halaman

Sabtu, 21 Mei 2011

Dasar-dasar ilmu pengecoran logam

Kebutuhan logam ternyata tidak hanya sebatas benda dengan permukaan rata. Kebutuhan akan logam juga berkembang pesat seiring dengan teknologi yang mendukungnya. Sekarang kita bisa menghasilkan benda logam dalam bentuk apaun tanpa harus mengalami proses penenmpaan.
Pada zaman dahulu untuk menhasilkan logam yang brbentuk rumit maka benda haruslah di panaskan dan dipukul sebagaimana proses penempaan pada umumnya. Namun seiring kemajuan zaman tuntutan akan kebutuhan logam semakin meningkat dan atas tuntutan itulah kini telah tercipta tungku-tungku pelebur besi yang menhasilkan suhu diatas 1500 °C.
PENGERTIAN PENGECORAN
Pengecoran adalah suatu proses manufaktur yang menggunakan logam cair dan cetakan untuk menghasilkan parts dengan bentuk yang mendekati bentuk geometri akhir produk jadi. Logam cair akan dituangkan atau ditekan ke dalam cetakan yang memiliki rongga sesuai dengan bentuk yang diinginkan.
Setelah logam cair memenuhi rongga dan kembali ke bentuk padat, selanjutnya cetakan disingkirkan dan hasil cor dapat digunakan untuk proses sekunder. Pasir hijau untuk pengecoran digunakan sekitar 75 percent dari 23 million tons coran yang diproduksi dalam USA setiap tahunnya.

Pengecoran (CASTING) adalah salah satu teknik pembuatan produk dimana logam dicairkan dalam tungku peleburan kemudian di tuangkan kedalam rongga cetakan yang serupa dengan bentuk asli dari produk cor yang akan dibuat
Ada 4 faktor yang berpengaruh atau merupakan cirri dari proses pengecoran, yaitu :

1. Adanya aliran logam cair kedalam rongga cetak
2. Terjadi perpindahan panas selama pembekuan dan pendinginan dari logam dalam cetakan
3. Pengaruh material cetakan
4. Pembekuan logam dari kondisi cair

Klasifikasi pengecoran berdasarkan umur dari cetakan, ada pengecoran dengan sekali pakai (expendable Mold) dan ada pengecoran dengan cetakan permanent (permanent Mold). Cetakan pasir termasuk dalam expendable mold.

Karena hanya bisa digunakan satu kali pengecoran saja, setelah itu cetakan tersebut dirusak saat pengambilan benda coran. Dalam pembuatan cetakan, jenis-jenis pasir yang digunakan adalah pasir silika, pasir zircon atau pasir hijau.

Sedangkan perekat antar butir-butir pasir dapat digunakan, bentonit, resin, furan atau air gelas.

 


Proses pengecoran sendiri dibedakan menjadi dua macam, yaitu traditional casting dan non-traditional/contemporary casting.

Teknik traditional terdiri atas :
1. Sand-Mold Casting
2. Dry-Sand Casting
3. Shell-Mold Casting
4. Full-Mold Casting
5. Cement-Mold Casting
6. Vacuum-Mold Casting

Sedangkan teknik non-traditional terbagi atas :
1. High-Pressure Die Casting
2. Permanent-Mold Casting
3. Centrifugal Casting
4. Plaster-Mold Casting
5. Investment Casting
6. Solid-Ceramic Casting

 
Perbedaan secara mendasar di antara keduanya adalah bahwa contemporary casting tidak bergantung pada pasir dalam pembuatan cetakannya. Perbedaan lainnya adalah bahwa contemporary casting biasanya digunakan untuk menghasilkan produk dengan geometriyang kecil relatif dibandingkan bila menggunakan traditional casting. Hasil coran non-traditional casting juga tidak memerlukan proses tambahan untuk penyelesaian permukaan. Jenis logam yang kebanyakan digunakan di dalam proses pengecoran adalah logam besi bersama-sama dengan aluminium, kuningan, perak, dan beberapa material non logam lainnya.


MACAM-MACAM PENGECORAN
 
PERMANENT MOLD CASTING
Jenis pengecoran ini , cetakannnya dapat dipakai berulang kali (terbuat dari logam dan grafit). Pengecoran ini dikhususkan untuk pengecoran logam non ferrous dan paduan.

Kualitas pengecoran ini tergantung dari kualitas mold, umumnya dikerjakan dengan machining untuk mendapatkan kualitas yang bagus maka dikerjakan dengan proses machining yang memiliki keakuratan yang tinggi

Advantage Permanent Mold Casting:
1. Produksi Tinggi
2. Cetakan dapat dipakai berulang kali
3. Dalam operasinya tidak diperlukan tenaga ahli
4. Ketelitian produk lebih baik daripada sand casting
5. Tidak memerlukan proses lanjutan

Disadvantage Permanent Mold Casting:
1. Harga cetakan mahal
2. Perlu perhitungan yang tepat dalam mengerjakan cetakan
3. cetakan untuk satu macam produk
4. ukuran produk kecil dan sederhana
5. tidak dapat mengecor baja

 
CENTRIFUGAL CASTING
Prinsip: Menuangkan logam cair ke dalam cetakan yang berputar dan akibat gaya centrifugal logam cair akan termampatkan sehingga diperoleh benda kerja tanpa cacat.
Pengecoran ini digunakan secara intensif untuk pengecoran plastik , keramik, beton dan
semua logam.

Advantage Centriugal Casting:
1. Riser tidak diperlukan
2. Produk yang berlekuk-lekuk dapat diproses dengan kualitas permukaan baik
3. toleransi dimensi kecil
4. ketebalan benda kerja uniform

Disadvantage Centrifugal Casting:
1. Harga peralatan mahal
2. Biaya maintenance mahal
3. Laju produksi rendah
4. One product in one mold
5. Gaya centrifugal besar

Pengecoran Centrifugal dapat dibagi 2 macam , yaitu:
A. Pengecoran Centrifugal Mendatar
B. Pengecoran Centrifugal Vertikal

INVESTMENT CASTING
Proses pengecoran dengan pola tertanam dalam rangka cetak , kemudian pola dihilangkan dengan cara pemanasan sehingga diperoleh rongga cetak.

Pola biasanya terbuat dari lilin (wax) , plastik atau mateial yang mudah meleleh . Pengecoran ini sering juga disebut WAX LOST CASTING.

Proses Pengecoran ini Dibagi 2 Macam:
A. Investment Flask Casting
B. Investment Sheel Casting

Prosedur Investment Casting:
1. Membuat Master Pattern
2. Membuat Master Die
3. Membuat Wax Pattern 4
4. Melapisi Wax Pattern
5. Mengeluarkan Wax Pattern dari Mold
6. Preheat Mold
7. Menuangkan logam cair
8. Mengeluarkan Produk

Proses yang termasuk juga Investment Casting adalah FULL MOLD PROCESS atau LOST FOAM PROCESS. Bahan Pattern biasanya Expanded Polystyrene.

DIE CASTING

Proses ini mempergunakan tekanan dalam memasukkan logam cair ke dalam rongga cetakan dan dengan dibawah tekanan dibiarkan membeku .
Die Casting umumnya untuk logam non Ferrous dan paduan . Die biasanya terbuar dari baja yang dikeraskan.

Advantage Die Casting
1. Ukuran dan bentuk benda sangat tepat
2. Jarang menggunakan proses finishing
3. Baik untuk produksi massal
4. Waste material rendah.

Disadvantage Die Casting
1. Harga mesin dan cetakan mahal
2. Bentuk benda kerja sederhana
3. Benda kerja harus segera dikeluarkan
4. Berat dan ukuran produk terbatas
5. Umur cetakan menurun

Berdasarkan prosesnya , Die Casting dapat dikelompokkan 2 jenis:
A. Hot Chamber Die Casting
B. Cold Chamber Die Casting

HOT CHAMBER DIE CASTING
Pada proses ini , tungku pencair logam jadi satu dengan mesin cetak dan silinder injeksi terendam dalam logam cair. Silinder injeksi digerakkan secara pneumatik atau hidrolik. Pada umumnya Die Casting jenis ini hanya cicik untuk deng, timah putih, timbal dan paduannya.

Pada mesin ini mempunyai komponen utama : silinder plunger , leher angsa (goose neck) dan nozzle.

Logam cair ditekan ke dalam rongga cetakan dengan tekanan tetap dipertahankan salama pembekuan terjadi. Leher angsa yang terendam logam cair sewaktu plunger pada kedudukan teratas . Kemudian logam cair diinjeksikan ke rongga cetakan dengan amat cepat.

COLD CHAMBER DIE CASTING
Pada mesin cetak ini, tungkunya terpisah dari mesinnya. Mesin membutuhkan tekanan yang lebih besar untuk menutup cetakan dan pengisian rongga cetakan.

M = Massa Benda Coran
N = Jumlah Produk Yang DiproduksiW=M[1+(N-1)(1-0.3 x o.95) + 0.3 x 0.05]
W=200 [ 1+(3000-1)(1-0.285) +0.015]
W=429.060 gramJadi total aluminium yang harus disediakan 429,06 kg

Cara kerja mesin ini, dimulai dari pencairan logam cair kemudian dituangkan ke dalam plunger yang berdekatan dengan cetakan, baru dilakukan penekanan secara hidrolis . Proses ini biasanya cocok untuk logam-logam yang memiliki temperatur leleh tinggi, misalnya aluminium dan magnesium.

The Advantage of Cold Chamber Die Casting:
1. Produk yang dibuat Hot Chamber bisa dibuat di sini
2. Tidak terjadi serangan panas dari logam cair pada bagian mesin
3. Dapat dioperasikan pada tekanan tinggi
4. Kualitas benda kerja dapat dikontrol

The Disadvantage of Cold Chamber Die Casting
1. Diperlukan alat bantu
2. Siklus kerja lebih lama
3. Kemungkinan cacat cukup besar

INJECTION MOLDING
Perbedaan dengan Die Casting adalah cara material diumpankan dan msuk ke rongga cetakan . Injection molding dikhususkan untuk material non logam , mis gelas, plastik dan karet.

Butiran plastik dimasukkan dalam hopper kemudian feed screw butiran plastik dipanaskan oleh elemen pemanas kemudian pada waktu sampai di nozzle sudah berupa cairan plastik dan cairan plastik ditekan masuk ke rongga cetakan . Die pada injection casting dilengkapi dengan sistem pendingin untuk membentu proses pembekuan (solidifikasi).

BLOW MOLDING
Proses ini digunakan untuk produk plastik, gelas dan karet , seperti botol plastik, gelas minuman, nipple karet, gelas kendi , dsb.

Proses ini diawali dengan pembuatan parison (gumpalan cair dalam bentuk penampang pipa) dan dimasukkan ke mesin cetak tiup . Kemudian udara ditiup masuk melalui lubang penampang pipa, karena desakan udara maka gumpalan tadi akan menyesuaikan dengan bentuk cetakan dan dibiarkan sampai menjadi padat.

The Advantage of Injection Molding
1. Keakuratan dimensi tinggi
2. Kualitas permukaan baik
3. Siklus kerja pendek

The anAdvantage of Injection Molding
1. Harga mesin mahal
2. Ekonomis untuk produksi massal