PENGARUH LAPISAN CETAKAN TANAH LIAT PADA PRODUK HASILPENGECORAN INVESMENT

Transkripsi

1 PENGARUH LAPISAN CETAKAN TANAH LIAT PADA PRODUK HASILPENGECORAN INVESMENT Ahmad Husein Pulungan 1), Duskiardi 1), Iqbal, 1) Program Studi Teknik Mesin-Fakultas Teknologi Industri-Universitas Bung Hatta Jl. Gajah Mada No.19 Olo Nanggalo Padang Telp Fax Seinahmad1@gmail.com ABSTRACT Metal casting is a manufacturing process that uses liquid metal and molds to produce parts with a shape approaching the final geometry of the desired finished product, this modern era, the heavy use of brass in daily life both in households and industry will make brass metal waste more and more, and if it is not handled quickly then this waste will have a negative effect on the environment, based on the above issues then conducted a field survey to find solutions to these problems, so on to get the data for the design of a product that can be overcome goods that have high sales value, in testing conducted for the preparation of the test sample as follows, wax pattern mold making process, the process of making the wax pattern, the application of the mold by using clay, the former in molten brass to melt at a temperature of 1200 C and then poured into mold which has a cavity corresponding to the desired shape, data retrieval is done by observing the effect of a layer of clay mold on investment as the product of casting mold temperature varied and varying the thickness of the mold. The research results obtained by visual observation and analysis, generate surface forms different products for example in the product with a thickness of 4 layers mold with mold temperature 278,5 C the front and back of the product experience and shrinkage cavity spots on the front, on the products with mold layer with a thickness of 5 mold temperature 373,3 C products and shrank a little rough on the front, while the rear section having a little specks cavity, the product with a thickness of 6 layer printed with product 315,7 C mold temperature slightly hollow spots on the front and on the back of shrinking, the product with 7 layers with a thickness mold mold temperature slightly product 245,8 C cavity spots on the front while the rear is declining. Keywords : Investment Casting, Brass Metal Clay. PENDAHULUAN Proses pengecoran adalah salah satu proses manufaktur yang pertama dikenal oleh manusia dan merupakan basic engineering dalam proses manufaktur. Pada dasarnya, proses pengecoran merupakan proses merubah bentuk logam dengan cara mencairkannya terlebih dahulu, kemudian setelah berubah menjadi logam cair, logam tersebut dituangkan dan ditekan ke dalam cetakan yang telah dibuat

2 sebelumnya, lalu dibiarkan membeku, kemudian dikeluarkan dari cetakan. Penggunaan proses pengecoran selain untuk mencairkan logam, juga dipakai untuk proses pembentukan logam sesuai dengan bentuk yang dibutuhkan. Pengecoran logam tersebut menggunakan dapur peleburan yang berfungsi untuk mencairkan logam. Logam Kuningan merupakan logam campuran dari tembaga dan seng. Tembaga merupakan komponen utama dari kuningan, dan kuningan biasanya diklasifikasikan sebagai paduan tembaga. Warna kuningan bervariasi dari coklat kemerahan gelap hingga ke cahaya kuning keperakan tergantung pada jumlah kadar seng. Seng lebih banyak mempengaruhi warna kuningan tersebut. Kuningan lebih kuat dan lebih keras daripada tembaga, tetapi tidak sekuat atau sekeras seperti baja. Kuningan sangat mudah untuk di bentuk ke dalam berbagai bentuk, sebuah konduktor panas yang baik, dan umumnya tahan terhadap korosi dari air garam. Karena sifat-sifat tersebut, kuningan kebanyakan digunakan untuk membuat pipa, tabung, sekrup, radiator, alat musik, aplikasi kapal laut, casing cartridge untuk senjata api dan perlengkapan rumah tangga. Banyaknya penggunaan logam kuningan dalam kehidupan sehari-hari baik itu dalam kalangan industri rumah tangga maupun masyarakat akan berdampak kurang baik terhadap lingkungan jika tidak di atasi dengan baik. 1.1 Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penulisan ini yakni : Mengamati pengaruh temperatur cetakan terhadap hasil cor. Mengetahui pengaruh lapisan cetakan tanah liat terhadap hasil pengecoran logam kuningan. METODOLOGI PENELITIAN Penelitian ini telah dilaksanakan pada bulan September 2014 November 2014 di Jorong Kapalo Koto, Kanagarian Sungai Pua, Kabupaten Agam. Pada penelitian ini metode pengambilan data dilakukan dengan cara yaitu : 1. Studi lapangan yaitu dengan mengambil data secara langsung terhadap objek yang akan diamati sesuai di lapangan. Dicatat langsung pada lokasi penelitian guna mendapatkan data-data yang dibutuhkan. 2. Studi pustaka dilakukan dengan membaca atau mengutip literatur yang relevan atau berkaitan dengan masalah yang akan dibahas baik dari segi teori mencakup dari segi

3 formal perhitungan,sehingga dapat membuat penyelesaian tugas akhir ini. 3. Kajian literatur terhadap eori-teori yang mendasari permasalahan yang diangkat dari dosen pembimbing dan dosen mata kuliah. Alat yang digunakan selama penelitian yaitu : Thermocouple, thermometer digital, thermometer air raksa, dapur pelebur, cetakan pola, dan pola lilin. Sedangkan bahan yang digunakann yaitu : lilin batang, tanah liat, logam kuningan bekas, batu bara. Pengecoran logam kuningan dilakukan dengan cara yaitu : Proses pembuatan cetakan pola Proses pembuatan cetakan pola dilakukan dengan mengukir plat aluminiumm dengan menggunakan teknik etsa sehingga menjadi bentuk seperti gambar di bawah ini Proses Pembuatan Cetakan Pola Dengan Plat Aluminium. Proses pembuatan pola Pada proses pembuatan pola ada beberapa tahap yang harus di lakukan salah satunya yaitu : Proses pengolesan minyak pada permukaan cetakan pola,, proses pencairan lilin, proses pembuatan pola. Pola lilin Proses pengolesan cetakan dengan menggunakan tanah liat yaitu pada prosess ini Pola lilin sudah di bentuk sedemikian rupa dengan master pola kemudian di olesi dengan menggunaka an tanah liat, pada proses pengolesan ada 4 tahap pengolesann yang harus dilakukan yaitu sebagai berikut, pengolesan pertama (1) jenis campuran tanah yang digunakan yaitu tanah liat bekas cetakan, tanah liat atau tanah lempung dan abu sekam padi, selanjutnya pengolesan kedua (2) jenis campuran tanah yang digunakan yaitu tanah liat bentonik, tanah liat atau tanah lempung, dan tanah liat bekas cetakan, kemudian pengolesan yang ketiga (3) jenis campuran tanah yang digunakan yaitu tanah liat atau tanah lempung, dan tanah bekas cetakan, berikutnya pengolesan ke empat (4) jenis campuran tanah yang digunakan ialah tanah liat atau tanah lempung yang mengandung pasir, tanah bekas cetakan, dan sekan padi, semua pengolesan delakukan dengan benar dan merata hingga menutupi ke setiap bagian pola. Proses pengambilan data pada waktu pelaksanaan pengecoran. Proses Pengambilan Data Pada Waktu Pelaksanaan Pengecoran Adapun prosedur yang harus dilakukan pada saat proses pengecoran Kuningan yaitu sebagai berikut : Proses pelepasan lilin dengan cetakan dari tanah liat dengan cara dipanaskan Bahan yang dilebur adalah logam Kuningan bekas. Masukkan bahan bakar kedalam tungku pelebur, kemudian nyalakan tungku peleburan sampai batu bara terbakar sempurna. Dapur krusibel yang sudah terisi logam Kuningann bekas

4 dimasukan kedalam tungku peleburan. Panas pada tungku harus terus terjaga, dengan cara terus menyuplai udara pada bagian bawah tungku dengan mengunakan blower. Letakkan cetakan tanah liat tersebut di atas tungku dengan posisi terbalik agar lilin dapat meleleh sempurna. Setelah kuningan bekas tersebut mulai meleleh maka di aduk dengan menggunakan pengaduk dari baja. Lakukan pengecekan terhadap suhu logam kuningan apakah sudah mencapai titik lebur dari kuningan tersebut ( titik lebur CuZn C ) Sebelum dilakukan penuangan, buang terak atau kotoran yang berada diatas kuningan lebur tersebut. Lakukan penuangan kedalam cetakan, sesuai dengan temperature yang telah ditetapkan. Setelah specimen siap dicetak dan didinginkan, lakukan pembongkaran secara hati-hati. Penuangan dilakukan kedalam cetakan yang mana cetakan dalam kondisi yang sudah dipanaskan. Untuk mendapatkan hasil pengecoran yang baik lakukan penuangan dengan temperatur cetakan dan ketebalan cetakan yang bervariasi. 1. Proses Pengambilan Data Pada Waktu Pelaksanaan Pengecoran a. Waktu Penuangan Catat waktu selama proses penuangan cairan logam kuningan ke dalam cetakan. b. Temperatur Peleburan Untuk pengambilan data temperature peleburan yaitu menggunakan thermometer digital dengan mencelupkan thermokopel kedalam cairan logam kuningan tersebut. c. Temperatur Penuangan Untuk pengambilan data temperature penuangan yaitu menggunakan thermometer digital dengan mencelupkan thermokopel kedalam cairan logam kuningan tersebut. d. Temperatur Lingkungan Mengukur temperature lingkungan pada saat proses penuangan. e. Temperatur Cetakan Pengambilan data temperature cetakan yaitu sebelum proses penuangan kedalam cetakan. f. Pengaruh Tebal Lapisan Cetakan Pengambilan data dilakukan setelah proses penuangan dengan cara melihat hasil permukaan pengecoran invesment. HASIL DAN PEMBAHASAN Proses pelapisan cetakan terdiri dari empat (4) variasi ketebalan lapisan tanah liat dengan temperatur penuangan yang sama yaitu 1150 o C tetapi temperatur cetakan yang berbeda-beda, penuangan pertama dilakukan pada temperatur cetakan tertinggi yaitu cetakan dengan ketebalan 5 lapis dengan temperatur cetakan 373,3 o C, selanjutnya pada cetakan 6 lapis dengan temperatur cetakan 315,7 o C, kemudian cetakan dengan ketebalan 4 lapis dengan temperatur 278,5 o C, dan terakhir pada cetakan dengan ketebalan 7 lapis dengan temperatur cetakan 245,8 o C.

5 Analisa dari hasil penuangan kedalam cetakan dengan ketebalan 5 Pada proses penuangan logam cair kedalam cetakan dengan ketebalan 5 lapi temperatur logam yakni 1150 o C, kemudian penuangan dilakukan ke dalam cetakan dengan cara cetakan dipanaskan terlebih dahulu dengan temperatur 373,3 o C. Setelah melihat hasil dari specimen yang dituang, terlihat pada permukaan dari yang dihasilkan agak kasar dan pada cor juga terlihat bintik- bintik rongga pada bagian nya yang belum terisi oleh logam cair. Hasil dengann cetakan ketebalan 5 lapis Analisa dari hasil penuangan kedalam cetakan dengan ketebalan 6 Pada saat prosess penuangan, logam cair dituangkan kedalam cetakan dengan ketebalan 6 lapis pada temperatur 1150 o C, penuangan dilakukan dalam keadaan cetakan dipanaskan dengan temperatur 315,7 o C. Setelah melihat hasil dari specimen yang dituang, dapat dilihat pada bagian depan specimen masih adaa sedikit bintik-bintikk rongga dan padaa bagian kecekungan yang diakibatkan dari penyusutan logam pada waktu didinginkan. Hasil dengan cetakan ketebalan 6 lapis Analisa dari hasil penuangan kedalam cetakan dengan ketebalan 4 Pada proses penuangan, logam cair dituang kedalam cetakan dengan ketebalan 4 lapis pada temperatur 1150 o C, penuangan dilakukan dalam keadaan cetakan dipanaskan dengan temperatur 278, 5 o C. Setelah melihat hasil dari specimen yang dituang, kita dapat melihat pada permukaan dari yang dihasilkan agak kasar dan pada bagian cor juga terlihat sedikit bintik-bintik rongga, bintik-bintik rongga tersebut terjadi akibat pada saat melakukan pengolesan tahap awal bahan cetakan yang terbuat dari tanah liat pengendapan udara, sehingga pada waktu proses pelepasan pola lilin dari cetakan, cetakan tidak seutuhnya meniru bentuk pola lilin. Hasil dengan cetakan ketebalan 4 lapis

6 Analisa dari hasil penuangan kedalam cetakan dengan ketebalan 7 Pada proses penuangan, logam cair dituang kedalam cetakan dengan ketebalan 7 lapis pada temperatur 1150 o C, penuangan dilakukan dalam keadaan cetakan dipanaskan dengan temperatur 245,8 o C. Setelah melihat hasil dari specimen yang dituang, terlihat pada permukaan dari yang dihasilkan agak kasar dan pada permukaan juga terdapat cacat yang mana pada permukaan sedikit cekung akibat dari penyusutan logam cair sedangkan pada bagian cor bintik-bintik rongga, yang mana bintik- pada bintik rongga tersebut terjadi akibat saat melakukan pengolesan tahap awal bahan cetakan yang terbuat dari tanah liat pengendapann udara, sehingga pada waktu proses pelepasan pola lilin dari cetakan, cetakan tidak seutuhnya meniru bentuk pola lilin.\ Hasil dengann cetakan ketebalan 7 lapis Kesimpulan Dari hasil proses peengolesan cetakan hingga proses penuangan yang dilakukan, mulai dari awal sampai akhir dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Dari hasil pengamatan dan analisa visual, Semakin tingginya temperatur cetakan tanah liat akan menyebabkan bentuk Saran permukaan menjadi halus. 2. Semakin tinggi temperatur logam cair dan semakin cepat waktu penuangann maka semakin besar pula kemungkinan logam cair dapat mengisi rongga-rongga cetakan. 3. Dari pengamatan dan analisa visual dari hasil dapat diketahui bahwa pada variasi ketebalan lapisan cetakan tanah liat dan variasi temperatur cetakan tanah liat menghasilkan bentuk permukaan yang berbeda, misalnya : Pada ketebalan 5 lapis sedikit kasar dan penyusutan pada bagian depan, sedangkan padaa bagian sedikit bintik-bintik rongga. Pada ketebalan 6 lapis sedikit bintik-bintik rongga dan pada bagian dan penyusutan. Pada ketebalan 4 lapis bintik-bintik rongga dan penyusutan pada bagian depan sedangkan pada bagian hanya bintik-bintik rongga. Pada ketebalan 7 lapis sedikit bintik-bintik rongga pada bagian depan sedangkan padaa bagian penyusutan. 1. Untuk sebaiknya penelitian dapat berikutnya dilakukan pengujian analisa mikrostruktur dari hasil pengecoran.

7 2. Perlu dipertimbangkan dalam perencanaan cetakan, baik itu ketebalan cetakan tanah liat maupun bahan cetakan tanah liat yang akan digunakan untuk mendapatkan hasil yang maksimal. DAFTAR PUSTAKA Surdia, T., Chijiwa, K., 2006, Teknik Pengecoran Logam, Cetakan Ke-9, PT. Pradnya Paramita, Jakarta. Groover, Mikell P., 1987, Fundamentals Of Modern Manufacturing, Material, Processes And System, Prentice Hall International Inc. Febriandi, Deri., 2012, Tugas Sarjana, Analisa Pengaruh Temperatur Pada Proses Penuangan Aluminium dengan Menggunakan Cetakan Logam, Teknik Mesin, Universitas Bung Hatta, Padang. Pattnaik, Sarojrani., & Karunakar, Benny. D., 2012, Developments in investment casting process-a review, Journal of Material Processing Technology 212, Alparabbi, Rofik., 2013, Tugas Sarjana, Pengecoran Aluminium Bekas Menggunakan Cetakan Gypsum Dengan Pola Lilin, Teknik Mesin, Universitas Bung Hatta, Padang..