Download - Laporan Praktikum.docx
Laporan Praktikum(Pengecoran logam Alumunium menggunakan Cetakan Pasir)
Oleh
Nama : Ahmad Rapa’i
NPM : 0815021020
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG2012
I. Pendahuluan
A. Latar belakang
Dalam dunia industri logam banyak dijumpai produk-produk yang pembuatannya
menggunakan teknik pengecoran terutama komponen yang memiliki bentuk
kerumitan yang tinggi, mengapa dipilih cara ini alasannya cara ini akan
menghasilkan suatu produk yang sesuai dengan yang kita inginkan karena kita
menentukan pola terlebih dahulu yang sama dengan produk aslinya dengan
harapan produk hasil coran presisi selain itu proses pengecoran banyak digunakan
karena tidak memerlukan investasi modal awal yang terlalu tinggi berbeda dengan
pembuatan produk part atau komponen yang pembentukannya memerlukan
mesin-mesin yang canggih misal saja mesin CNC.
Kita ambil contoh untuk menbuat blok mesin jarang sekali digunakan selain
menggunakan cara pengecoran, mungkin ada tetapi jarang sekali kita jumpai
selain cara pengecoran.
Dalam pengecoran digunakan peralatan sederhana terutama pengecoran yang
menggunakan cetakan dari pasir tetapi ada juga yang menggunakan cetakan dari
logam, dari kedua cetakan ini yang paling sederhana adalah cetakan yang berasal
dari pasir.
Cetakan yang berasal dari pasir sangat umum digunakan dalam pengecoran karena
sangat mudah dalam pembentukan polanya,tidak memerlukan teknologi tinggi
bila dibandingkan dengan cetakan yang berasal dari logam tetapi cetakan pasir ini
hanya dapat digunakan sekali pakai berbeda dengan cetakan dari logam yang
dapat digunkan berkali-kali atau secara massal.
Untuk pembuatan pola cetakan yang berasal dari pasir ini perlu ketelitian dan
kesabaran dari si pembuat jika tidak cetakan yang akan dibuat akan mengalami
kegagalan sehingga perlu dilakukan berulang kali.
Dari hal diatas yang melatarbelakangi pengecoran logam menggunakan cetakan
pasir dengan harapkan mendapatkan pengetahuan akan keterampilan dalam proses
pengecoran terutama dalam proses pembuatan cetakannya serta kemampuan untuk
menganalisa kegagalan-kegagalan yang terjadi dalam proses pembutan cetakan
sehingga didapatkan hasil yang optimal.
B. Tujuan
Adapun tujuan dari praktikum pengecoran logam adalah sebagai berikut :
1. Menerapkan teori yang didapat dalam perkuliahan
2. Mengetahui teknik pembuatan cetakan yang berasal dari pasir cetak
3. Menganalisa kegagalan produk dari hasil pengecoran
II. Teori dasar
Proses pengecoran meliputi: pembuatan cetakan, persiapan dan 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 secara garis besar dapat dibedakan dalam proses pengecoran
dan proses percetakan. Pada proses pengeceron 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 umumnya dibuat dari logam. Pada
proses pengecoran cetakan biasanya dibuat dari pasir meskipun ada kalanya
digunakan pula plaster, lempung, keramik atau bahan tahan api lainnya.
A. Pasir
1. Jenis Pasir
Pasir silica (SiO2), ditemukan di banyak tempat, dan tersebar di seluruh
Nusantara. Pasir ini sangat cocok untuk cetakan karena tahan suhu tinggi tanpa
terjadi penguraian, murah harganya, awet dan butirannya mempunyai bermacam
tingkat kebesaran dan bentuk. Namun, angka muainya tinggi dan memiliki
kecenderungan untuk melebur menjadi satu dengan logam. Karena kandungan
debu yang cukup tinggi, dapat berbahaya bagi kesehatan.
2. Pengujian pasir
Pasir cetakan perlu diuji secara berkala untuk mengetahui sifat-sifatnya. Pengujian
yang lazim diterapkan adalah pengujian mekanik untuk menentukan sifat-sifat
pasir sebagai berikut:
1. Permeabilitas. Porositas pasir memungkinkan pelepasan gas dan uap yang
terbentuk dalam cetakan
2. Kekuatan. Pasir harus memiliki gaya kohesi, kadar air dan lempung,
mempengaruhi sifat-sifat cetakan.
3. Ketahanan terhadap suhu tinggi. Pasir harus tahan terhadap suhu tinggi tanpa
melebur.
4. Ukuran dan bentuk butiran. Ukuran butiran pasir harus sesuai dengan sifat
permukaan yang dihasilkan. Butiran harus berbentuk tidak teratur sehingga
memiliki kekuatan ikatan yang memadai.
B. Cetakan
Ada dua cara pengecoran dengan menggunakan cetakan pasir. Pembagian
dilakukan berdasarkan jenis pola yang digunakan:
1) Pola yang dapat digunakan berulang-ulang dan
2) Pola sekali pakai
Urutan pembahasan proses pengecoran adalah sebagai berikut:
1. Prosedur pembuatan cetakan
2. Pembuatan pola
3. Pasir
4. Inti
5. Peralatan (mekanik)
6. Penuangan dan pembersihan benda cor.
Prosedur pembuatan cetakan
Cetakan diklasifikasikan berdasarkan bahan yang digunakan:
1. Cetakan pasir basah (green-sand molds)
Cetakan dibuat dari pasir cetak basah.
2. Cetakan kulit kering (Skin dried mold)
3. Cetakan pasir kering (Dry-sand molds)
Cetakan dibuat dari pasir yang kasar dengan bahan pengikat
4. Cetakan lempung (Loan molds)
5. Cetakan furan (Furan molds)
6. Cetakan CO2
7. Cetakan logam
Cetakan logam terutama digunakan pada proses cetak-tekan (die casting)
logam dengan suhu cair rendah.
8. Cetakan khusus
Cetakan khusus dapat dibuat dari plastic, kertas, kayu semen, plaster, atau
karet.
Proses pembuatan cetakan yang dilakukan di pabrik-pabrik pengecoran dapat di
kelompokkan sebagai berikut:
1. Pembuatan cetakan di meja (Bench molding)
Dilakukan untuk benda cor yang kecil.
2. Pembuatan cetakan di lantai (Floor molding)
Dilakukan untuk benda cor berukuran sedang atau besar
3. Pembuatan cetakan sumuran (pit molding)
4. Pembuatan cetakan dengan mesin (machine molding)
a. Pembuatan Cetakan
Sebagai contoh akan diuraikan pembuatan roda gigi seperti pada Gambar 5.2 di
bawah ini. Cetakan dibuat dalam rangka cetak (flak) yang terdiri dari dua bagian,
bagian atas disebut kup dan bagian bawah disebut drag. Pak kotak cetak yang
terdiri dari tiga bagian, bagian tengahnya disebut cheek. Kedua bagian kotak
cetakan disatukan pada tempat tertentu dengan lubang dan pin.
Cetakan Pola Sekali Pakai
Keuntungan dari proses cetak sekali pakai ini meliputi :
1. Sangat tepat untuk mengecor benda-benda dalam jumlah kecil
2. Tidak memerlukan pemesinan lagi
3. Menghemat bahan coran
4. Permukaan mulus
5. Tidak diperlukan pembuatan pola belahan kayu yang rumit
6. Tidak diperlukan inti atau kotak inti
7. Pengecoran jauh lebih sederhana
Kerugiannya adalah :
1. Pola rusak sewaktu dilakukan pengecoran
2. Pola lebih mudah rusak, oleh karena itu memerlukan penangangan yang lebih
sederhana.
3. Pada pembuatan pola tidak dapat digunakan mesin mekanik
4. Tidak ada kemungkinan untuk memeriksa keadaan rongga cetakan
b. Saluran masuk, penambah, dan karakteristik pembekuan
Sistem saluran masuk (gating system) untuk mengalirkan logam cair ke dalam
rongga cetakan, terdiri dari cawan tuang, saluran turun, pengalir dan saluran
masuk tempat logam mengalir memasuki rongga cetakan. Fungsi system saluran
masuk perlu dirancang dengan mantap dengan mempertimbangkan faktor-faktor
berikut:
1. Aliran logam hendaknya memasuki rongga cetakan pada dasar atau dekat
dasarnya dengan turbulensi seminimal mungkin. Hal ini perlu diperhatikan,
khususnya pada benda tuang yang kecil
2. Pengikisan dinding saluran masuk dan permukaan rongga cetakan harus
ditekan dengan mengatur aliran logam cair atau dengan menggunakan inti
pasir kering.
3. Aliran logam cair yang masuk harus diatur sedemikian sehingga terjadi
solidifikasi terarah. Solidifikasi hendaknya mulai dari permukaan cetakan kea
rah logam cair sehingga selalu ada logam cair cadangan untuk menutupi
kekurangan akibat penyusutan.
4. Usahakanlah agar slag, kotoran atau partikel asing tidak dapat masuk ke dalam
rongga cetakan.
C. Pola
1. Jenis Pola
2. Ketepatan Ukuran Coran
Pada pembuatan pola harus diperhatikan beberapa hal antara lain: pengaruh
penyusutan logam cair, ketirusan, penyelesaian, distorsi dan kelonggaran,
sehingga kita dapat memperoleh benda cor yang benar-benar sesuai dengan benda
yang akan dibuat.
3. Penyusutan
Karena hampir semua jenis logam menyusut pada waktu pembekuan, pada waktu
membuat pola perlu ditambahkan ukuran penyusutan. Untuk kemudahan, untuk
besi cor dapat digunakan mister susut yang 1,04% atau 0,00104 mm/mm lebih
panjang dari ukuran standar. Direncanakan suatu roda gigi yang bila pemesinan
telah selesai, mempunyai diameter luar 150 mm. Untuk brons perlu ditambah
1,56%, baja 2,08%, aluminium dan magnesium 1,30%.
4. Tirus
Bila pola yang dapat diangkat dikeluarkan dari cetakan, kadang-kadang tepi
cetakan pasir yang bersentuhan dengan pola terangkat. Oleh karena itu untuk
memudahkan pengeluaran pola, maka sisi tegak pola dimiringkan. Untuk
permukaan luar, biasanya dipakai penambahan sebesar 1,04% hingga 2,08%.
Untuk lubang di sebelah dalam dapat digunakan kemiringan sampai 6,25%.
5. Penyelesaian
Permukaan coran yang akan mengalami pemesinan biasanya diberi tanda tertentu.
Tanda tersebut berarti bahwa pola harus dipertebal, sehingga cukup bahan untuk
diselesaikan. Umumnya penambahan adalah 3,0 mm. Untuk pola yang besar
suaian tersebut harus ditambah karena ada kemungkinan bahwa benda cor akan
melengkung.
6. Distorsi
Distorsi terjadi pada benda coran dengan bentuk yang tidak teratur karena sewaktu
membeku terjadi penyusutan yang tidak merata. Kemungkinan ini perlu
diperhitungkan sewaktu membuat pola.
7. Kelonggaran
Bila pasir di sekitar pola ditumbuk-tumbuk kemudian pola dilepaskan, pada
umumnya ruangan pola akan lebih besar sedikit. Pada benda cor yang besar atau
benda cor yang tidak mengalami penyelesaian, hal ini dapat diatasi dengan
membuat pola yang kecil sedikit.
Bahan Pola
Langkah pertama dalam pembuatan suatu benda cor ialah: persiapan pola. Pola ini
agak berbeda dibandingkan dengan benda cornya sendiri. Perbedaan tersebut
mencakup suaian pola untuk mengimbangi penyusutan dan pemesinan dan
penambahan lainnya unutk memudahkan pengecoran.
Pola biasanya dibuat dari kayu karena relative murah dan mudah dibentuk. Karena
penggunaan pola biasanya terbatas, pola tidak perlu dibuat dari bahan awet.
Sebaliknya pola yang diperlukan untuk produksi dalam jumlah yang banyak
biasanya dibuat dari logam karena lebih awet dalam penggunaan.
Pola logam tidak berubah bentuk dan rata-rata tidak memerlukan perawatan
khusus. Jenis logam yang banyak digunakan untuk pola ialah kuningan, besi cord
an aluminium. Aluminium banyak digunakan karena mudah dibentuk, ringan dan
tahan korosi. Pola logam biasanya dicor mengikuti pola induk yang terbuat dari
kayu.
III. Metode Praktikum
III.1. Alat dan bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam pengecoran logam alumunium
menggunakan cetakan pasir adalah sebagai berikut :
1. Pasir cetak
2. Pola cetakan (dalam praktikum digunakan asbak)
3. Pipa untuk membuat saluran masuk (inlet)
4. Papan persegi pencetak pasir
5. Bubuk anti air
6. Pasak atau patok bambu
7. Raw material dalam hal ini yang digunakan adalah limbah alumunium
8. Ladel
9. Kuas
10. Sekop / sendok pasir
11. Tungku peleburan mengunakan bahan bakar solar
12. Kompresor
III.2. Prosedur praktikum
Adapun prosedur praktikum yang digunakan yaitu sebagai berikut :
A. Melakukan peleburan raw material alumunium
Pada langkah awal kita melakukan peleburan alumunium terlebih dahulu
dengan tujuan ketika cetakan telah jadi, alumunium cair juga siap dituang.
supaya waktu praktikum dapat di manfaatkan dengan maksimal.
Adapun langkah pelebuaran alumunium yaitu sebagia berikut :
1. Mengisi solar kedalam tabung bahan bakar
2. Manghidupkan kompresor yang akan digunakan untuk proses
karburasi solar, sementara menunggu tekanan dalam tabung
mencukupi, masukkan alumunium yang akan dilebur kedalam tungku.
3. Membuka keran nozel bahan bakar sedikit saja, kemudian sulutkan api
pada ujung nozel untuk menghidupkan api pada awal peleburan
4. Putar keran saluran nozel secara perlahan hingga nyala api dianggap
cukup untuk melakukan proses peleburan.
Sementara menunggu alumunium mencair, praktikan malakukan prosedur
lainnya yaitu;
B. Membuat cetakan
1. Menyiapkan tempat pembuatan cetakan pasir
2. Menyiapkan alat pembuatan cetakan pasir
3. Membentuk pola pada cetakan bagian bawah dengan mengisi rongga
bagian bawah asbak yang digunakan sebagai pola. Sebelum mengisi
bagian bawah rongga pola. Terlebih dahulu menaburkan bubuk anti air
supaya pola bias terlepas dari cetakan pasir dengan mudah.
4. Setalah memastikan pola bagian bawah terbentuk dengan baik, lalu
menaburkan bubuk anti air kembali dibagian atas dan sekitar pola supaya
bagian atas pola dapat terpisah dengan mudah dari pola bagian bawah saat
dilepas.
5. Asbak yang dijadikan pola masih terletak pada pola bagian bawah,
kemudian memasang balok pencetak pasir cetak dengan posisi pola berada
tepat dingah.
6. Meletakkan pipa saluran masuk pada bagian atas pola untuk membentu
salusan masuk, Kemudian mengisi balok dengan pasir cetak.
7. Memadatkan cetakan pasir hingga rata dengan balok pencetak pasir cetak,
dan memasang pasak bambu di keempat sisi cetakan sebagai acuan posisi
awal cetakan.
8. Melepaskan pipa pembentuk saluran masuk secara perlahan, lalu
mengangkat cetakan pola bagian atas secara perlahan.
9. Melepaskan asbak yang digunakan sebagai pola dari pasir cetak secara
perlahan, dan memastikan pola terbentuk dengan sempurna.
10. Meletakkan kembali cetakan pola bagian atas dengan berporos pada pasak
bamboo yang sebelumnya terpasang pada keempat sisi cetakan. Dan
memastikan cetakan terpasang seperti pada kondisi sebelum cetakan pola
atas diangkat.
11. Membuka balok pencetak pasir cetak, dan menutup bagian bawah sisi
cetakan pasir dengan pasir cetak untu mengantisipasi meluasnya aliran
alumunium cair jika terjadi kebocoran cetakan pasir.
12. Setelah memastikan cetakan pasir siap digunakan, maka langkah
selanjutnya menuangkan alumunium cair kedalam cetakan pasir secara
cepat dan konstan, dan memastikan rongga pola terisi penuh.
13. Menunggu kurang lebih lima menit untuk memastikan alumunium cair
telah membeku, kemudian keluarkan hasil cetakan dari cetakan pasir.
IV. Pembahasan
Dalam proses pengecoran yang telah dilakukan banyak hal yang perlu
diperhatikan diantaranya pada saat pembuatan cetakan, dalam prakikum
yang dilakukan di tanjung bintang cetakan yang digunakan menggunakan
pasir, pada saat membuat cetakan yang berbahan dari pasir perlu
diperhatikan kadar air pada pasir cetak karena bila kadar air yang terlalu
tinggi maupun yang terlalu sedikit akan membuat proses pencetakan
menjadi sulit,usahakan kadar air pas agar pasir cetak mudah untuk
dilakukan proses pencetakan dan tidak menimbulkan gelembung-
gelembung udara pada saat coran telah dituang kedalam cetakan.
Pembuatan cetakan yang dilakukan setelah pasir cetak siap digunakan
banyak hal yang perlu diperhatikan yaitu pertama
penaburan bubuk anti air usahakan bubuk anti air ditabur secara merata
agar pada saat pengangkatan cetakan pasir pada bagian dasar tidak ikut
terangkat bersama cetakan, selain pada dasar cetakan bubuk anti air harus
juga diberikan pada pola, disini pola yang digunakan yaitu asbak dan gelas
, agar pada pelepasan pola pada cetakan bagian bawah dapat dilakukan
dengan mudah. Kedua pemadatan pasir cetak pada saat proses pengisian
papan cetak, lakukan dengan pengisian sedikit demi sedikit lalu padatkan
perlahan, tujuan nya adalah agar kepadatan pasir cetak pada papan cetak
merata jika kepadatan pasir cetak tidak merata pada saat pengangkatan
cetakan atas ada sebagian pasir cetak tidak terangkat atau rontok. Ketiga
pada saat penggabungan cetakan bagian atas dengan cetakan bagian
bawah harus diperhatikan kesejajaran antara bagian kanan yang dipegang
dan bagian kiri yang dipegang pada cetakan jika tidak sejajar maka
mengakibatkan bersentuhan antara pola bagian bawah dan bagian atas jika
bersentuhan dipastikan pasir akan rontok.
Proses penuangan logam cair kedalam cetakan dalam praktikum yang telah
dilakukan tidak mengalami kendala, kegagalan pengecoran yang telah
dilakukan banyak terjadi pada proses pembuatan cetakan maka dari itu
perlu dilakukan berulang-ulang dalam pembuatan cetakan, kegagalan
diantaranya benda hasil coran terbentuk hanya sebagian, pada saat
penuangan coran kedalam cetakan coran meluber atau coran keluar dari
pola cetakan, kesalahan letak saluran masuk sehingga benda hasil coran
susah untuk di finishing,untuk mengatasi hal tersebut telah dijelaskan di
atas.
Sebagian besar kegagalan produk hasil coran dalam praktikum ini adalah
produk hasil coran terbentuk hanya sebagian, hal ini terjadi karena
kesalahan pada proses pembuatan cetakan. Proses pembuatan cetakan
adalah hal yang terpenting dalam menentukan produk hasil coran, gagal
tidak nya hasil coran sangat ditentukan oleh cetakan coran.
V. Simpulan dan saran
a. Simpulan
Adapun simpulan yang dapat diambil dalam praktikum pengecoran logam
menggunakan cetakan pasir cetak adalah sebagai berikut :
1. Kadar air pada pasir cetak harus pas agar mudah dalam proses
pencetakan dan tidak menimbulkan gelembung pada saat coran
telah dituang kedalam cetakan.
2. Proses pembuatan cetakan dengan pasir cetak harus dilakukan
dengan teliti dan hati-hati agar didapat hasil coran seperti bentuk
polanya
3. Kegagalan produk hasil coran sangat ditentukan dari cetakan pasir
yang dibuat.
b. Saran
Adapun saran yang dapat diberikan dalam praktikum pengecoran
Logam menggunakn cetakan pasir cetak adalah sebagai berikut :
1. Pada saat penyatuan cetakan atas dan cetakan bawah,diusahakan
tidak miring agar dinding-dinding pola tidak jatuh atau rontok
2. Hati-hati pada saat peleburan logam agar tidak terlalu dekat dengan
tungku peleburan dan hati-hati pada saat penuangan agar tidak
terkena bagian tubuh praktikan.
Daftar Pustaka
www.google.com/wikepedia/pengecoran
www.blogspot.com/D&V/teknikpengecoran