SUMBER BELAJAR PENUNJANG PLPG

Transkripsi

1 SUMBER BELAJAR PENUNJANG PLPG 2016 MATA PELAJARAN/PAKET KEAHLIAN TEKNIK PENGECORAN LOGAM Membuat Pola Arianto Leman Soemowidagdo KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN DIREKTORAT JENDERAL GURU DAN TENAGA KEPENDIDIKAN 2016

2 BAB 3 MEMBUAT POLA A. SUB KOMPETENSI Dasar-dasar pembuatan pola pada teknik pengecoran logam dapat dipahami dan dijelaskan dengan benar. B. TUJUAN PEMBELAJARAN Mahasiswa mampu menjelaskan dengan benar dasar-dasar pembutan pola pada teknik pengecoran logam. C. URAIAN MATERI 1. Pembuatan Pola Proses pembuatan pola diawali mengidentifikasi gambar kerja pola. Desainer pengecoran menyampaikan informasi-informasi perencanaan pembuatan pola yang antara lain meliputi: bentuk, ukuran, bahan dan penyelesaian akhir permukaan pola. Pembuat pola memilih bahan pembuat pola berdasar informasi pada gambar kerja pola. Bahan yang berbeda membutuhkan perlakuan dan proses pengerjaan pembuatan pola yang berbeda pula. Sebagai contoh, penggunaan kayu sebagai bahan pembuat pola harus dicermati struktur serat, sifat-sifat, kekuatan dan sebagainya. Pada pembuatan pola digunakan berbagai mesin dan perkakas. Pembuat pola seyogyanya memiliki kompetesni yang sesuai. Sebagai contoh pada pembuatan pola dari kayu dibutuhkan kompetensi untuk mengoperasikan mesin dan alat, seperti: mesin bubut kayu, mesin gergaji pita mesin ketam perata dan sebagainya. Demikian pula pada pembuata pola dari resin, dibutuhkan pengetahuan dan kompetensi berkerja dengan bahan-bahan kimia, seperti: resin, hardener, katalis, pemlastis dan sebagainya. Pengetahuan tentang kesehatan dan keselamatn kerja mutlak diperlukan dalam proses pembuatan pola. 2. Pola Kayu dan Logam Pola dari kayu, murah, cepat pembuatannya dan mudah diolah dibanding pola logam. Pola kayu umumnya dipakai untuk pengecoran dengan cetakan pasir (Surdia &

3 Chijiiwa, 1976). Permukaan pola kayu biasanya diperkuat dengan lapisan plastik ataupun krom (Ngatiman, 2016). Faktor penting dalam menentukan macam pola adalah: (1) proses pembuatan cetakan, (2) dimana pola tersebut dipakai dan (3) pertimbangan ekonomi terkait biaya pembuatan cetakan dan biaya pembuatan pola. Syarat-syarat yang harus dipenuhi dalam pembuatan pola dari kayu adalah: 1) Pola harus mudah dikeluarkan dari cetakan. 2) Pola harus memiliki permukaan yang halus. 3) Pola tidak boleh memiliki sudut-sudut tajam. 4) Harus memiliki lubang pena berulir untuk pengambilan dari cetakan. 5) Ukuran pola harus lebih besar dari benda asli untuk mengantisipasi penyusutan dan penyelesaian mesin. 6) Penempatan inti harus mudah untuk pola yang berlubang atau berbentuk pipa. 7) Permukaan pisah jangan terlalu banyak karena akan mengambil banyak waktu didalam proses pembuatan cetakan yang menyebabkan tonjolan-tonjolan sehingga pembuatan pola menjadi mahal. a. Mengidentifikasi gambar rencana pola Benda seperti tampak pada Gambar3.1. akan dibuat dengan proses pengecoran. Hal yang diamati adalah dari gambar adalah: (1) Bentuk benda yang akan dibuat untuk menentukan permukaan pisah dan bagian-bagian mana yang akan diberi kemiringan; (2) Ukuran benda yang akan dibuat untuk menentukan ukuran pola. Langkah selanjutnya adalah mengidentifikasi ukuran benda-benda silindris yang akan dibuat sehingga diperoleh ukuran seperti tampak pada Gambar 3.2. (Ngatiman, 2016). Gambar 3.1. Benda berbentuk silinder A (kiri) dan B (kanan)

4 Gambar 3.2. Benda berbentuk silinder A (kiri) dan B (kanan) Langkah selanjutnya adalah menentukan permukaan pisah. Cetakan untuk kedua benda silindris A dan B dapat di buat secara vertikal seperti tergambar atau secara horisontal. 1) Jika dituang secara vertikal, maka bidang-bidang yang sejajar sumbu silindrisnya harus di beri kemiringan agar mudah di ambil dari cetakan pasir. Permukaan pisah bisa saja tidak digunakan, yang berarti benda akan dituang secara terbuka tanpa kup dan hanya dibutuhkan satu pola pejal. Hal ini berarti menghilagkan pula sistem saluran. Namun dengan cara ini berarti logam akan bersentuhan langsung dengan udara luar setelah dituang. Hilangnya sistem saluran dapat menyebabkan kotoran dan terak di dalam ladel akan masuk ke dalam coran. 2) Jika dituang secara horisontal, maka bidang-bidang tegak lurus sumbu silindris harus diberi kemiringan. Sedang bidang yang sejajar sumbu silindris tidak perlu diberi kemiringan karena bentuk benda sudah membulat. Permukaan pisah berupa sebuah bidan sejajar sumbu silindris. Pengecoran secara horisontal ini akan membutuhkan kup dan drag sehingga diperlukan sistem saluran. Dengan demikian logam cair yang dituang ke dalam cetakan tidak akan terlalu lam bersentuhan dengan udara luar. Keuntungannya adalah kemungkinan terak dan kotoran terbawa masuk ke dalam coran lebih kecil. Kerugiannya adalah proses pembuatan cetakan membutuhkan waktu sedikit lebih lama karena dibutuhkan kup, drag dan sistem saluran pengecoran.

5 b. Menentukan ukuran pola Pada kasus ini akan dibuat pola tunggal dengan pengecoran vertikal. Bentuk dan ukuran pola yang dibutuhkan seperti tampak pada Gambar 3.3. Pola didesain untuk mengantisipasi penyusutan dan penyelesaian mesin diseluruh permukaan coran. Gambar 3.3. Desain pola untuk benda silinder A (kiri) dan B (kanan) c. Langkah pembuatan Tahapan pembuatan pola dari untuk kasus seperti yang telah di bahas di atas adalah sebagai berikut: 1) Kayu yang akan dibuat pola di menggunakan mesin bubut kayu sesuai ukuran. Bagian-bagian tajam diberikan radius. 2) Gunakan amplas kayu untuk mengamplas permukaan hingga halus. 3) Buat lubang berulir pada bagian atasnya untuk mengambil pola dari cetakan. 4) Lapisi seluruh permukaan pola dengan dempul plastik untuk menutup pori-pori kayu sehingga permukaannya menjadi halus disamping lebih tahan aus. 5) Lapisi seluruh permukaan pola dengan cat atau sejenisnya dengan beberapa tahapan agar permukaan pola menjadi lebih licin. 6) Keringkan cat ditempat teduh dan bebas dari debu. Gambar 3.4 dan 3.5 memperlihatkan langkah-langkah pembuatan pola-pola silindris A dan B. Pola-pola didesain untuk pengecoran vertikal sehingga tidak dibutuhkan kup.

6 Lubang ber ulir Lubang ber ulir Gambar 3.4. Pola untuk benda silinder A dan B sebelum di dempul dan di cat Gambar 3.5. Pola untuk benda silinder A dan B setelah di dempul dan dicat Jika akan pola benda silindris A dan B seperti di atas akan dibuat dari logam, maka tahapan identifikasi gambar dan penentuan ukuran pola adalah sama seperti pada pembuatan pola dari kayu. Perbedaannya adalah pada tahap pembuatan pola. Pada pola logam digunakan mesin dan perkakas untuk pengerjaan logam, yaitu: mesin bubut dan perlengkapannya. Pola silindris B dapat dibuat terdiri atas dua bagian, yaitu silinder atas dan bawah yang kemudian disatukan. Penyatuan kedua bagian sebaiknya dengan teknik baut. Jika disatukan dengan teknik pengelesan dapat terjadi deformasi akibat panas yang berdampak pada bentuk dan ukuran pola. Cara ini ditempuh untuk menghemat bahan atau untuk mengatasi keterbatasan ketersediaan bahan baku pembuat pola. Yang harus diperhatikan adalah kelurusan sumbu bagian atas dan bawah.

7 3. Pola Styrofoam Pembuatan pola dari stryofoam, secara prinsip, tahap identifikasi gambar dan penentuan ukuran pola adalah sama dengan pada pembuatnan pola kayu maupun logam. Bagaimanapun, mengingat karakteristik stryofoam, pada tahap penentuan kup, drag dan permukaan pisah harus diperhatikan. Stryofoam akan berubah menjadi gas saat di tuangi logam cair. Kup,drag dan permukaan pisah harus di desain untuk mengendalikan ga dari stryofoam agar tidak menyebabkan cacat pada coran. Pada pengecoran dengan pola stryofoam atau dikenal sebagai lost foam casting, pola dibuat dari foam polystyrene, yang dapat dilakukan dengan berbagai cara. (Wikipedia, 2016). Pola bervolume kecil dapat dipotong dengan tangan atau mesin dari blok solid foam. Jika geometri atau bentuk pola cukup sederhana dapat dipotong menggunakan pemotong foam panas-kawat. Jika volume besar, maka pola diproduksi secara massal dengan injection molding. Butiran expandable polistiren disuntikkan dengan tekanan rendah ke dalam cetakan aluminium panas. Uap panas dimasukkan dan polistiren akan mengembang mengisi seluruh cetakan. Hasilnya adalah pola dengan sekitar 97,5% udara dan 2,5% polistirena. Sistem saluran seperti: cawan tuang, saluran turun, saluran pengalir, saluran masuk dan penamabah ditempelkan dengan pemanasan pada pola. Selanjutnya, pola stryofoam dilapis dengan lapisan tipis keramik dengan cara dicelupkan, dipulaskan, disemprotkan atau dialirkan. Fungsi lapisan ini adalah: 1) Membatasi permukaan pola yang halus dan permukaan pasir yang kasar. 2) Mengontrol permeabilitas. Gas yang timbul akibat penguapan pola saat logam cair dimasukkan ke cetakan akan keluar melalui lapisan keramik dan bergerak keluar lewat pasir. 3) Mencegah erosi pasir untuk menghinadri cacat inklusi pasir. 4) Mencegah penetrasi logam cair ke dalam pasir. Pengecoran dengan pola dari stryofoam seyogyanya dilakukan menggunakan pengecoran tertutup dengan sistem saluran. Dengan demikian dapat diatur agar logam cair mengisi rongga cetakan dari bawah sehingga stryofoam yang berubah menjadi gas akan terdrong keluar seperti tampak pada Gambar 3.6.

8 Gambar 3.6. Pola di dalam cetakan pada lost foam casting. 4. Pola Lilin Gambar 3.7 memperlihatkan secara skematis pembuatan benda cor dengan pola lilin. Pada gambar tersebut bahwa tahap 1 sampai dengan 3 merupakan tahapan pembuatan pola lilin. Jelas bahwa pada pembuatannya pola lilin dibutuhkan sebuah cetakan untuk membuat. Cetakan pembuat pola lilin biasanya di buat dari logam. Pembuatan cetakan ini meliputi perancangan cetakan dan pembuatan cetakan. Oleh karenanya dibutuhkan kompetensi di bidang dies design dan mold making. Pola lilin yang telah dibuat dengan cetakan kemudian disusun menjadi sebuah pohon pola (assembled tree). Contoh hasil penyusun pola lilin menjadi pohon pola tampak pada Gambar Gambar 3.7.

9 DAFTAR PUSTAKA DAFTAR PUSTAKA Ngatiman. (2016). Modul Pengecoran Logam Aluminium. Yogyakarta: Pendidikan Teknik Mesin, FT UNY. Surdia, T., & Chijiiwa, K. (1976). Teknik Pengecoran Logam. Jakarta: PT. PRADNYA PARAMITA. Wikipedia. (2016, Januari 7). Retrieved Juli 26, 2016, from Wikipedia.org: