilin direndam dalam agregat tahan api sebelum dewaxing sedangkan, dalam investasi cangkang keramik, cangkang keramik dibangun di sekitar rakitan pohon dengan berulang kali mencelupkan pola ke dalam

bubur (bahan tahan api seperti zirkon dengan pengikat).  Setelah setiap pencelupan dan pelapisan selesai, rakitan dibiarkan mengering seluruhnya sebelum lapisan berikutnya diterapkan.  Jadi, shell dibangun di sekitar rakitan.  Ketebalan cangkang ini tergantung pada ukuran coran dan suhu logam yang akan dituang.

Setelah cangkang keramik selesai dibuat, seluruh rakitan ditempatkan ke dalam autoclave atau tungku api kilat pada suhu tinggi.  Cangkang dipanaskan hingga sekitar 982 o C untuk membakar sisa lilin dan untuk mengembangkan ikatan suhu tinggi di cangkang.  Cetakan cangkang kemudian dapat disimpan untuk digunakan di masa mendatang atau logam cair dapat segera dituangkan ke dalamnya.  Jika cetakan cangkang disimpan, cetakan tersebut harus dipanaskan terlebih dahulu sebelum logam cair dituangkan ke dalamnya.

 Keuntungan

 • permukaan akhir yang sangat baik

 • toleransi dimensi yang ketat

• pemesinan dapat dikurangi atau dihilangkan sama sekali

 

Proses Cetakan Penuh / Proses Busa Hilang / Proses Pengecoran Pola Penguapan

 Penggunaan pola busa untuk pengecoran logam telah dipatenkan oleh H.F. Shroyer pada tanggal 15 April 1958. Dalam paten Shroyer, sebuah pola dikerjakan dari blok polistiren yang diperluas (EPS) dan didukung oleh pasir terikat selama penuangan.  Proses ini dikenal sebagai proses cetakan penuh.  Dengan proses cetakan penuh, pola biasanya dikerjakan dari blok EPS dan digunakan terutama untuk membuat pengecoran satu-satunya yang besar.  Proses cetakan penuh awalnya dikenal sebagai proses busa yang hilang.  Namun, paten saat ini telah mensyaratkan bahwa istilah umum untuk proses tersebut adalah cetakan penuh.

 Pada tahun 1964, M.C.  Flemmings menggunakan pasir tanpa batas dalam prosesnya.  Ini sekarang dikenal sebagai pengecoran busa hilang (LFC).  Dengan LFC, pola busa dicetak dari manik-manik polistiren.  LFC dibedakan dari cetakan penuh dengan menggunakan pasir tanpa batas (LFC) dibandingkan dengan pasir terikat (proses cetakan penuh).

 Teknik pengecoran busa telah disebut dengan berbagai nama umum dan kepemilikan.  Diantaranya adalah busa yang hilang, pengecoran pola penguapan, pengecoran tanpa rongga, pengecoran busa penguapan, dan pengecoran cetakan penuh.

 Dalam metode ini, pola, lengkap dengan gerbang dan anak tangga, dibuat dari polistiren yang diperluas.  Pola ini tertanam pada jenis pasir yang tidak dipanggang.  Saat polanya ada di dalam cetakan, logam cair dituangkan melalui sariawan.  Panas logam cukup untuk menggasifikasi pola dan terjadi perpindahan progresif bahan pola oleh logam cair.

 Proses EPC adalah metode ekonomis untuk memproduksi coran yang kompleks dan bertoleransi dekat menggunakan pola polistiren yang dapat diperluas dan pasir tak terikat.  Polistiren yang dapat diperluas adalah bahan termoplastik yang dapat dicetak menjadi berbagai bentuk yang rumit dan kaku.  Proses EPC melibatkan pemasangan pola polistiren yang dapat diperluas ke sistem gerbang polistiren yang dapat diperluas dan menerapkan lapisan tahan api ke seluruh rakitan.  Setelah pelapis mengering, perakitan pola busa ditempatkan di atas pasir kering lepas dalam labu berventilasi.  Pasir tambahan kemudian ditambahkan sementara labu digetarkan sampai kumpulan pola benar-benar tertanam di pasir.  Logam cair dituangkan ke dalam sariawan, menguapkan busa polistiren, mereproduksi polanya dengan sempurna.

 Dalam proses ini, pola mengacu pada bagian polistiren yang dapat diperluas atau polistiren berbusa yang diuapkan oleh logam cair.  Pola diperlukan untuk setiap casting.

 Deskripsi Proses ((Gambar 12)

 1. Prosedur EPC dimulai dengan pra-ekspansi manik-manik, biasanya polistiren.  Setelah manik-manik yang telah diperluas distabilkan, manik-manik tersebut ditiup ke dalam cetakan untuk membentuk bagian pola.  Saat manik-manik berada di dalam cetakan, siklus uap menyebabkan manik-manik tersebut mengembang sepenuhnya dan menyatu bersama.

 2. Bagian pola dirangkai dengan lem, membentuk cluster.  Sistem gating juga dipasang dengan cara yang sama.

 3. Cluster busa ditutup dengan lapisan keramik.  Pelapisan tersebut membentuk pembatas agar logam cair tidak menembus atau menyebabkan erosi pasir pada saat penuangan.

 4. Setelah lapisan mengering, cluster ditempatkan ke dalam labu dan didukung dengan pasir terikat.

5. Pemadatan cetakan kemudian dicapai dengan menggunakan tabel getaran untuk memastikan pemadatan yang seragam dan tepat.  Setelah prosedur ini selesai, cluster dikemas dalam labu dan cetakan siap untuk dituang.

 

Gambar 12: Langkah-Langkah Dasar Proses Pengecoran Pola Penguapan

 

 

Keuntungan

Keuntungan terpenting dari proses EPC adalah tidak ada inti yang diperlukan.  Tidak ada bahan pengikat atau aditif lain yang diperlukan untuk pasir, yang dapat digunakan kembali.  Pengocokan coran di pasir tak terikat disederhanakan.  Tidak ada garis perpisahan atau sirip inti.