Video UTS Proses Produksi 2 "Proses Pembuatan Celengan Menggunakan Kaleng Susu Bekas"

 https://drive.google.com/file/d/1_b46V_zouXjoahWBDElUD7yR1YPKFG-p/view?usp=sharing

Read More

PERBEDAAN PENGGUNAAN CETAKAN PADA PROSES PENGECORAN

 

v  Dry Sand Molding

            Cetakan ini dibuat menggunakan bahan pengikat organic dan kemudian cetakan dibakar di dalam oven dengan temperature berkisar antara 200⁰C – 300⁰C bertujuan untuk meningkatkan kekuatan dan kekerasan cetakan.

            Kelebihan cetakan ini dimensi produk cetak lebih baik. Sedangkan kelemahannya yaitu: lebih mahal dibandingkan dengan cetakan pasir basah, laju produksi lebih rendah karena dibutuhkan waktu pengeringan, dan pemakaian terbatas untuk coran yang medium dan besar dalam laju produksi rendah atau medium.

v  Investment Casting Molding Process

            Invesment Casting merupakan proses industri didasarkan pada dan juga disebut casting hilang-lilin, salah satu teknik tertua logam pembentuk diketahui. Dari 5.000 tahun yang lalu, ketika lilin membentuk pola,untuk malam hari ini teknologi tinggi, bahan tahan api dan paduan spesialis, coran memperbolehkan produksi komponen dengan akurasi, fleksibilitas keterulangan, dan integritas dalam berbagai logam dan paduan kinerja tinggi.

Proses ini umumnya digunakan untuk coran kecil, tetapi telah menghasilkan kusen pintu pesawat lengkap, coran baja hingga 300 kg dan cor aluminium hingga 30 kg. Hal ini umumnya lebih mahal per unit dari die casting atau casting pasir tapi dengan biaya peralatan yang lebih rendah.

v  Evaporation Pattern Casting Process

Proses pengecoran pola penguapan (EPC) adalah proses pencetakan pasir yang menggunakan pola penguapan yang dihasilkan secara industri dengan pencetakan uap atau mesin dari blok busa polistiren yang dapat diperluas (EPS). Polanya dikubur dalam cetakan pasir dan bahan pengecoran yang meleleh dituangkan ke dalam cetakan tanpa menghilangkan pola, tidak seperti metode pengecoran pasir tradisional yang menggunakan pola kayu, plastik dan logam yang dikeluarkan dari cetakan sebelum logam cair dikembangkan.

Pada tahun 1956 Shroyer membuat dokumentasi karyanya di EPC dimana pasir hijau digunakan sebagai bahan cetakan . Penulis mengerjakan bentuk dari polistiren yang diperluas (EPS) dan menopangnya di dalam labu dengan pasir terbatas. Peneliti lain bernama Flemmings muncul pada tahun 1964 untuk menggunakan butiran silika tak terbatas untuk proses tersebut. Para pengecoran kemudian datang untuk membedakan keduanya; memanggil cetakan penuh pertama dan kedua proses busa hilang. Perbedaan halus hanya terletak pada penggunaan pasir berbatas (hijau) dan pasir lepas.

Proses ini diketahui oleh para pengecoran pada tahun 1958 dan banyak nama dagang telah dibentuk untuk menggambarkannya. Ini termasuk styrecast, replicast, cetakan penuh, busa hilang dan proses penguapan. Ciri yang membedakan dari jenis proses pasir ini adalah pola penguapan yang terbuat dari busa polistiren digunakan. Itu dilapisi dengan lapisan yang dikembangkan dari bahan tahan api biasanya silika atau pasir zirkon sebelum dikubur dalam cetakan. Itu tidak dikeluarkan dari cetakan setelah dikubur.

Setelah tahun 1964, beberapa pekerjaan telah dilakukan oleh para peneliti untuk memahami variabel-variabel yang mempengaruhi proses. Beberapa pekerjaan di industri otomotif juga telah dilakukan. Motor umum telah menghasilkan sejumlah komponen otomotif dengan metode tersebut. Ini dimulai pada tahun 1980 dan mereka masih dalam proses penggunaan. Proses full mould tidak seperti proses pengecoran pasir konvensional yang menggunakan pola dan sistem tuang, yang mempertahankan pola pada cetakan, sehingga membenarkan judul cetakan penuh . Istilah 'evaporatif' berdiri sebagai nama keluarga untuk semua nama dagang yang sejauh ini diciptakan untuk proses pengecoran pola evaporatif. Ini karena polanya menguap jika ada kontak antara polanya dan logam cair; semua fitur direplikasi.

v  Molding Water and Process

Macam-macam bahan cetakan digunakan di pengecoran untuk pembuatan cetakan dan inti. 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 yaitu: ketahanan, permeabilitas, kekuatan hijau, kekuatan, kekuatan kering dan kolapibilitas.

Read More

“PENGARUH UKURAN BUTIR PASIR DAN JENIS PASIR CETAK TERHADAP KUALITAS PRODUK PENGECORAN ALUMINIUM”

 

TUGAS 

PROSES PRODUKSI 2

 

Perancangan Produk Pengecoran

 

“PENGARUH UKURAN BUTIR PASIR DAN JENIS PASIR CETAK TERHADAP KUALITAS PRODUK PENGECORAN ALUMINIUM”

 

 Oleh :

 

Lika Frideka Andromeda

G1C016061

 

 

        Dosen Pengampu :

       A Sofwan FA, S.T.,M.Tech.,Ph.D

       Putra Bismantolo S.T., M.T

 

FAKULTAS TEKNIK

PRODI TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS BENGKULU

2020

 

 

              Pada penjelasan materi ini, tentang pembuatan produk pulley dengan menggunakan proses pengecoran logam menggunakan aluminium, dengan menggunakan kaleng bekas. 

            Pulley adalah suatu alat mekanis yang digunakan sebagai pendukung pergerakan belt atau sabuk lingkar untuk menjalankan sesuatu kekuatan alur yang berfungsi menghantarkan suatu daya. Cara kerja pulley sering digunakan untuk mengubah arah dari gaya yang diberikan dan mengirimkan gerak rotasi.

            Beberapa hal yang disampaikan dalam materi ini sebagai berikut:

1. Proses pengecoran logam (Casting)

2. Jenis logam yang digunakan

3. Jenis cetakan yang digunakan

4. Gambar teknik geometri produk

5. Gambar teknik pola cetakan coran

6. Proses perencaan peleburan bahan baku

7. Perancangan suhu tuang

8. Tahap - tahap pembuatan cetakan

9. Pembongkaran cetakan dan finishing

A.        Proses Pengecoran Logam (Casting)

Proses pengecoran logam (casting) adalah salah satu teknik pembuatan sebuah produk dimana logam dicairkan dalam tungku peleburan kemudian dituangkan ke dalam cetakan yang serupa dengan bentuk asli dari produk cor yang akan dibuat. Sebagai suatu proses manufaktur yang menggunakan logam cair dan cetakan, pengecoran digunakan untuk menghasilkan bentuk asli produk jadi. [Ikang, 2019]. Dalam proses pengecoran, 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.

       Pada proses pengecoran logam pendinginan logam cair yang berada dalam cetakan terjadi dari pinggir coran yang kemudian menuju ke tengah-tengah produk yang dihasilkan dari proses pengecoran yaitu berupa engine block, impeller pump, poros, piston, poros roda, pulley serta produk lainnya yang dalam proses pembuatannya memerlukan bentuk yang kompleks.  [Ikang, 2019]. Proses pengecoran juga meliputi tungku peleburan, ladle, cetakan pola dan inti. Pada proses pengecoran tungku digunakan sebagai tempat proses pencairan bahan baku berupa logam. Dan dalam hal ini terdapat beberapa jenis tungku peleburan logam yang sering digunakan dalam proses pengecoran.

1.      Dapur pembakaran langsung (direct fuel-fired furnance)

2.      Dapur krusibel (crucible furnance)

3.      Dapur busur listrik (electrical-arc furnance)

4.      Dapur induksi (induksi furnance)

5.      Kupola

 

B.       Logam Aluminium

Aluminium merupakan unsur non ferrous yang paling  banyak terdapat di bumi yang merupakan logam sifat yang ringan, ketahanan korosi yang baik serta hantaran listrik dan panas yang baik,  mudah dibentuk baik melalui proses pembentukan maupun pemesinan. Aluminium (99,99%) memiliki berat jenis sebesar 2,7 g/cm3, densitas 2,685 kg/m3, dan titik leburnya pada suhu 650 ⁰C. [Pedi, 2019] Aluminium memiliki strength to weight ratio yang lebih tinggi dari baja. Sifat tahan korosi aluminium diperoleh dari  terbentuknya  lapisan  oksida  aluminium  dari  permukaan  aluminium. Salah satu produk berbahan alumunium yang sering dijumpai adalah kaleng minuman ringan (soft drink) dan brake shoes. 

Aluminium terdapat di kerak bumi sebanyak kira- kira 8,07% hingga 8,23% dari seluruh massa padat dari kerak bumi, dengan produksi tahunan dunia sekitar 30 juta ton pertahun dalam bentuk bauksit dan bebatuan lain. Saat ini aluminium berkembang luas dalam banyak aplikasi industri seperti industri otomotif, rumah tangga, maupun elektrik, karena beberapa sifat dari aluminium itu sendiri, yaitu: [Pedi, 2019]

1.      Ringan (light in weight)

Aluminium   memiliki   sifat   ringan,   bahkan   lebih   ringan   dari magnesium dengan densitas sekitar 1/3 dari densitas besi. Kekuatan dari paduan aluminium dapat mendekati dari kekuatan baja karbon dengan kekuatan tarik 700 Mpa (100 Ksi). Kombinasi ringan dengan kekuatan yang   cukup   baik   membuat   aluminium   sering   diaplikasikan   pada kendaraan bermotor, pesawat terbang, alat-alat konstruksi seperti tangga, scaffolding, maupun pada roket.

2.      Mudah dalam pembentukannya (easy fabrication)

Aluminium merupakan salah satu logam yang mudah untuk dibentuk dan mudah dalam fabrikasi seperti ekstrusi, forging, bending, rolling, casting, drawing, dan machining. Struktur kristal yang dimiliki aluminium adalah struktur kristal FCC (Face Centered Cubic), sehingga aluminium tetap   ulet   meskipun   pada   temperatur   yang   sangat   rendah.   Bahan aluminium  mudah  dibentuk  menjadi  bentuk  yang  komplek  dan  tipis sekalipun, sepeti bingkai jendela, lembaran aluminium foil, gording, dan lain sebagainya.

3.      Tahan terhadap korosi (corrosion resistance)

Aluminium tahan terhadap korosi karena fenomena pasivasi. Pasivasi adalah pembentukan lapisan pelindung akibat reaksi logam terhadap komponen  udara  sehingga  lapisan  tersebut  melindungi  lapisan  dalam logam dari korosi.

4.               4.      Konduktifitas panas tinggi (high thermal conductivity)

Konduktifitas  panas  aluminium  tiga  kali  lebih  besar  dari  besi, maupun dalam pendinginan dan  pemanasan. Sehingga aplikasi banyak digunakan pada radiator mobil, koil pada evaporator, alat penukar kalor, alat-alat masak, maupun komponen mesin.

5.      Konduktifitas listrik tinggi (high electrical conductivity)

Konduktifitas listrik dari aluminium dua kali lebih besar dari pada tembaga dengan perbandingan berat yang sama. Sehingga sangat cocok digunakan dalam kabel transmisi listrik.

6.      Tidak beracun (non toxic)

Aluminium tidak memiliki sifat racun pada tubuh manusia, sehingga sering digunakan dalam industri makanan seperti kaleng makanan dan minuman, serta pipa-pipa penyalur pada industri makanan dan minuman.

7.      Mudah didaur ulang (recyclability)

Aluminium mudah untuk di daur  ulang, bahkan 30% produksi aluminium di Amerika berasal dari aluminium yang di daur ulang. Pembentukan  kembali  aluminium  dari  material  bekas  hanya membutuhkan 5% energi dari pemisahan aluminium dari bauksit.

 

C.       Cetakan Kulit Kering

Cetakan kulit kering cetakan kulit kering merupakan cetakan pasir yang menggunakan campuran pengikat. Cetakan ini dapat memiliki kekuatan yang meningkat jika permukaan dalam cetakan dipanaskan atau di keringkan sebelum di tuangkan logam cair, cetakan kuit kering dapat diterapkan pada pengecoran produk-produk yang besar [Ikang, 2019], seperti terlihat pada Gambar 2.3.

Gambar: 2.3 Pembuatan cetakan pasir [Ikang, 2019]

Keterangan gambar

1. Pola
2. Drag
3. Papan cetakan
4. Pasangan belahan
5. Saluran turun
6. Cope
7. Drag
8. Inti
9. Saluran masuk

 

D.       Gambar Teknik Geometri Produk

Gambar Teknik geometri produk dilakukan pada pengukuran dimensi, yang meliputi pengukuran diameter dan panjang produk hasil pengecoran, dimana pengukuran dimensi menggunakan jangka sorong (Vernier Caliper 0,02 mm), [Ikang, 2019] dengan membuat geometri produk, maka akan dapat membuat produk sesuai yang di inginkan oleh suatu industri pengecoran, geometri produk dapat dilihat pada Gambar D.1 dan Gambar D.2.

Gambar D.1 Pengukuran dimensi poros 

Gambar D.2 Pengukuran dimensi pulley 

E.       Gambar Teknik Pola Cetakan Coran

Gambar Teknik pola cetakan coran yang bertujuan untuk mempermudah saat pembuatan pola cetakan [Ikang, 2019] dan dapat membuat pola cetakan coran sesuai dengan ukuran yang di inginkan, gambar Teknik pola cetakan dapat dilihat pada Gambar E.1. 

Gambar E.1 Pola Cetakan Coran 

 

F.        Proses Perencanaan Peleburan Bahan Baku

1.      Aluminium

Bahan baku (inti coran) pada proses pengecoran logam (Casting) menggunakan bahan daur ulang kaleng alumunium bekas minuman. Kaleng yang digunakan untuk membuat satu produk digunakan 5 kg minimal kaleng minuman bekas [Ikang, 2019]. Perlu diketahui, kaleng bekas yang digunakan harus kering, tidak basah dan tidak terdapat air di dalam kaleng.  Bahan aluminium dapat dilihat pada Gambar F.1

        Gambar F.1 Bahan aluminium

2.        Proses Peleburan

Proses peleburan aluminium bahan baku aluminium di masukkan ke dalam tanur  peleburan. Bahan baku aluminium dipanaskan sampai mencair, setelah aluminium mencair pada suhu ± 600^o c, selanjutnya dilakukan proses penungan ke dalam cetakan, proses peleburan dapat dilihat pada Gambar F.8.

                                           

                                 Gambar F.8 Proses peleburan [Ikang, 2019]

3.        Proses Penuangan

Dalam proses ini dilakukan secara cepat, konstan dan teliti, supaya logam cair tersebut tidak terjadi pembekuan saat dilakukan proses penuangan, karena jika terlalu lama dalam proses penuangan dapat menyebabkan aluminium mengeras kembali [Ikang, 2019] apabila itu terjadi perlu dilakukan proses peleburan kembali, proses penuangan dapat dilihat pada Gambar F.9.

                                                 

                                     Gambar F.9 Proses Penuangan [Ikang, 2019]

G.       Perancangan Suhu Tuang

Bahan utama pengecoran menggunakan bekas kaleng minuman yang berbahan aluminium. Titik leleh aluminium pada suhu 660,32 ⁰ C (1220,58 ⁰  F)  akan segera mencair setelah mencapai suhu nya. Biarkan setengah menit atau lebih pada suhu ini untuk menjamin aluminium mencair. Kemudian secepat mungkin dilakukan proses penungan ke dalam cetakan. 

No	Sifat-sifat	Kemurnian (%)
		99,996	>99,0
1	Massa Jenis (20°C) kg/𝑚	2698,9	2710
2	Titik Cair (°C)	660,2	653-657
3	Panas Jenis (cal/g°C) (20-100°C)	0,2226	0,2297
4	Koefisien Pemuaian (20-100°C)	23,8𝑥10-6	23,5𝑥10-6

 

H.       Tahap-tahap Pembuatan Cetakan

Membuat cetakan ini terbagi menjadi beberapa tahapan yaitu mengayak pasir, pencampuran pasir dan zat pengikat (tanah liat), pembuatan drag cetakan, pembuatan cope cetakan, pelepasan pola dari dalam cetakan. Berikut tahapan dalam proses pembuatan cetakan sebagai berikut: [Ikang, 2019]

·           Mengayak pasir

Mengayak pasir ini dilakukan dengan menggunakan ayakan ukuran 30 µm, 50 µm  dan 80 µm pada semua jenis pasir cetak yang digunakan [Ikang, 2019], dapat dilihat pada Gambar H.1.

                                                           

                                                Gambar H.1 Pengayakan pasir [Ikang, 2019]

·           Pencampuran Pasir dan Tanah Liat (zat pengikat)

Setelah pasir diayak kemudian dilakukan proses pencampuran antara pasir dan tanah liat (zat pengikat) dengan komposisi 70% pasir dan 30% tanah liat yang bertujuan supaya pasir cetak mampu ikat saat di buat menjadi cetakan dan proses penuangan alumunium cair kedalam cetakan [Ikang, 2019], dapat dilihat pada Gambar H.2.

                                                         

                   Gambar H.2 Pencampuran Pasir dan Tanah Liat [Ikang, 2019]

·           Pembuatan cope dan drag cetakan

Pembuatan cetakan dibagi menjadi dua bagian yaitu cope dan drag dimana yang pertama dibuat yaitu drag cetakan (gambar a) kemudian pembuatan cope cetakan (gambar b) yang pada bagian ini adanya saluran turun dan saluran penambah.[Ikang, 2019] Dimana saat pembuatan masing-masing bagian cetakan tersebut pola dimasukkan, dapat dilihat pada Gambar H.3.

                  

                            A. Drag cetakan                            B. Cope cetakan

                        Gambar H.3 A. Drag cetakan dan B. Cope cetakan [Ikang, 2019]

·           Pelepasan pola

Cope dan drag dipisahkan kembali untuk mengeluarkan pola dari cetakan yang telah dibuat, [Ikang, 2019], pada saat pelepasan pola, pastikan cope dan drag dengan jenis pasir yang digunakan itu menempel dengan rapat dan padat, untuk menghindari cacat coran, dapat dilihat pada Gambar H.4.

                                               

                                                   Gambar H.4 Pelepasan pola [Ikang, 2019]

  

I. Pembongkaran dan Finishing

    1.      Pembongkaran

   Sebelum pembongkaran tunggu beberapa saat sampai logam cair tersebut menjadi beku dan benar benar solid atau keras hingga logam dan cetakan dalam kondisi suhu yang rendah, dapat dilihat pada Gambar I.1

Gambar I.1 Proses Pembongkaran [Ikang, 2019]

2.      Finishing

Menganalisa hasil coran setelah proses pengecoran selesai. Dilakukan proses pengukuran kualitas produk hasil coran, yaitu sebagai berikut:

·         ·         Pengukuran Nilai Kekasaran Permukaan

Pengukuran nilai kekasaran permukaan dilakukan pada empat sudut pengukuran yaitu 0^o, 90^o, 180^o dan 270^o. Pengukuran kekasaran ini menggunakan alat surface roughness tester tipe TR200. Pengukuran kekasaran permukaan poros dilakakukan pada  9 titik pengukuran di setiap sudut pengukuran dengan jarak per 10 mm, [Ikang, 2019] Uji kekerasan merupakan pengujian yang efektif untuk menguji kekerasan dari suatu material, dengan pengujian ini dapat mengetahui gambaran sifat mekanis suatu material,  dapat dilihat pada Gambar I.2.

         

      Gambar I.2 Titik pengukuran kekasaran permukaan poros [Ikang, 2019]

 

Pengukuran kekasaran permukaan pulley dilakukan pada 3 bidang yaitu bidang 1, 2 dan 3 di setiap sudut pengukuran sedangkan pada bidang lainnya tidak dilakukan pengukuran kekasaran permukaan dikarenakan bidang yang terlalu kecil sehingga alat kekasaran tidak mampu untuk mengukur, [Ikang, 2019] dapat dilihat pada Gambar I.3.

 

                              Gambar I.3 Titik pengukuran kekasaran permukaan pulley 

 

·        ·         Pengukuran dimensi 

Pengukuran dimensi ini meliputi pengukuran diameter dan panjang produk hasil pengecoran, dimana pengukuran dimensi menggunakan jangka sorong (Vernier Caliper 0,02 mm), [Ikang, 2019] dapat dilihat pada Gambar I.4 dan Gambar I.5.

 

                                            Gambar I.4 Pengukuran dimensi poros 

                                                Gambar I.5 Pengukuran dimensi pulley 

 ·         Pengamatan cacat permukaan (bagian luar) dan bagian dalam hasil coran secara visual

·         Pengamatan cacat dilakukan dibagian luar dan dalam secara visual pada produk hasil pengecoran. Cara pengamatan cacat dilakukan dengan dua cara yang pertama pengamat luar dan bagian dalam coran dilakukan pemotongan atau pembelahan dibagian kritikal point produk pengecoran. Pengamatan ini untuk mengetahui pengaruh dari variasi jenis pasir dan ukuran butir pasir cetak terhadap cacat yang terjadi pada produk hasil pengecoran, dapat dilihat pada Gambar I.6 dan Gambar I.7.

                                        Gambar I.6 pengamatan cacat bagian dalam poros

                                    Gambar I.7 pengamatan cacat bagian dalam pulley

  

                    

 

Read More