PENGECORAN ALUMINIUM BEKAS MENGGUNAKAN CETAKAN GYPSUM DENGAN POLA LILIN

Transkripsi

1 PENGECORAN ALUMINIUM BEKAS MENGGUNAKAN CETAKAN GYPSUM DENGAN POLA LILIN Rofik Alparabbi 1, Duskiardi 1, Hendri Budiman 1 1 Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Bung Hatta rofikalparabbi@gmail.com Abstract Metal casting is a manufacturing process that uses liquid metal and mold for producing parts with geometric forms of approaching the end of the finished product. Multiple use of Aluminum in everyday life both in the household and industrial waste Aluminum will make more and more. If this is not in the handle quickly then this waste will give a bad impact for the environment. The molten metal is poured or pressed into a mold that has a cavity according to the desired shape. This research will observe the influence of the temperature of the pouring process that occurs in a special mold with casting or commonly called by investment casting, the observations will be made considerations for improvement of the process of pouring. The Material used is cast from aluminum scrap utilised, the mold is mold the wax pattern with gypsum and discussion covering the process of pouring. From the results of observation and visual analysis, the increasing temperature will cause the surface pouring product became rough. Key Word:casting, aluminum, mold, pouring PENDAHULUAN Pengecoran adalah proses untuk mencairkan suatu logam setelah itu dituangkan kedalam cetakan dan cara ini dapat digunakan pada masa kini. Pengecoran logam tersebut digunakan dapur peleburan yang berfungsi untuk mencairkan logam. Banyaknya penggunaan Aluminium dalam kehidupan sehari-hari baik itu dalam rumah tangga maupun industri akan membuat limbah Aluminium semakin banyak. Jika hal ini tidak di tangani denga cepat maka limbah ini akan memberikan dampak yang buruk bagi lingkungan. Material cor yang digunakan adalah aluminium bekas yang sudah terpakai, dengan menggunakan cetakan gypsum dan pola lilin. Pembahasan meliputi proses penuangan dan pengamatan produk hasil pengecoran. Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengamati pengaruh temperatur pada proses penuangan dan mengetahui cara pelapisan cetakan untuk produk yang dihasilkan.

2 METODOLOGI Penelitian ini telah dilaksanakan pada bulan Desember 2012 Februari 2013di Laboratorium Proses Produksi Universitas Bung Hatta Padang. Metode pengambilan data: Gambar 1. Lilin batangan c. Gypsum 1. Gypsum S berguna sebagai tudi lapangan yaitu dengan bahan untuk pembuatan cetakan mengambil data secara langsung yang tahan terhadap pemanasan terhadap objek yang akan diamati tinggi. sesuai di lapangan.dicatat langsung pada lokasi penelitian guna mendapatkan data-data yang dibutuhkan. 2. K ajian literatur terhadap teori-teori yang mendasari permasalahan yang diangkat dari dosen pembimbing dan dosen mata kuliah. Alat dan Bahan. a. Aluminium bekas Dalam proses peleburan ini, digunakan bahan Aluminium batangan, Aluminium ini diperoleh dari bekas praktikum Gambar 2. Gypsum bubuk d. Dapur pelebur Dapur ini terbuat dari batu tahan api dan semen tahan api. Besar dan volume dari dapur peleburan sangat bervariasi tergantung jumlah bahan yang akan dilebur. dilboratorium CNC Universitas Bung Hatta. b. Lilin batangan Lilin batangan berguna untuk pembuatan pola dengan merk naga terbang. Gambar 3. Dapur pelebur

3 e. Batu bara Batu bara merupakan bahan bakar pengganti. Selain harganya tidak terlalu mahal, batu bara juga dapat menghasilkan panas yang baik untuk peleburan. Gambar 6. Krusibel h. adel Ladel merupakan alat penuang dalam peleburan. Aluminium cair yang memiliki suhu tinggi Gambar 4. Batu bara diambil dari dalam crucible dan f. dituangkan P ke dalam cetakan. ola Merupakan model dari benda Ukuran dari alat ini disesuaikan dengan volume pola. yang akan di cor, pola ini terbuat dari lilin yang diukir. Gambar 7. Ladel i. hermometer digital Alat ini digunakan sebagai Gambar 5. Pola lilin pengukur suhu aluminium cair. g. K rusibel Peralatan ini dugunakan untuk melebur Aluminium, dibuat dari besi cor. Gambar 8. Thermometer digital j. Blower

4 Panas pada tungku dijaga dengan terus menyuplai udara pada bagian bawah tungku, untuk itu digunakan blower.tanpa alat ini, maka panas yang dihasilkan dari batu bara akan turun kebawah dan panas yang dihasilkan tidak stabil. Prosedur Penelitian. Pengecoran Aluminium dilakukan di Laboratorium Proses Produksi Universitas Bung Hatta Padang. Adapun tahap penelitian yang akan saya lakukan dalam rangka mengumpulkan data hingga penyelesaian masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: Sulfat (sebagai komposisi utama). Bahan-bahan yang harus disiapkan adalah bubuk gypsum dan air, dengan komposisi gypsum 100% dan air 65%, paduan gypsum dan air diaduk dengan rata menggunakan tangan. Proses selanjutnya adalah coating, yaitu pelapisan pola lilin dengan cara menuang adonan gypsum kedalam wadah plastik hingga mendapatkan ketebalan sekitar 10mm. 1. Proses pembuatan pola lilin Proses pembuatan pola lilin dilakukan dengan cara mengukir lilin batangan menjadi bentuk yang diinginkan. Gambar 9. Pola lilin yang diukir 2. Pembuatan cetakan gypsum Cetakan gypsum terbuat dari bubuk gypsum yang secara kimia dikenal dengan CaSO4 atau Kalsium Gambar 10. Pembuatan cetakan gypsum 3. Pemanasan cetakan gypsum Cetakan gypsum yang masih lunak dan memiliki kadar air yang tinggi perlu dipanaskan. Tujuannya agar air di dalamnya habis menguap dan Pemanasan meliputi dua proses yaitu, proses dewaxing dan dilanjutkan dengan proses pengerasan cetakan gypsum. Proses dewaxing

5 bertujuan untuk mengeluarkan lilin tungku pelebur, kemudian dari dalam cetakan gypsum. Caranya dengan memanaskan cetakan selama nyalakan tungku peleburan sampai batu bara terbakar sempurna. 90 menit, maka lilin akan meleleh dan c. menetes kebawah. apur krusibel yang sudah terisi Aluminium dimasukan kedalam tungku peleburan. d. anas pada tungku dijaga, dengan Proses pengerasan cetakan gypsum cara terus menyuplai udara pada dilakukan langsung setelah proses dewaxing bagian bawah tungku, untuk itu selesai. Setelah temperatur cetakan gypsum digunakan blower. naik, maka cetakan gypsum telah padat dan e. mengeras. Pada kondisi inilah cetakan etakkan cetakan gypsum di atas gypsum memiliki ketahanan yang baik tungku dengan posisi terbalik agar terhadap logam cair panas. lilin dapat meleleh sempurna. f. etelah alumunium mulai meleleh maka diaduk menggunakan pengaduk dari baja. g. akukan pengecekan suhu Gambar 11. Dewaxing dan pemanasan Aluminium apakah sudah cetakan mencapai titik lebur dari aluminum tersebut ( titik lebur Al Pelaksanaan Penelitian 660 C ) Adapun proses yang dilakukan pada h. pengecoran Aluminium adalah sebagai ebelum dilakukan penuangan, berikut : buang terak/kotoran yang berada a. B diatas aluminium lebur tersebut. ahan yang dilebur adalah i. Aluminium secrap dan batangan. akukan penuangan kedalam b. M cetakan, sesuai dengan temperature asukkan bahan bakar kedalam yang telah ditetapkan.

6 c. emperatur penuangan Pengambilan data temperature penuangan yaitu menggunakan thermokopel digital dengan mencelupkan thermometer kedalam Gambar 12. Proses penuangan cairan logam aluminium tersebut. j. d. S etelah specimen siap dicetak dan emperatur Lingkungan didinginkan, lakukan Ukur temperature lingkungan pada pembongkaran secara hati-hati. saat proses penuangan. k. e. P enuangan dilakukan pada cetakan emperatur Cetakan dalam kondisi yang sudah Pengambilan data temperature dipanaskan. cetakan yaitu sebelum proses l. U penuangan kedalam cetakan. ntuk mendapatkan hasil pengecoran yang baik lakukan HASIL DAN PEMBAHASAN penuangan dengan temperatur Dibawah ini adalah parameter yang peleburan yang bervariasi. diset pada saat proses pengecoran : Pengambilan data a. W aktu Penuangan Catat waktu selama proses penuangan aluminium kedalam Gambar 13. Parameter yang diset cetakan. Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa b. T selama proses pengecoran didapat empat emperatur peleburan buah specimen yang dihasilkan dengan Pengambilan data temperature temperature peleburan, penuangan, waktu peleburan yaitu menggunakan penuangan yang berbeda. Temperatur thermokopel digital dengan penuangan yang terlalu tinggi karena mencelupkan thermometer kedalam sulitnya mengontrol temperatur peleburan ke cairan logam aluminium tersebut. temperatur penuangan tersebut. Ini terjadi

7 karena suhu disekitar tungku peleburan terlalu tinggi, sedangkan pada saat pengecekan suhu hanya dilakukan dengan cara manual. 1. Penuangan logam cair pada temperatur 950 C, dengan temperatur cetakan 29 C. Gambar 15. Penuangan temperatur 900 C 3. Penuangan logam cair pada temperatur 850 C, dengan temperatur cetakan 147 C. Gambar 14. Hasil penuangan 950 C Pada pengecoran pertama ini terlihat pada bagian tengah produk masih belum terisi oleh logam cair. Permukaan produk terlihat kasar, kemungkinan terjadi karena masih banyaknya udara yang terperangkap di dalam cetakan. 2. Penuangan logam cair pada temperatur 900 C, dengan temperatur cetakan 60 C. Terlihat pada hasil produk masih belum sempurna, bentuk permukaan yang kasar dan belum terbentuknya detail dari produk. Ini kemungkinan terjadi karena temperatur penuangan terlalu tinggi dan temperatur cetakan yang rendah sehingga logam cair yang berada di dalam cetakan cepat membeku. Gambar 16. Penuangan temperatur 850 C Pada hasil penuangan produk ketiga terlihat pada bagian atas dan bawah produk hasil penuangan material sudah terlihat menyatu. Tetapi pada bagian tengah produk masih ada bagian yang belum terisi material, ini terjadi karena pada cetakan tidak adanya saluran penambah. Sehingga masih banyaknya udara terperangkap di dalam cetakan pada saat proses penuangan. 4. Penuangan pada temperatur 790 C

8 menyebabkan bentuk permukaan produk menjadi kasar. Suhu penuangan yang dianjurkan adalah 780 C. 2. Semakin cepat waktu penuangan maka semakin besar pula kemungkinan logam cair dapat Gambar 17. Penuangan temperatur 790 C Pada produk keempat terlihat mengisi rongga-rongga cetakan. 3. Dari pengamatan dan analisa visual hasil penuangan diketahui bahwa pada beberapa bagian material sudah pada variasi temperatur cetakan menyatu, dan bentuk dari pola sudah menghasilkan bentuk permukaan terpenuhi. Walupun belum seperti yang diharapkan, permukaan dari produk yang berbeda. Semakin tinggi temperature cetakan menyebabkan produk hasil pengecoran sudah semakin halus bentuk permukaan terlihat halus. produk yang dihasilkan karena tidak adanya udara yang terperangkap di KESIMPULAN dalam cetakan. Dari hasil proses penuangan yang dilakukan, mulai dari awal sampai akhir dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : DAFTAR PUSTAKA [1] Beumer, B.J.M., Alih Bahasa : B, S., 1. Dari hasil pengamatan dan analisa visual, Semakin tingginya temperatur Anwir, 1994, Ilmu Bahan Logam, Jilid II, cetakan Ke-2,PT. Bhratara, Jakarta. penuangan akan menyebabkan [2] bentuk permukaan produk menjadi Dieter, G. E., 1990, Metalurgi kasar. Ini terjadi karena pada cetakan Mekanik, Jilid I, Edisi Ke-3, tidak adanya saluran penambah. Terjemahan : Sriatie Djaprie, Logam dengan suhu tinggi akan PT.Erlangga, Jakarta. mengalami pemuaiaan pada saat [3] Febriandi, Deri., Tugas Sarjana, dilebur dan akan cepat membeku pada saat proses pendinginan di Analisa Pengaruh Temperatur Pada Proses Penuangan Aluminium dengan dalam cetakan yang tidak Menggunakan Cetakan Logam, Teknik dipanaskan, hal inilah yang

9 Mesin, Universitas Bung Hatta, 2012, Padang. [4] Firdaus., Jurnal Austenit, Rancang Bangun Cetakan Permanent (Permanent Mold) Untuk Pembuatan Puley Aluminium, Teknik Mesin, Politeknik Negeri Sriwijaya, Palembang, [5] Purwanto, D., 2004, Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis Velg Racing Alumimium Sebelumdan Sesudah di Aging, Tugas Akhir S-1, Teknik Mesin, Universitas MuhammadiyahSurakarta, Surakarata. [6] Putro, T. H., 2005, Studi Pengecoran Aluminium Silikon (Al+Si) Dengan Cetakan LogamBerpendingin Air dan Udara,Tugas Akhir S-1, Teknik Mesin, Institut Sains danteknologi Akprind, Yogyakarta. [7] Suharto., 1995, Teori Bahan dan Pengaturan Teknik, PT. Rineka Cipta, Jakarta. [8] Gapkindo, Team, Teknologi Pengolahan Limbah Cair dengan Sistem Lumpur Aktif di Industri Karet. Japan External Trade Organization (JETRO), Jakarta. [9] Surdia, T., Chijiwa, K., 2000, Teknik Pengecoran Logam, Cetakan Ke-8, PT. PradnyaParamita, Jakarta. [10] Surdia, T., Saito, S., 1985, Pengetahuan Bahan Teknik, Cetakan Ke-3, PT. Padnya Paramita,Jakarta.