LAPORAN PRAKTEK KERJA LAPANGAN INDUSTRI (PKLI)

Transkripsi

1 LAPORAN PRAKTEK KERJA LAPANGAN INDUSTRI (PKLI) PEMBUATAN HANGER BEARING C/W BRONZE BUSHING UNTUK SCREW CONVEYOR PABRIK KELAPA SAWIT DENGAN PROSES PENGECORAN LOGAM DI CV. KINABALU Oleh: AKFADITA DIKA PARIRA JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI MEDAN JULI 2013

2 i

3 KATA PENGANTAR Dengan rasa syukur kehadirat Allah Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia-nya, akhirnya Penulis dapat menyelesaikan kegiatan Praktek Kerja Lapangan Industri (PKLI) dan membuat laporan kegiatan PKLI. Laporan PKLI Penulis berjudul Pembuatan Hanger Bearing C/W Bronze Bushing untuk Screw Conveyor Pabrik Kelapa Sawit dengan Proses Pengecoran Logam di CV. Kinabalu. Penulis menyadari bahwa terlaksananya kegiatan PKLI dan penulisan Laporan PKLI ini dapat diselesaikan berkat dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada yang terhormat: 1. Bapak Prof. Dr. Sumarno, M.Pd, selaku Pembantu Dekan I Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan. 2. Bapak Drs. Hidir Efendi, M.Pd, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan. 3. Bapak Drs. Selamat Riadi, MT, selaku Ketua Program Studi Pendidikan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan. 4. Bapak Ir. Riski Elpari Siregar, MT, selaku Pembimbing Praktek Kerja Lapangan Industri. 5. Bapak Arifin, selaku Direktur CV. Kinabalu. 6. Seluruh Staf dan Karyawan CV. Kinabalu. 7. Teristimewa kepada Ayah, Ibu, dan Keluarga yang memberikan dukungan materil dan moril. Dalam Penulisan Laporan PKLI ini tentulah terdapat banyak kekurangan. Penulis sangat mengharapkan kritik dan saran dari para Dosen Penguji dan Pembaca agar laporan ini layak sebagai sebuah karya tulis ilmiah. Medan, Juli 2013 Penulis ii

4 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN PENGESAHAN... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR GAMBAR... v DAFTAR TABEL... vii DAFTAR LAMPIRAN... viii BAB I PENDAHULUAN... 1 A. Gambaran Proyek/Pekerjaan Sejarah Singkat CV. Kinabalu Struktur Organisasi CV. Kinabalu Uraian Tugas dan Tanggung Jawab dari Struktur Organisasi CV. Kinabalu Sistem Pengupahan dan Lainnya Lokasi Perusahaan Fasilitas Produksi CV. Kinabalu... 5 B. Tujuan dan Manfaat Pelaksanaan Praktek Kerja Lapangan Industri (PKLI) Tujuan Pelaksanaan Praktek Kerja Lapangan Industri (PKLI) Manfaat Pelaksanaan Praktek Kerja Lapangan Industri (PKLI)... 6 BAB II LANDASAN TEORI... 8 A. Hanger Bearing... 8 B. Bronze Bushing... 8 C. Screw Conveyor... 9 D. Besi Tuang E. Tembaga dan Paduannya Kuningan (Brass) Brons (Bronze) iii

5 F. Pengecoran Logam (Metal Casting) G. Pengecoran dengan Cetakan Pasir H. Faktor-faktor Penting dalam Pengecoran I. Dapur Kupola J. Dapur Krusibel K. Cetakan Pasir L. Kokas BAB III TEKNIK PELAKSANAAN A. Kegiatan PKLI B. Metode Pengecoran Logam Metode Pengecoran Besi Tuang (Hanger Bearing) Metode Pengecoran Bronze (Bronze Bushing) C. Pembahasan Hasil PKLI D. Refleksi Mahasiswa/Praktikan BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN iv

6 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.1 Struktur organisasi CV. Kinabalu... 2 Gambar 2.1 Penggunaan Hanger Bearing pada Screw Conveyor... 8 Gambar 2.2 Bronze Bushing... 8 Gambar 2.3 Screw Conveyor Gambar 2.4 Screw Conveyor Coupling Gambar 2.5 Diagram alur pembuatan besi tuang (Cast Iron) Gambar 2.6 Diagram fasa Cu Zn Gambar 2.7 Penguat cetakan Gambar 2.8 Rangka cetakan kayu Gambar 2.9 Rangka cetakan baja Gambar 2.10 Penampang Dapur Kupola Gambar 2.11 Tiga jenis dapur krusibel Gambar 2.12 Bentuk butir-butir dari pasir cetak Gambar 2.13 Pengaruh kadar air dan kadar lempung pada pasir diikat lempung Gambar 2.14 Hubungan antara kadar air, kekuatan dan permeabilitas dari pasir dengan pengikat bentonit Gambar 2.15 Pemuaian panas dari bermacam macam pasir Gambar 2.16 Distribusi muatan positif pada permukaan bentonit Gambar 2.17 Kokas Green Coke Gambar 3.1 Proses pembuatan benda coran Gambar 3.2 Konstruksi dapur kupola Gambar 3.3 Ladel Gambar 3.4 Pola pejal jenis tunggal Gambar 3.5 Pola pejal jenis belah Gambar 3.6 Temperatur penuangan yang disarankan Gambar 3.7 Dapur krusibel kedudukan tetap v

7 DAFTAR GAMBAR (LANJUTAN) Halaman Gambar 3.8 Bahan Baku Pengecoran Besi Tuang Kelabu di CV. Kinabalu Gambar 3.9 Dapur Kupola CV. Kinabalu Gambar 3.10 Kokas yang di Gunakan di CV. Kinabalu Gambar 3.11 Ladel yang digunakan pada pengecoran besi tuang di CV. Kinabalu Gambar 3.12 Pencampuran pasir laut dan bahan perekat Gambar 3.13 Cetakan pasir produk hanger bearing Gambar 3.14 Pembuatan inti dengan hembusan CO Gambar 3.15 Penuangan besi tuang produk hanger bearing Gambar 3.16 Gambar produk hangerbearing c/w bronze bushing Gambar 3.17 Bahan baku pengecoran bronze di CV. Kinabalu Gambar 3.18 Dapur krusibel angkat Gambar 3.19 Dapur krusibel tukik Gambar 3.20 Oli bekas untuk bahan bakar dapur krusibel CV. Kinabalu Gambar 3.21 Pasir tanah liat untuk cetakan pengecoran bronze Gambar 3.22 Pembuatan cetakan Bronze Bushing Gambar 3.23 Penuangan bronze Gambar 3.24 Produk bronze bushing hasil pengecoran bronze di CV. Kinabalu vi

8 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1.1 Fasilitas Produksi CV. Kinabalu... 5 Tabel 2.1 Paduan tembaga utama tempaan Tabel 2.2 Tambahan ukuran penyusutan Tabel 2.3 Tambahan ukuran untuk benda tuangan besi (casting iron) untuk penyelesaian mesin (machining) Tabel 2.4 Kemampuan absorpsi beberapa mineral vii

9 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Gambar Objek yang dikerjakan Lampiran 2. Absensi PKLI Lampiran 3. Daftar Kegiatan PKLI Lampiran 4. Dokumentasi Kegiatan PKLI Lampiran 5. Layout CV. Kinabalu Lampiran 6. Kartu Konsultasi Dosen Pembimbing PKLI Lampiran 7. Surat Penugasan Dosen Pembimbing PKLI Lampiran 8. Surat Pengantar ke Perusahaan Lampiran 9. Surat Kesediaan dari Perusahaan Lampiran 10. Surat Keterangan Selesai PKLI dari Perusahaan Lampiran 11. Surat Pengajuan Judul Laporan PKLI Lampiran 12. Surat Permohonan Ujian Seminar PKLI Lampiran 13. DaftarPenilaian PKLI oleh Pembimbing Lapangan viii

10 BAB I PENDAHULUAN C. Gambaran Umum Perusahaan 1. Sejarah Singkat CV. Kinabalu CV. Kinabalu yang terletak di Jl. Tirtosari No. 120A Medan adalah perusahaan yang bergerak dibidang pabrikasi logam. Pendiri perusahan ini adalah Bapak Arifin. Jenis pengerjaan yang dilakukan pada dasarnya sesuai pesanan konsumen serta disesuaikan dengan mesin-mesin yang ada. Awal mula perusahaan ini berdiri pada tahun 1976, dan pada awal tahun 1976, perusahaan ini hanya bekerja pada bidang pengelasan dan hanya memiliki dua buah mesin bubut yang sekarang kondisi mesin tersebut telah rusak dan berada di gudang. Dengan usaha dan kerja keras Bapak Arifin akhirnya perusahaan ini berkembang pesat, dengan adanya penambahan mesin produksi yang baru dan dibuatnya Dapur Kupola dan Dapur Krusibel tempat pengecoran logam. Sehingga perusahaan ini menjadi lebih besar dari awal mula dibangun. Perusahaan ini memiliki tiga bagian pengerjaan. Bagian pertama adalah bagian pengelasan, pada pengerjaan pengelasan perusahaan ini memproduksi peralatan pabrik khususnya untuk Pabrik Kelapa Sawit (PKS) seperti Lori, Treaser, Screw Conveyor. Bagian kedua adalah bagian pemesinan, dibagian pemesinan ini perusahaan memiliki 10 mesin produksi diantaranya 8 mesin bubut dan 2 mesin skrap. Dibagian pemesinan perusahaan banyak membuat alat untuk melengkapi bahan yang digunakan dalam bagiann pengelasan, seperti Bantalan dan Bushing, As Roda dan Roda Lori. Bagian Terakhir yaitu bagian pengecoran logam, pada bagian pengecoran logam, perusahaan memiliki dua dapur peleburan logam yang berbeda untuk produksinya. Dapur tersebut adalah dapur krusibel dan dapur kupola. Pada pengecoran logam CV. Kinabalu memproduksi bantalan, pompa air dan minyak, roda lori, Bronze Bushing, Fire Grate, dan Roster. Produk pengecoran logam di CV. Kinabalu akan selalu mengalami perkembangan sesuai dengan produk pesanan konsumen dan mitra perusahaan. 1

11 2 2. Struktur Organisasi CV. Kinabalu Direktur Arifin Pimpinan Lapangan Edi Arifin/Atek Pimpinan Administrasi Windi Supervisor pengelasan Lesman Kabag. Keuangan Julia Kabag. Persediaan Barang Mulyadi Bag. Pengelasan Anggota: Budi, Iwan, Abdilah, Wagirin Kabag Pemasaran Sausen 1. Bag. Pembelian Santi 2. Bag. Penjualan Ida Supervisor Pemesinan Nazaruddin Supervisor Pengecoran Logam Sudarto Bag. Pemesinan Anggota : Tarmin, Asrofi, Ponidi, Junaidi,Yono, Poniman, Hartono. Jumari Bag. Finishing Anggota : Alwi, Kurniawan, Aji, Wara, Ahua Bag. Pengecoran Logam Anggota: Bambang, Hermansyah, Jamin, Opti, Saputra Gambar 1.1 Struktur organisasi CV. Kinabalu

12 3 3. Uraian Tugas dan Tanggung Jawab dari Sruktur Organisasi CV. Kinabalu a. Direktur Direktur merupakan pemimpin tertinggi perusahaan juga sebagai pemilik perusahaan dengan tugas mengembangkan perusahaan, pengadaan dan pengeluaran modal, menentukan kebijakan perusahan. Selain itu Direktur juga menyusun rencana jangka panjang perusahaan, dan memberikan persetujuan pengangkatan kepala bagian. b. Pimpinan Administrasi Pimpinan administrasi bertugas menyusun program kerja perusahaan, pengurusan administrasi perusahaan dan membuat laporan administrasi kepada direktur. c. Pimpinan Lapangan Pimpinan lapangan bertugas mengawasi, mengevaluasi hasil kerja semua kepala bagian dan karyawan yang ada diperusahaan. d. Kepala Bagian Keuangan Kepala bagian keuangan bertugas merencanakan anggaran belanja dan penyaluran dana, mengkoordinasi seksi pembukuan dan kasir, dan bertanggung jawab akan semua hal yang berhubungan dengan administrasi dan keuangan perusahaan. e. Kepala Bagian Persedian Barang Kepala bagian persedian barang bertugas mengontrol semua kebutuhan bahan baku untuk kegiatan produksi dan mengecek setiap ketersediaan produk pesanan pelanggan perusahaan. f. Kepala Bagian Pemasaran Kepala bagian pemasaran bertugas menganalisis pasar, meneliti tingkat persaingan, dan mengatur distribusi hasil produksi. Kemudian menganalisa kebutuhan konsumen agar dapat menyesuaikan volume penjualan, melakukan promosi, membuat kebijakan pemasaran, dan bertanggung jawab atas pemasaran produk sampai kepada konsumen.

13 4 g. Bagian Pembelian Bagian pembelian bertugas mencari tempat pembelian bahan baku produksi, melakukan analisa harga, dan koordinasi dengan kepala bagian administrasi. h. Bagian Penjualan Bagian penjualan bertugas melakukan kontrol terhadap barang yang akan dikirim kepada konsumen dan koordinasi dengan kepala bagian pemasaran. i. Supervisor Pengelasan Supervisor Pengelasan bertugas mengawasi dan menjelaskan kepada mekanik pengelasan mengenai produk yang akan dikerjakan dan membantu mekanik dalam menyesaikan berbagai masalah yang timbul selama proses produksi. j. Supervisor Pemesinan Supervisor Pemesinan bertugas mengawasi dan menjelaskan kepada mekanik pemesinan mengenai produk yang akan dikerjakan dan membantu mekanik dalam menyesaikan berbagai masalah yang timbul selama proses produksi. k. Supervisor Pengecoran Logam Supervisor Pengecoran bertugas mengawasi dan menjelaskan kepada mekanik pengecoran logam mengenai produk yang akan dikerjakan dan membantu mekanik dalam menyesaikan berbagai masalah yang timbul selama proses produksi. l. Mekanik Mekanik bertugas membuat berbagai produk pemesinan sesuai dengan kompetensi masing-masing mekanik dan berkoordinasi dengan Supervisor. 4. Sistem Pengupahan dan Lainnya Pembayaran upah di CV. Kinabalu dilakukan per bulan atau setiap bulan Karyawan CV. Kinabalu dapat melakukan pinjaman setiap minggunya jika mereka memerlukan dan pinjaman tersebut dibayar setelah gajian setiap bulannya. Selain upah pokok yang diterima oleh karyawan, perusahaan juga memberikan jaminan sosial dan tunjangan kepada karyawan dengan menyediakan fasilitasfasilitas yang diberikan untuk meningkatkan kesejahteraan karyawan. Fasilitas

14 5 tersebut seperti pemberian tunjangan hari raya, bonus tahunan, tunjangan uang kebersihan dan kerajinan. Selain itu karyawan mendapat jaminan kecelakaan kerja dari perusahaan. 5. Lokasi Perusahaan CV. Kinabalu berlokasi di Jl. Tirtosari No. 120A Medan Tembung, Medan, Sumatera Utara, Indonesia. 6. Fasilitas Produksi CV. Kinabalu Dalam memenuhi pesanan produk pemesinan para pelanggan, CV. Kinabalu memiliki fasilitas produksi pemesinan sebagai berikut, Tabel. 1.1 Fasilitas Produksi CV. Kinabalu Nomor Nama Mesin Jumlah (Unit) Keterangan 1 Mesin Bubut 8 2 Mesin Skrap 2 3 Bor Radial 1 4 Pres Hidrolik 2 5 Gurdi 4 6 Mesin Las 15 7 Dapur Kupola 1 8 Dapur Krusibel 3 9 Overhead Traveling Crane 1 10 Gerinda Bangku 2 11 Gerinda Tangan 9 12 Mesin Pon 2 13 Generator 2 (Sumber: CV. Kinabalu) B. Tujuan dan Manfaat Pelaksanaan Praktek Kerja Lapangan Industri (PKLI) Berdasarkan buku bimbingan Praktek Kerja Lapangan Industri (PKLI) menjelaskan bahwa Praktek Kerja Lapangan Industri merupakan mata kuliah wajib yang harus diselesaikan oleh mahasiswa dengan melakukan praktek, atau observasi di industri. Rasional dari pelaksanaan PKLI adalah untuk mengikuti perkembangan

15 6 teknologi yang ada di industri. Hal tersebut dikarenakan perkembangan teknologi di industri selalu lebih cepat dari pada di Perguruan Tinggi. Perkembangan teknologi yang demikian pesat tidak dapat diikuti oleh Perguruan Tinggi dikarenakan fasilitas yang kurang memadai seperti sarana praktek, buku teks dan hal lainnya. Dari itu mahasiswa perlu diperkenalkan dengan perkembangan teknologi yang ada di industri melalui mata kuliah PKLI. 1. Tujuan Pelaksanaan PKLI Adapun tujuan dari kegiatan Praktek Kerja Lapangan Industri (PKLI) ini adalah: a. Memberi pengalaman bagi mahasiswa dalam hal penerapan IPTEK di dunia industri. b. Memberi pengalaman bagi mahasiswa menemukan IPTEK di dunia industri. c. Memberi pengalaman bagi mahasiswa membuat suasana kerja praktek industri yang harmonis di dunia usaha dan dunia industri. d. Memberi pengalaman bagi mahasiswa membuat laporan kegiatan Praktek Kerja Lapangan Industri. e. Sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi dilingkungan Jurusan Teknik Mesin FT Unimed. Adapun tujuan ketika melaksanakan PKLI adalah: a. Memahami dan mengetahui manajemen perusahaan yaitu meliputi struktur organisasi perusahaan, tugas dan fungsinya dan tata letak perusahaan. b. Mengetahui dan mempelajari proses produksi industri. c. Memahami teknik pengendalian mutu kerja. d. Memahami pekerja industri yang memenuhi standar perusahaan. 2. Manfaat Pelaksanaan PKLI a. Manfaat Bagi Mahasiswa 1) Mahasiswa dapat memahami dan mengaplikasikan pengetahuan yang didapat dalam perkuliahan ke dunia industri. 2) Mahasiswa dapat menambah pengetahuan dan pengalaman dunia industri dengan melakukan observasi langsung ke industri. 3) Mahasiswa dapat memahami proses industri dengan teori dan praktek yang didapat dalam perkuliahan serta mampu dalam praktek.

16 7 4) Mahasiswa dapat memperoleh kesempatan untuk melatih kemampuan dalam melakukan pekerjaan atau kegiatan lapangan. 5) Mahasiswa dapat memahami proses kerja yang sebenarnya secara langsung pada dunia industri. b. Manfaat Bagi Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan 1) Dapat terjalin kerjasama antara Fakultas Teknik UNIMED dengan dunia industri. 2) Fakultas Teknik dapat meningkatkan mutu lulusannya dengan memadukan pengetahuan dalam kampus dengan dunia industri. 3) Dapat mengetahui keberadaan perusahaan dari sudut pandang mahasiswa yang melakukan Praktek Kerja Lapangan Industri di perusahaan tersebut. c. Manfaat Bagi Perusahaan 1) Ikut serta dalam mencerdaskan kehidupan bangsa dan dapat meningkatkan kualitas manusia yang mengarahkan pada peningkatan intelektual dan profesionalisme. 2) Terjalinnya hubungan baik antara masyarakat perusahaan dengan masyarakat sekitarnya pada bidang-bidang pendidikan, seperti mahasiswa. 3) Sebagai bahan masukan bagi perusahaan dalam rangka memajukan pembangunan di bidang pendidikan. \

17 BAB II KAJIAN TEORITIK M. Hanger Bearing Hanger Bearing merupakan komponen yang berfungsi sebagai gantungan atau sambungan Screw Conveyor pada Pabrik Kelapa sawit. Komponen ini berpasangan dengan Bronze Bushing untuk menumpu beban dari Screw Conveyor agar berputar dengan baik. Gambar 2.1 Penggunaan Hanger Bearing pada Screw Conveyor (Sumber: N. Bronze Bushing Bushing atau yang dikenal sebagai bantalan merupakan elemen atau bagian dari peralatan mesin yang dirancang agar dapat menahan beban yang diterimanya, khususnya beban yang bergerak seperti poros sehingga putaran atau gerak bolak baliknya dapat berlangsung secara halus dan aman (J.J.M.Hangendorm,1989 dalam Wijaya, 2010). Gambar 2.2 Bronze Bushing (Sumber: Wijaya, 2010) Dalam memilih bahan bushing yang perlu diperhatikan adalah : 1. Dapat menahan beban tanpa mengalami patah atau perubahan bentuk, tahan terhadap beban yang berubah ubah dan tahan terhadap temperatur tinggi. 2. Tahan gesekan dan tahan aus. 8

18 3. Tahan terhadap korosi. 4. Dapat menghantar panas. 5. Pelekatan yang baik untuk bidang luncur yang di cor. 6. Koefisien muai kecil. 7. Sifat dapat dikerjakan (mampu tempa) yang baik. Pemakaian bushing ini, antara lain bushing pada poros engkol, bushing pada mesin perkakas, bushing pada roda kereta api, bushing untuk penggunaan umum, bushing pada mesin-mesin pabrik. Bahan baku yang sering dipergunakan dalam pembuatan bushing adalah paduan logam CuPbSn (Bronze). Bahan baku ini termasuk kepada kelompok copper base alloys, yang artinya tembaga merupakan logam dasar untuk perunggu tuang atau disebut juga sebagai paduan tembaga (Wijaya, 2010). C. Screw Conveyor Jenis konveyor yang paling tepat untuk mengangkut bahan padat berbentuk halus atau bubur adalah konveyor sekrup (screw conveyor). Alat ini pada dasarnya terbuat dari pisau yang berpilin mengelilingi suatu sumbu sehingga bentuknya mirip sekrup. Pisau berpilin ini disebut flight. Macam-macam flight adalah (Ginting, 2008): 1. Sectional flight 2. Helicoid flight 3. Special flight, terbagi: cast iron flight, ribbon flight, dan cut flight Untuk mendapatkan konveyor panjang yang lebih sederhana dan murah, biasanya konveyor tersebut itu disusun dari konveyor-konveyor pendek. Sepasang konveyor pendek disatukan dengan sebuah penahan yang disebut hanger dan disesuaikan pasangan pilinannya. 9

19 10 Tiap konveyor pendek mempunyai standar tertentu sehingga dapat dipasang dengan konveyor pendek lainnya, yaitu dengan cara memasukkan salah satu poros sebuah konveyor ke lubang yang terdapat pada poros konveyor lainnya. Gambar 2.3 Screw Conveyor : a. Sectional ; b. Helicoid; c. Cast Iron; d. Riboon ; e. Cut Flight (Sumber: Ginting, 2008) Gambar 2.4 Screw Conveyor Coupling (Sumber: Ginting, 2008) D. Besi Tuang Besi tuang atau Besi Cor (cast Iron) dapat didefinisikan sebagai paduan dari besi dengan lebih dari 1,7 % karbon, biasanya kadar karbon ini berada pada kisaran antara 2,4 hingga 4 %, merupakan bahan yang relatif mahal, dimana bahan ini diproduksi dari besi mentah cair, atau besi/baja tua, ini merupakan produk besi tuang yang memiliki fungsi mekanis sangat penting dan diproduksi dalam jumlah besar. Prosesnya sering dilakukan dengan cara menambahkan unsur graphite ke dalam ladle sebagai pengendali pada saat proses pengecoran logam (Sudjana, 2008: 94). Produk-produk seperti crankshaf, conecting rod dan element dari bagianbagian mesin sebelumnya dibuat dari baja tempa (steel forgings), sekarang lebih banyak menggunakan high-duty alloy iron casting. Benda-benda tuangan dapat

20 11 membentuk bagian bentuk yang rumit dibandingkan dengan bentuk-bentuk benda hasil tempa (wrought) kendati diperlukan proses pemesinan, akan tetapi dapat diminimalisir dengan memberikan kelebihan ukuran sekecil mungkin dari bentuk yang dikehendaki (smaller allowance), oleh karena itu produk penuangan relatif lebih sedikit dibanding dengan produk tempa (Sudjana, 2008: 94). Gambar 2.5 Diagram alur pembuatan besi tuang (Cast Iron) (Sumber: Sudjana, 2008: 95) Besi cor dikelompokkan menjadi besi cor kelabu, besi cor kelas tinggi, besi cor kelabu paduan, besi cor bergrafit bulat, besi cor mampu tempa, dan besi cor cil. Struktur besi cor terdiri dari ferit atau perlit dan serpih karbon bebas. Karbon dan silisium ternyata mempengaruhi struktur mikro, ukuran serta bentuk dari karbon bebas dan keadaan struktur dasar berubah sesuai dengan mutu dan kuantitasnya. Besi cor kelabu memiliki kekuatan tarik kira-kira kgf/mm 2, titik cairnya kira-kira 1200 o C, namun besi cor ini bersifat getas. Besi cor kelabu memiliki mampu cor yang sangat baik serta murah dan paling banyak digunakan untuk benda-benda coran (Fadlika, 2008). E. Tembaga dan Paduannya Dalam dunia industri sebagian besar penggunaan tembaga adalah untuk kawat atau bahan untuk menghantarkan panas dalam memanfaatkan hantaran listrik

21 12 dan panasnya yang baik. Tembaga murni untuk keperluan industri dicairkan dengan proses elektrolisa, dan diklasifikasikan menjadi tiga macam menurut kadar oksigen dan cara deoksidasi, yaitu tembaga ulet, tembaga deoksidasi dan tembaga bebas oksidasi. Kalau Oksigen (O) terkandung dalam tembaga, unsur-unsur pengotor dapat mengendap sebagai oksidasi maka jumlah larutan padat untuk menaikan hantaran lisrtik menjadi berkurang. Dengan oksida yang banyak pada temperatur tinggi dapat menyebabkan kegetasan hydrogen, untuk mencegah ini dipergunakan tembaga deoksidasi atau tembaga bebas oksigen (Hakim, 2010). Tembaga membentuk larutan padat dengan unsur-unsur logam lain dalam daerah yang luas, dan dipergunakan untuk berbagai keperluan. Paduan tembaga untuk coran hampir mempunyai komposisi kimia yang sama tetapi untuk memperbaiki mampu cornya dan mampu mesinnya, komposisi kimianya berbeda dalam beberapa komponen (Hakim, 2010). Tabel 2.1 Paduan tembaga utama tempaan (Sumber: Hakim, 2010)

22 13 1. Kuningan Kuningan adalah logam paduan Tembaga (70%) dan Seng (30%). Dalam diagram fasa Tembaga (Cu) dengan Seng (Zn) terdapat 6 fasa yaitu: α, β, γ, δ, ε, dan η. Dari semua fasa itu yang penting secara industri adalah dua, yaitu α dan β. Α mempunyai struktur fcc dan β mempunyai struktur bcc. Ada juga fasa β dengan kisi super. Seperti telah diketahui dari diagram fasa untuk kuningan 70-30, fasa α merupakan fasa yang lunak dan mudah dikerjakan. Sedangkan kuningan 60-40, adalah fasa α+ β yang mempunyai kekuatan tinggi. Paduan dengan kira-kira 45%Zn mempunyai kekuatan yang paling tinggi akan tetapi tidak dikerjakan, jadi hanya dipergunakan untuk paduan coran (Hakim, 2010). Gambar 2.6 Diagram fasa Cu Zn (Sumber: Hakim, 2010) Kuningan yang dicampur unsur ketiga untuk memperbaiki ketahanan korosi, ketahanan aus, mampu mesin, dsb, disebut kuningan khusus khusus. Unsur-unsur yang dipadukan terutama Mn, Sn, Fe, Al, Ni, Pb. Unsur-unsur ini larut padat dalam α dan β, sehingga tidak membentuk fasa baru hanya mengubah perbandingan antara fasa α dan β. Pb larut padat dalam kuningan hanya sampai 0,4%, dan kelebihannya mengendap dalam batas butir dan di dalam butir terdipersikan secara halus. Hal ini memperbaiki mampu mesin dan membuat

23 14 permukaan yang halus. Dari itu bahan ini dipergunakan untuk roda gigi pada jam yang dibebani secara ringan. Sn memperbaiki ketahanan korosi dan sifat-sifat mekaniknya kalau ditambahkan dalam daerah larutan padat. Al adalah efektif untuk memperhalus butir kristal dan memperbaiki ketahanan korosi terhadap air laut jadi paduan ditambah 1,5 sampai 2,5% Al dapat dipergunakan untuk pipa kondensor (Hakim, 2010). 2. Brons (Bronze) Paduan ini dikenal oleh manusia sejak lama sekali. Perunggu (Brons) merupakan paduan antara Cu dan Sn dalam arti yang sempit. Tetapi dalam arti yang luas perunggu berarti paduan Cu dengan unsur logam lainnya selain dari Sn. Dibandingkan dengan tembaga murni dan kuningan, perunggu merupakan paduan yang mudah dicor dan mempunyai kekuatan yang lebih tinggi. Demikian juga ketahanan aus dan ketahanan korosinya. Oleh karena itu banyak dipergunakan untuk berbagai komponen mesin, bantalan, pegas, coran artistik (Hakim, 2010). Perunggu posfor (brons posfor) Pada paduan tembaga posfor berguna sebagai penghilang oksida, oleh karena itu penambahan posfor 0,05% - 0,5% pada paduan memberikan kecairan logam yang lebih baik. Brons posfor mempunyai sifat-sifat lebih baik keelastisannya, kekuatan dan ketahanan terhadap aus. Ada tiga macam brons posfor yang dipergunakan dalam industri yaitu brons biasa yang tidak mempunyai kelebihan P yang dipakai dalam proses menghilangkan oksida, brons posfor untuk pegas dengan kadar 0,05% - 0,15% yang ditambahkan kepada brons yang mengandung Sn kurang dari 10% dan brons posfor untuk bantalan yang mengandung 0,3% - 1,5%P ditambahkan kepada brons yang mengandung lebih dari 10%Sn (Hakim, 2010). F. Pengecoran Logam (Metal Casting) Pengecoran atau penuangan (casting) merupakan salah satu proses pembentukan bahan baku/bahan benda kerja yang relatif mahal dimana pengendalian kualitas benda kerja dimulai sejak bahan masih dalam keadaan mentah. Komposisi unsur serta kadarnya dianalisis agar diperoleh suatu sifat bahan sesuai dengan kebutuhan sifat produk yang direncanakan namun dengan komposisi yang homogen serta larut dalam keadaan padat (Sudjana, 2008: 144).

24 15 Proses penuangan juga merupakan seni pengolahan logam menjadi bentuk benda kerja yang paling tua dan mungkin sebelum pembentukan dengan panyayatan (chipping) dilakukan. Sebagai mana ditemukan dalam artifak kuno menunjukkan bukti keterampilan yang luar biasa dalam pembentukan benda dari bahan logam dengan menuangkan logam yang telah dicairkan (molten metals) kedalam cetakan pasir khusus menjadi bentuk tertentu (Sudjana, 2008: 144). Pengecoran dengan menggunakan cetakan pasir juga merupakan teknologi yang menuangkan larutan cair dari logam secara hati-hati kedalam cetakan pasir yang sudah dipersiapkan dengan hasil yang mendekati sempurna. Oleh karena itu proses pembentukan melalui teknik penuangan ini juga digunakan pada level kebangsawanan seperti pembuatan benda-benda seni seperti ornamen alam dan alat memasak dan lain-lain. Koin kuno yang terbuat dari emas (gold), perak (silver), dan bronze dipertahankan dan dipamerkan di museum prajurit dan dinyatakan sebagai koleksi karya seni yang luar biasa dari tingkat keterampilan (skill) pada masa itu, demikian pula dengan gambar serta lukisan kuno yang sangat detail dari seorang raja sebagai bukti kekuasaannya (Sudjana, 2008: 144). Dalam perkembangannya pembentukan benda kerja melalui penuangan ini tidak hanya pada lingkup seni dan konsumsi kalangan artisocrat semata, namun juga pada pengembangan teknologi penuangan itu sendiri termasuk pengembangan peralatan dan mesin-mesin perkakas moderen sebagaimana yang kita gunakan pada saat ini, sehingga metoda penuangan dengan cetakan pasir (sand casting) menjadi salah satu metoda penuangan. Dimana berbagai metoda penuangan tersebut antara lain meliputi : Sand casting (penuangan dengan cetakan pasir), Die casting (penuangan dengan cetakan matres), Centrifugal casting (penuangan dengan cetakan putar), Continuous casting, Shell moulding, dan Investment casting (Sudjana, 2008: 145). G. Pengecoran dengan Cetakan Pasir (Sand Casting) Proses pembentukan benda kerja dengan metoda pengecoran (penuangan) logam cair kedalam cetakan pasir (sand casting), secara sederhana cetakan pasir ini dapat diartikan sebagai rongga hasil pembentukan dengan cara mengikis berbagai bentuk benda pada bongkahan dari pasir yang kemudian rongga tersebut diisi dengan logam yang telah dicairkan melalui pemanasan (molten metals) (Sudjana, 2008: 145).

25 16 Cetakan pasir untuk pembentukan benda tuangan melalui pengecoran harus dibuat dan dikerjakan sedemikian rupa dengan bagian- bagian yang lengkap sesuai dengan bentuk benda kerja sehingga diperoleh bentuk yang sempurna sesuai dengan yang kita kehendaki. Bagian-bagian dari cetakan pasir ini antara lain meliputi (Sudjana, 2008: 148): 1. Pola, mal atau model (pattern), yaitu sebuah bentuk dan ukuran benda yang sama dengan bentuk asli benda yang dikehendaki, pola ini dapat dibuat dari kayu atau plastik yang nantinya akan dibentuk pada cetakan pasir dalam bentuk rongga atau yang disebut mold jika model ini dikeluarkan yang kedalamnya akan dituangkan logam cair. 2. Inti (core), inti ini merupakan bagian khusus untuk yang berfungsi sebagai bingkai untuk melindungi struktur model yang akan dibentuk, dengan demikian keadaan ketebalan dinding, lubang dan bentuk-bentuk khusus dari benda tuangan (casting) tidak akan terjadi perubahan. 3. Cope, yaitu setengah bagian dari bagian atas dari cetakan pasir. 4. Drag, yakni setengah bagian bawah dari cetakan pasir tersebut. 5. Gate ialah lubang terbuka dimana dituangkannya logam cair kedalam cetakan diatara core dan drag. 6. Riser ialah lubang pengeluaran yang disediakan untuk mengalirnya sisa lelehan logam cair dari dalam cetakan serta sedikit reserve larutan logam cair. Komponen-komponen utama untuk pembuatan cetakan tersebut diatas merupakan komponen utama yang digunakan dalam pembuatan cetakan untuk pengecoran logam. Kelengkapan lainnya adalah Chaplet, yakni kelengkapan pendukung Cores, walaupun pemakaian pendukung cores ini dianggap kurang praktis, dan beberapa peralatan yang lain tidak ada dalam perdagangan. 7. Pasir cetakan Cetakan dan teras merupakan bagian yang akan bekerja menerima panas dan tekanan dari logam cair yang dituang sebagai bahan produk, oleh karena itu pasir sebagai bahan cetakan harus dipilih sesuai dengan kualifikasi kebutuhan bahan yang akan dicetak baik sifat penuangannya maupun ukuran benda yang akan dibentuk dalam penuangan ini. Dimana semakin besar benda tuangan maka tekanan yang disebut tekanan metallostatik akan semakin besar dimana

26 17 cetakan maupun teras harus memiliki kestabilan mekanis yang terandalkan. Beberapa jenis bahan cetakan dan teras yang sering digunakan antara lain : a. Pasir tanah liat Pasir tanah liat ialah pasir yang komposisinya terdiri atas campuran pasir-kwarsa dengan tanah liat yang berfungsi sebagai pengikat. Pasir tanah liat ini dapat dibedakan menjadi dua macam menurut cara pemakaiannya yaitu : 1) Pasir kering yaitu jenis pasir tanah liat dimana setelah dibentuk menjadi cetakan harus dikeringkan terlebih dahulu. Pasir ini sangat cocok digunakan untuk pengecoran benda-benda yang kecil maupun yang besar. 2) Pasir basah ialah jenis pasir tanah liat yang telah dibentuk menjadi cetakan tidak perlu dilakukan pengeringan. Pasir ini hanya digunakan untuk pengecoran benda-benda yang kecil. Dalam proses pembentukan bahan cetakan pasir cetakan dicampur dengan bubuk batu bara untuk menhindari terbakarnya butiran pasir ini terutama bagian yang berhubungan langsung dengan sumber panas dan pengerjaan lanjutan atau penyelesaian setelah cetakan ini terbentuk, permukaan bentuk benda kerja diperhalus dengan cara memolesnya dengan larutan graphite atau yang disebut penghitaman dan digunakan pada cetakan yang menggunakan pasir kering. Tetapi untuk cetakan yang pasir basah biasanya penghitaman diberikan dengan menyemprotkan tepung batu bara tersebut, melalui proses ini juga akan diperoleh benda tuangan yang memilki permukaan yang halus. Dalam keadaan padat cetakan ini juga harus dilubangi (lubang kecil) sehinga dapat membuang gas yang terbentuk akibat pemanasan, untuk tujuan ini biasanya dimasukan jerami. b. Pasir minyak Pasir minyak ialah pasir kwarsa yang dalam pemakaiannya dicampur dengan minyak sebagai bahan pengikatnya, sifatnya yang sangat baik dan cocok digunakan dalam pembuatan teras (bahan cetakan) baik ukuran kecil maupun besar, setelah pembentukan, teras dikeringkan dan dipoles dengan cairan serbuk batu bara. Teras dengan bahan pasir minyak ini dimana

27 18 pengikatnya adalah minyak setelah penuangan minyak akan terbakar sehingga teras mudah untuk dikeluarkan. c. Pasir dammar buatan (Resinoid) Pasir dammar buatan ialah pasir cetak dengan komposisi yang terdiri dari pasir kwarsa dengan 2% dammar buatan. Pasir jenis ini hampir tidak perlu ditumbuk dalam pemadatannya. Pasir ini juga memiliki sifat yang baik setelah mengeras dan pengerasannya dapat diatur dengan sempurna serta cocok digunakan untuk membentuk benda-benda dengan ukuran yang cukup besar. Proses penghitaman masih harus dilakukan seperti penggunaan pasir-pasir yang lainnya. d. Pasir air kaca Pasir air kaca merupakan komposisi dari pasir kwarsa dengan kurang lebih 4% air kaca Pemadatannya hampir tidak perlu ditumbuk dan sifatnya sangat baik setelah dikeraskan melalui pemasukan gas CO dan dihitamkan. Pasir kaca ini digunakan sebagai bahan cetakan atau teras dengan ukuran sedang. e. Pasir semen Pasir semen merupakan campuran pasir kwarsa dengan kurang lebih 9% semen serta air kurang lebih 6 %. Pemadatannya tidak perlu ditumbuk dan sifatnya sangat baik setelah mengeras walupun proses pengerasannya lambat. Setelah kering juga dihitamkan. Pasir ini digunakan sebagai bahan teras dan cetakan yang berat. Pada pekerjaan penuangan (pengecoran) benda-benda yang besar diperlukan cetakan yang besar pula serta dengan ukuran dinding cetakan yang tebal dimana cetakan harus mampu menahan tekanan metallostatic yang besar. Untuk itu kita tidak mungkin mengandalkan kekuatan perekat-perekat sebagaimana disebutkan pada unsur perekat pada pasir tuang. Dari itu penulangan sangat penting sebagai unsur penguatan.

28 Bahan penulangan ini biasanya dibuat dari baja dengan bentuk seperti terlihat pada gambar di bawah ini 19 (a) Penguatan pasir cetakan (b) Pendukung teras Gambar 2.7 Penguat cetakan (Sumber: Sudjana, 2008: 150) 8. Rangka cetakan (frame) Rangka cetakan (frame) berfungsi sebagai bingkai yang dibuat dari baja atau besi tuang, dimana rangka cetakan (frame) ini harus dapat mempertahankan bentuk cetakan apabila cetakan menerima pembebanan yang diberikan oleh bahan tuangan tersebut. Akan tetapi terdapat pula rangka cetakan yang dibuat dari kayu yang dibuat sedemikian rupa sehingga mudah untuk memegang atau mengangkat cetakan tersebut (Sudjana, 2008: 151). Gambar 2.8 Rangka cetakan kayu Gambar 2.9 Rangka cetakan baja

29 20 H. Faktor-faktor Penting dalam Pengecoran Dalam pembuatan produk dengan proses pengecoran atau penuangan beberapa faktor penting yang harus diperhatikan antara lain adalah perubahan temperatur pada bahan produk penuangan tersebut akan mengakibatkan pula perubahan terhadap bentuk dari produk itu sendiri. Dengan keragaman dimensional produk akan terjadi perbedaan ketebalan bahan sehingga proses pendinginan pun tidak akan merata, dengan demikian maka akan terjadi tegangan yang tidak merata pula, maka deformasi pun tidak dapat dihindari. Akibatnya benda kerja akan mengalami perubahan bentuk secara permanen, disamping dapat merugikan sifat mekanis dari bahan tersebut. Untuk mengatasi masalah tersebut harus dilakukan tindakan preventif, yaitu (Sudjana, 2008: 199): 1. Tambahan penyusutan Tambahan ukuran bahan diberikan pada saat pembuatan cetakan yang direncanakan sejak pembuatan model (pattern), walaupun tidak sangat akurat penambahan ukuran ini dapat dianalisis dari bentuk dimensi produk tersebut melalui bentuk model yang kita buat dapat ditentukan besarnya kelebihan ukuran yang harus dilebihkan. Dimana penyusutan pada bahan yang tipis akan berbeda dengan penyusutan bahan yang lebih tebal. Untuk itu tabel berikut dapatlah kiranya dijadikan acuan dalam menentukan kelebihan ukuran (Allowance) terhadap kemungkinan terjadi penyusutan. Tabel 2.2 Tambahan ukuran penyusutan (Sumber: Sudjana, 2008: 200)

30 21 2. Tambahan penyelesaian mesin Pada beberapa produk bagian tertentu dari produk penuangan diperlukan permukaan dengan kualitas tertentu sehingga dipersyaratkan penyelesaian dengan pekerjaan pemesinan (machining). Benda yang demikian ini biasanya merupakan bagian dari konsruksi rakitan sehingga masing-masing komponen akan terpasang secara baik, misalnya Hanger Bearing dengan pasangannya yaitu Bronze Bushing. Dari itu penambahan ukuran untuk benda tuangan harus diberikan, sehingga setelah dilakukan proses pemesinan ukuran benda sesuai spesifikasi yang dikehendaki, sebab itu analisis terhadap gambar kerja menjadi sangat penting. Tabel 2.3 Tambahan ukuran untuk benda tuangan besi (casting iron) untuk penyelesaian mesin (Sumber: Sudjana, 2008: 200) 3. Tambahan deformasi atau distorsi Distorsi bahan dalam pekerjaan panas tidak dapat dihilangkan, oleh karena itu upaya untuk meminimalkannya harus selalu dilakukan. Hal ini merupakan keterampilan yang berkembang sesuai dengan pengalaman sehingga dapat memperkirakan kemungkinan arah pelengkungan yang terjadi. Pada beberapa bentuk coran dapat dilakukan dengan memberikan penguatan, seperti penulangan dengan rusuk-rusuk sehingga membentuk profil penguat, namun penguatan ini tidak mungkin dilakukan untuk benda dengan bentuk dan kebutuhan tertentu. Cara lain dengan menambah/merubah bentuk atau ukuran sehingga apabila terjadi pelengkungan, maka pelengkungan itu akan berada pada posisi bentuk yang diinginkan (Sudjana, 2008: 201).

31 I. Dapur Kupola Peralatan utama yang sangat dibutuhkan dalam proses peleburan besi adalah dapur kupola yang umum digunakan oleh industri pengecoran logam skala kecilmenengah. Konstruksi kupola cukup sederhana, berbentuk silinder tegak terbuat dari plat baja dilapisi bata api yang banyak digunakan dalam proses peleburan besi secara kontinyu, karena pengoperasian mudah dan pengontrolan komposisi kimia dalam daerah rentang luas. Gambar 2.10 menunjukkan penampang kupola yang terbagi menjadi 5 zona (Rahardjo, 2010), yaitu: 1. Zona pemanasan awal, dimulai dari pintu pengisian sampai tempat besi mencair. 2. Zona peleburan merupakan bagian atas alas kokas dimana besi mencair. 3. Zona pemanasan lanjut, dimulai dari bagian bawah zona peleburan sampai rata tuyere dimana besi cair selama dipanaskan turun. 4. Zona oksidasi, dimulai dari tuyere sampai rata-rata tengah alas kokas. 5. Zona reduksi merupakan zona bagian atas dari zona oksidasi dimana gas CO2 yang terjadi di zona oksidasi akan mereduksi kokas. 6. Krus adalah bagian dari tuyere sampai dasar kupola dimana besi cair dan terak ditampung. 22 Gambar 2.10 Penampang Dapur Kupola (Sumber: Rahardjo, 2010) Proses peleburan besi di dalam kupola terjadi oleh karena panas reaksi eksotermis antara oksigen (udara) yang ditiupkan terhadap kokas (karbon), dimana panas ini yang akan mencairkan besi dan mereduksi oksida besi (Rahardjo, 2010). C + O 2 CO 2 (reaksi eksotermis) Reaksi eksotermis ini terjadi di daerah tuyere yang merupakan daerah suhu tertinggi dalam kupola, bagian atas daerah ini terjadi reaksi reduksi dimana CO 2 yang terjadi di daerah oksidasi sebagian dirubah menjadi CO (Rahardjo, 2010). CO 2 + C 2 CO (reaksi endotermis)

32 23 Reaksi endotermis ini dipercepat dengan menurunnya suhu gas. Hasil samping yang berupa terak terdiri dari flux, abu kokas dan oksida besi perlu segera dibuang karena sangat reaktif terhadap besi cair yang berpengaruh terhadap fluktualitas mutu hasil tuangan. Waktu yang diperlukan mulai dari pemanasan awal sampai keluar terak ± 45 menit. Penaburan abu jerami atau tepung gelas di atas permukaan cairan besi perlu dilakukan untuk mencegah penurunan suhu dan memudahkan pembuangan terak. Suhu penuangan besi cair ke dalam cetakan sangat mempengaruhi mutu benda tuang yang dihasilkan, jika suhu terlalu rendah akan mempercepat waktu pembekuan besi cair sehingga menimbulkan cacat benda tuang (Rahardjo, 2010). J. Dapur Krusibel Dapur krusibel (Crussible Furnace) digunakan untuk peleburan logam nonbesi seperti perunggu, kuningan, paduan seng dan aluminium. Kapasitas dapur ini umumnya terbatas hanya beberapa ratus pound saja. Dapur krusibel adalah dapur yang paling tua yang digunakan dalam peleburan logam dan mempunyai konstruksi paling sederhana. Dapur ini ada yang menggunakan kedudukan tetap dimana pengambilan logam cair dengan memakai gayung. Dapur ini sangat fleksibel dan serba guna untuk peleburan yang skala kecil dan sedang. Bahan bakar dapur krusibel ini adalah gas atau bahan bakar minyak karena akan mudah mengawasi operasinya. Ada pula dapur yang dapat dimiringkan sehingga pengambilan logam dengan menampung dibawahnya.

33 Dapur krusibel melebur logam tanpa berhubungan langsung dengan bahan pembakaran (indirect fuel-fired furnance) (Padang, 2011). 24 Gambar 2.11 Tiga jenis dapur krusibel (a. Krusibel angkat (lift-out crucible), b. Pot tetap (stationary pot), dan c. Dapur tukik (tilting-pot furnance)) (Sumber: Mikell P.Groover, 2000 dalam Padang, 2011) Krusibel angkat yaitu Krusibel ditempatkan didalam dapur dan dipanaskan hingga logam mencair. Sebagai bahan bakar digunakan minyak, gas, dan serbuk batu bata. Bila logam telah melebur, krusibel diangkat dari dapur dan digunakan sebagai ladel penuangan. Dapur pot tetap, dapur tidak dapat dipindah, logam cair diambil dari kontainer dengan ladel. Dapur tukik Dapat ditukik untuk menuangkan logam cair (Mikell P.Groover, 2000 dalam Padang, 2011). K. Cetakan Pasir 1. Pengertian Cetakan Pasir Cetakan pasir adalah cetakan yang terbuat dari pasir yang diberi bahan pengikat. Pasir silika adalah pasir yang paling banyak digunakan, baik pasir silika dari alam maupun pasir silika buatan dari kwarsit. Sedangkan bahan pengikat yang paling banyak digunakan adalah bentonit (Astika, 2010). 2. Gambaran Umum Pasir Cetak Pasir dapat didefinisikan sebagai butiran-butiran yang terjadi akibat penghancuran batu-batuan. Ukuran dari butir-butir pasir adalah tidak lebih besar dari 1/12 in dan tidak lebih kecil dari 1/400 in. Pasir dapat digunakan untuk pengecoran logam ferrous dan non ferrous, dari itu pasir merupakan bahan yang palng banyak digunakan untuk membuat cetakan. Bahan baku pembuatan cetakan pasir dapat dibagi menjadi dua golongan yaitu (Astika, 2010):

34 25 Bahan utama pembentuk cetakan pasir, yaitu bahan yang mesti ada dalam pembuatan cetakan, yang terdiri dari pasir, zat pengikat dan air. Bahan tambahan, yaitu bahan yang bisa ditambahkan pada pembuatan cetakan, misalnya grafit, bubuk arang, tepung ataupun minyak nabati. Bahan-bahan tersebut dimaksudkan untuk memperbaiki sifat-sifat mekanis maupun sifat fisis cetakan. a. Bentuk Butir Pasir Cetak Pasir cetak memiliki berbagai bentuk yang dapat digolongkan menjadi beberapa jenis yaitu, butir pasir bundar, butir pasir sebagian bersudut, butir pasir bersudut, butir pasir kristal. Gambar 2.12 Bentuk butir-butir dari pasir cetak (Sumber : Surdia, 2000: 110) b. Syarat-syarat Pasir Cetak Pasir cetak memerlukan sifat-sifat yang memenuhi persyaratan untuk dapat menghasilkan benda tuang yang baik, diantaranya sebagai berikut (Astika, 2010) : 1) Mempunyai sifat mampu bentuk yang baik. Pasir cetak harus dengan mudah dapat dibentuk menjadi bentuk-bentuk cetakan yang diharapkan, baik cetakan berukuran besar maupun cetakan berukuran kecil. 2) Permeabilitas yang cocok. Permeabilitas dapat diartikan sebagai kemampuan cetakan untuk mengalirkan gas-gas dan uap air yang ada di dalamnya keluar dari cetakan. 3) Distribusi besar butir pasir yang cocok. Butiran pasir yang terlalu halus akan mengurangi permeabilitas cetakan, sedangkan butiran yang terlalu kasar akan meningkatkan permeabilitas cetakan. Untuk itu distribusi besar butir yang cocok perlu dipertimbangkan. 4) Tahan terhadap temperatur tinggi. Butir pasir dan pengikat harus mempunyai derajat tahan api tertentu terhadap temperature tinggi kalau logam cair dengan temperatur tinggi ini dituang ke dalam cetakan.

35 5) Mampu dipakai lagi. Setelah proses pengecoran selesai, cetakan harus dapat dibongkar dengan mudah dan pasirnya dapat dipakai berulangulang supaya ekonomis. 6) Mempunyai kekuatan yang baik. Cetakan harus mempunyai kekuatan yang cukup agar tidak mudah ambruk baik pada saat penuangan, pengangkutan maupun pemindahan. 3. Sifat-sifat Pasir Cetak a. Sifat-sifat Basah Pasir cetak yang menggunakan bentonit atau tanah lempung dengan tanah lempung sebagai bahan pengikat, memperlihatkan berbagai sifat sesuai dengan kadar air. Gambar 2.13 menunjukkan hubungan antara kadar air dengan berbagai sifat pasir dengan pengikat tanah lempung. Karena kadar lempung dibuat tetap dan kadar air ditambah, maka kekuatan berangsur-angsur bertambah sampai titik maksimum dan seterusnya menurun. Kecenderungan serupa timbul kalau kadar air dibuat tetap dan kadar lempung ditambah. Dengan kelebihan kadar air kekuatan dan permeabilitas akan menurun karena ruangan antara butir-butir pasir ditempati oleh lempung yang kelebihan air. 26 Gambar Pengaruh kadar air dan kadar lempung pada pasir diikat lempung (Sumber : Surdia, 2000: 112) b. Sifat-sifat Kering Pasir dengan pengikat tanah lempung atau bentonit yang dikeringkan mempunyai permeabilitas dan kekuatan tekan yang meningkat dibandingkan dalam keadaan basah, karena air yang diabsorpsi pada permukaan butir tanah

36 27 lempung dan bentonit dihilangkan. Seperti ditunjukkan gambar 2.13 dan gambar 2.14 kekuatan tekan kering lebih tinggi kalau kadar air mula lebih besar. Gambar Hubungan antara kadar air, kekuatan dan permeabilitas dari pasir dengan pengikat bentonit (Sumber : Surdia, 2000: 112) c. Sifat-sifat Panas Cetakan mengalami temperatur tinggi dan tekanan tinggi dari logam cair pada waktu penuangan, sehingga kekuatan panas, pemuaian panas, dan sebagainya harus diketahui sebelumnya. Pemuaian panas berubah sesuai dengan jenis pasir cetak seperti yang ditunjukkan data gambar 2.15 pasir pantai dan pasir gunung mempunyai pemuaian panas yang lebih kecil dibandingkan dengan pasir silika, sedangkan pasir olivin dan pasir sirkon mempunyai pemuaian panas sangat kecil. Pemuaian panas bertambah sebanding dengan kadar air dari pasir dan menurun kalau kadar yang dapat terbakar bertambah. 4. Bentonit Gambar 2.15 Pemuaian panas dari bermacam macam pasir (Sumber : Surdia, 2000: 113) Bentonit merupakan satu jenis dari tanah lempung. Bentonit terdiri dari butir-butir halus dibawah 10μ yang fasa penyusun utamanya adalah monmorillonite (Al 2 O 3.4SiO 2.H 2 O) (Astika, 2010).

37 28 Bentonit digunakan sebagai bahan pengikat pada pembuatan cetakan pasir karena mempunyai sifat-sifat yang diperlukan yaitu : a. Menghasilkan daya ikat yang tinggi. b. Menjadi liat bila basah, sehingga akan memudahkan dalam pembentukan pada proses pembuatan cetakan. c. menjadi keras setelah dikeringkan. Gambar berikut menunjukkan terjadinya daya ikat pada bentonit akibat adanya perbedaan distribusi muatan positif dan negatif pada permukaan bentonit. Gambar Distribusi muatan positif pada permukaan bentonit (Sumber : Dieter, George E dalam Astika, 2010) Kemampuan daya serap (absorpsi) beberapa mineral lempung terhadap muatan positif (cations) ternyata berbeda-beda sebagaimana tertera pada tabel di bawah ini. Tabel 2.4 Kemampuan absorpsi beberapa mineral (Sumber : Dieter, George E, 1992 dalam Astika, 2010) L. Kokas Batubara adalah bahan bakar padat, terbentuk dari sisa tumbuhan purba yang mengendap yang selanjutnya berubah bentuk akibat proses fisika dan kimia yang berlangsung selama jutaan tahun. Sementara kokas adalah hasil karbonasi dari batubara atau lebih mudahnya adalah arangnya batubara. Proses pengarangan

38 batubara disebut karbonasi yang bertujuan untuk meningkatkan kualitas batubara (Subroto, 2007). Jenis yang sering digunakan untuk pengecoran logam adalah Green coke yaitu kokas yang memiliki wujud masih bongkahan seperti batu. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi pembakaran batubara antara lain: 1. Kecepatan aliran udara 2. Ukuran partikel 3. Jumlah udara pembakaran 4. Temperatur udara pembakaran 5. Karakteristik bahan bakar padat yang terdiri dari: Kadar karbon Kadar air (moisture) Zat-zat yang mudah menguap (Volatile matter) Kadar abu (ash) Nilai kalori 29 Gambar 2.17 Kokas Green Coke (Sumber : Subroto, 2007)

39 BAB III TEKNIK PELAKSANAAN A. Kegiatan PKLI Dalam pelaksanaan Praktek Kerja Lapangan Industri (PKLI) Penulis terlibat langsung dalam pelaksanaan pengecoran logam di CV. Kinabalu. Adapun kegiatan yang penulis lakukan selama PKLI secara garis besar adalah seperti berikut dan penulis bahas pada sub bab selanjutnya, 1. Senin, 10 Juni 2013 a. Orientasi lapangan oleh Supervisor Pemesinan. b. Perkenalan dengan Karyawan CV Kinabalu. c. Mengangkat kokas untuk persiapan pengecoran besi tuang. 2. Selasa, 11 Juni 2013 Membantu memperbaiki dapur kupola untuk pengecoran Bronze. 3. Rabu, 12 Juni 2013 Membuat cetakan pasir untuk produk Bronze Bushing 4. Kamis, 13 Juni 2013 Membantu persiapan pengecoran Bronze. 5. Jumat, 14 Juni 2013 Mengikuti pengecoran Bronze. 6. Sabtu, 15 Juni 2013 Mengikuti pembongkaran hasil pengecoran Bronze. 7. Senin, 17 Juni 2013 Persiapan pengecoran besi tuang. 8. Selasa, 18 Juni 2013 Mengikuti pengecoran besi tuang. 9. Rabu, 19 Juni 2013 Izin untuk mengikuti seminar proposal penelitian di Kampus. 10. Kamis, 20 Juni 2013 Membuat cetakan pasir untuk produk Roster. 30

40 Jumat, 21 Juni 2013 Izin untuk mengikuti seminar proposal penelitian di Kampus. 12. Sabtu, 22 Juni 2013 dan Senin, 24 Juni 2013 Membuat cetakan pasir untuk produk besi tuang. 13. Selasa, 25 Juni 2013 Izin untuk mendaftar seminar proposal penelitian. 14. Rabu, 26 Juni 2013, Kamis, 27 Juni 2013, Sabtu, 29 Juni 2013, dan Senin, 01 Juli 2013 Membuat cetakan pasir untuk produk Hanger Bearing. 15. Jumat, 28 Juni 2013 Izin untuk melaksanakan seminar penelitian di Kampus. 16. Selasa, 02 Juli 2013 Membuat cetakan pasir untuk produk Bronze Bushing. 17. Rabu, 03 Juli 2013 sampai Selasa, 09 Juli 2013 Membuat cetakan pasir untuk produk besi tuang. 18. Rabu, 10 Juli 2013 Membantu persiapan pengecoran Bronze (Memperbaiki Dapur Kupola). Penyelesaian surat-menyurat PKLI. 19. Kamis, 11 Juli 2013 Perpisahan PKLI

41 32 B. Metode Pengecoran Logam 1. Metode Pengecoran Besi Tuang (Hanger Bearing) Pengecoran adalah suatu proses manufaktur yang menggunakan logam cair dan cetakan untuk menghasilkan produk dengan bentuk yang mendekati bentuk geometri akhir produk jadi. Untuk membuat produk pengecoran seperti Hanger Bearing maka proses yang harus dilakukan terlihat seperti gambar di bawah ini a. Bahan baku Gambar 3.1 Proses pembuatan benda coran (Sumber: Surdia, 2000: 3) Bahan baku pengecoran besi tuang kelabu dapat berasal dari bijih besi halus seperti pada penelitian Jamali (2006). Bahan baku yang berupa bijih besi menghasilkan pig iron atau besi kasar (Jamali, 2006). Untuk pembuatan produk seperti Hanger Bearing dapat digunakan bahan baku produk baja rongsokan (besi tuang kelabu) seperti blok mesin, pompa air, dan produk-produk besi tuang yang sudah rusak dan akan dilebur kembali. Hanger Bearing dengan bahan baku besi tuang kelabu memiliki berat jenis 6,9 g/mm 3, koefisien kekentalan 0,00230 cm 2 /det dapat mencair dengan suhu pemanasan antara 1200 o C sampai 1600 o C (Sudjana, 2008: 179). b. Dapur kupola Proses peleburan bahan tuangan dapat dilakukan dengan pamanasan didalam dapur kupola. Peleburan dengan dapur Kupola (Cupola Furnace) merupakan cara peleburan yang paling banyak digunakan dibanding dengan pemakaian dapur listrik dan dapur-dapur lainnya karena memiliki beberapa keunggulan, antara lain (Sudjana, 2008: 179):

42 33 1) Dapur kupola memiliki konstruksi sangat sederhana dan dapat dioperasikan dengan mudah. 2) Biaya operasional relatif rendah. 3) Kapasitas relatif besar. 4) Komposisi kimia mudah dikendalikan. 5) Peleburan dapa dilakukan terus-menerus. c. Bahan bakar Gambar 3.2 Konstruksi Dapur Kupola (Sumber: Sudjana, 2008: 180) Bahan bakar yang digunakan untuk mencairkan logam pada dapur kupola adalah kokas. Pemakaian kokas untuk kupola dengan double tuyer sangat efisien menggunakan kokas briket dengan perbandingan 1 kg briket kokas dapat mencairkan besi 14 kg (1 :14) (Supriyanto, 2007).

43 34 d. Ladel Panci tuangan atau ladle digunakan untuk mengankut logam cair dari dapur kupola menuju cetakan. Ladel dibuat dari plat baja dengan lapisan tahan panas bagian dalamnya (Sudjana, 2008: 153). e. Pembuatan cetakan (pola) 1) Bahan pembuatan pola Gambar 3.3 Ladel, a. ladel tangan, b. ladel pikul (Sumber: Sudjana, 2008: 152) Pola yang dipergunakan untuk membuat cetakan benda coran dapat digolongkan menjadi pola logam dan pola kayu. Pola logam dipergunakan agar dapat menjaga ketelitian ukuran benda coran, terutama dalam masa produksi, sehingga unsur pola bisa lebih lama dan produktifitasnya tinggi. Pola kayu dibuat dari kayu, murah, cepat dibuatnya dan mudah diolahnya dibanding dengan pola logam. Oleh karena itu pola kayu umumnya dipakai untuk cetakan pasir, sering permukaannnya diperkuat dengan lapisan plastik (Fadlika, 2008). Kayu yang dipakai adalah kayu saru, kayu aras, kayu pinus, kayu mahoni, kayu jati dan lain-lain. Kayu yang kadar airnya lebih 14% tidak dapat dipakai karena akan terjadi pelentingan. Bahan lain untuk pola yaitu resin sintesis, dari berbagai macam resin sintetis, hanya resin Epoksi-lah yang banyak dipakai. Ia memiliki sifat-sifat : penyusutan yang kecil pada waktu mengeras, tahan aus yang tinggi, memberikan pengaruh yang lebih baik dengan menambah pengencer. Selanjutnya bahan logam untuk pola yang lazim digunakan adalah besi cor. Biasanya dipakai besi cor kelabu karena sangat tahan aus, tahan panas, dan tidak mahal. Baja khusus dipakai untuk

44 35 pena atau pegas sebagai bagian dari pola yang memerlukan keuletan (Fadlika, 2008). Hal pertama yang harus dilakukan pada pembuatan pola adalah mengubah gambar perencanaan menjadi gambar untuk pengecoran. Selanjutnya menetapkan tambahan penyusutan, tambahan untuk penyelesain dengan mesin, kemiringan pola, dan dibuat gambar untuk pengecoran yang kemudian diserahkan kepada pembuat pola. Untuk mendapatkan hasil coran yang baik adalah dalam penentuan kup, drag, dan permukaan pisah yang memiliki ketentuan-ketentuan yaitu Pola harus mudah dikeluarkan dari cetakan, Sistem saluran harus dibuat sempurna untuk mendapatkan aliran logarn cair yang optimum, dan Permukaan pisah lebih baik hanya satu bidang saja, karena permukaaan pisah yang terialu banyak akan menghabiskan terlalu banyak waktu dalam proses pembuatan cetakan pasir (Fadlika, 2008). 2) Macam-macam pola Pola memiliki berbagai macam bentuk dan dalam pemilihan pola harus diperhatikan produktifitas, kualitas coran, dan harga pola (Fadlika, 2008). 1) Pola pejal Pola pejal adalah pola yang biasa dipakai yang bentuknya hampir serupa dengan bentuk coran. Gambar 3. 4 Pola pejal jenis tunggal Gambar 3.5 Pola pejal jenis belah 2) Pola Pelat Pasangan Pola ini merupakan pelat dimana pada kedua belahnya ditempelkan pola demikian juga saluran turun, pengalir, saluran masuk, dan penambah. Pola biasanya dibuat dari logam atau plastik.

45 36 f. Cetakan Penuangan produk besi tuang seperti hanger bearing menggunakan cetakan pasir. Pasir yang digunkan adalah pasir silika atau pasir laut. g. Penuangan Cairan baja yang dikeluarkan dari tanur diterima dalam ladel dan dituangkan kedalam cetakan. Ladel mempunyai irisan berupa lingkaran dimana diameternya hampir sama dengan tingginya. Ladel harus sama sekali kering yang dikeringkan lebih dahulu oleh burner minyak residu sebelum dipakai (Fadlika, 2008). Dalam proses penuangan diperlukan pengaturan temperatur penuangan, kecepatan penuangan dan cara-cara penuangan. Temperatur penuangan berubah menurut kadar karbon dalam cairan baja seperti ditunjukkan pada grafik berikut. Gambar 3.6 Temperatur penuangan yang disarankan (Fadlika, 2008) Kecepatan penuangan umumnya diambil sedemikian sehingga terjadi penuangan yang tenang agar mencegah cacat coran seperti retak retak dan sebagainya, Kecepatan penuangan yang rendah menyebabkan kecairan yang buruk, kandungan gas, oksidasi karena udara, dan ketelitian permukaan yang buruk. Oleh karena itu kecepatan penuangan yang cocok harus ditentukan mengingat macam cairan, ukuran coran, dan cetakan. Cara penuangan secara kasar digolongkan menjadi dua yaitu penuangan atas dan penuangan bawah. Penuangan bawah memberikan kecepatan naik yang kecil

46 37 dari cairan baja dengan aliran yang tenang. Penuangan atas menyebabkan kecepatan tuang yang tinggi dan menghasilkan permukaan kasar karena cipratan. h. Pembongkaran Setelah proses pengecoran selesai, pasir harus disingkirkan dari rangka cetakan dan dari produk coran. Kemudian saluran turun, saluran masuk, penambah dipisahkan dari coran dan akhirnya sirip-sirip dipangkas serta permukaan coran dibersihkan. Proses pengerjaan akhir dibagi menjadi dua macam, pertama menyingkirkan pasir cetak dan pasir inti sebanyak mungkin dari coran dan dari cetakan. Kedua adalah proses pemahatan untuk menyingkirkan sirip-sirip dan pasir yang melekat pada coran (Fadlika, 2008). i. Pemeriksaan pemeriksaan produk hasil pengecoran dilakukan setelah langakah pembongkaran selesai. Pemeriksaan dilakukan untuk melihat apakah produk memiliki ukuran yang cukup untuk selanjutnya dikerjakan di mesin. Kemudian untuk mengetahui apakah terjadi cacat pengecoran pada produk. j. Benda kerja Benda kerja atau produk pengecoran menggunakan dapur kupola dalam kajian ini adalah besi tuang kelabu. Adapun berbagai produk yang terbuat dari besi tuang kelabu yaitu Hanger Bearing, Fire Grate, Roster yang kesemuannya merupakan spart part Pabrik kelapa Sawit. 2. Metode Pengecoran Bronze (Bronze Bushing) Pengecoran bronze tidak jauh berbeda hal dengan pengecoran besi tuang. Beberapa hal yang berbeda antara pengecoran besi tuang dan bronze diantaranya bahan baku, dapur peleburan yang di gunakan, bahan bakar dapur peleburan, cetakan, dan benda kerja atau produk hasil penuangan. a. Bahan baku Bahan baku yang digunakan dalam peleburan bronze dalam dapur krusibel adalah kuningan, tembaga, dan babet yang dapt diperoleh dari para pengumpul barang bekas.

47 38 b. Dapur krusibel Dapur peleburan Bronze digunakan dapur krusibel, dapur ini sangat sederhana konstruksinya, fleksibel, dan serbaguna untuk peleburan skala kecil dan sedang. c. Bahan bakar Gambar 3.7 Dapur krusibel kedudukan tetap (Sumber: Mikell P.Groover, 2000 dalam Padang, 2011) Bahan bakar yang di gunakan dalam proses peleburan bronze pada dapur kupola yaitu campuran oli bekas dan minyak tanah, kemudian diinjeksikan kedalam atomizing burner. Panas yang dihasilkan oleh burner dengan variasi campuran minyak tanah 10% sampai 40% berkisar antara 1000 o C sampai dengan 1400 o C. hal ini memungkinkan untuk menggunakan bahan bakar tersebut untuk melebur bronze pada temperatur leburnya sekitar 1100 o C. d. Cetakan Cetakan yang digunakan adalah cetakan pasir, dalam proses pekerjaan penuangan yang paling sulit adalah dalam pembuatan cetakan itu sendiri (Sudjana, 2008: 147). Cetakan dirancang dengan mempertimbangkan tingkat kerumitan dari produk pengecoran yang direncanakan. Cetakan yang direncanakan harus sesederhana mungkin agar tidak menyulitkan pada saat penuangannya dan cairan logam dapat terdistribusi keseluruh rongga cetakan yang merupakan bentuk dari produk penuangan. Demikian pula dengan rancangan saluran-saluran tambahan, seperti saluran pengisap atau pengeluaran gas yang ditimbulkan oleh pemanasan dari logam cair (Molten metal) terhadap kelembaban cetakan atau karena terdapat udara yang terjebak didalam rongga cetakan, hal ini

48 39 akan mengakibatkan keroposnya (porous) benda kerja hasil penuangan (Sudjana, 2008: 154). e. Benda kerja Proses pengecoran bronze menggunakan dapur krusibel dapat membuat berbagai produk seperti bushing, baling-baling kapal, pompa dan produk lain yang berbahan baku bronze. C. Pembahasan Hasil PKLI 1. Pengecoran Besi Tuang (Hanger Bearing) di CV Kinabalu Pembuatan produk-produk melalui pengecoran logam di CV. Kinabalu melalui beberapa proses. Dalam proses pengecoran tersebut penulis terlibat langsung dari persipan pengecoran sampai pemeriksaan hasil pengecoran. Pembahasan penulis lakukan untuk membandingkan atau melihat kesesuaiaan metode pengecoran di CV. Kinabalu dengan kajian teoritik dan metode pengecoran pada kajian literatur. a. Bahan baku Bahan baku yang di gunakan pada proses pengecoran besi tuang kelabu di CV. Kinabalu adalah besi rongsokan seperti Blok mesin, pompa air, dan produk besi tuang lainnya. Pada saat pengecoran berlansung untuk mengurangi kekerasan hasil coran maka ditambahakan Silikon seberat 1Kg untuk 150Kg besi tuang. Hal demikian dilakukan agar produk mampu dikerjakan di pemesinan. Penambahan batu kapur juag dilakukan. Gambar 3.8 Bahan Baku Pengecoran Besi Tuang Kelabu di CV. Kinabalu (Sumber: CV. Kinabalu)

49 40 b. Dapur kupola Dapur kupola yang digunakan CV. Kinabalu berdiameter 1300mm, tinggi 4000mm dengan empat lubang tuyer. Blower yang digunakan berdiameter 1000mm diputar motor 75 HP. Dapur kupola ini memiliki 4 tuyer (lubang hembus), desain seperti ini agar udara dari blower dapat merata di dalam dapur. Dari lubang hembus dapat juga melihat apakah kokas sudah terbakar sempurna, jika belum pembakaran kokas dibantu dengan arang kayu yang dimasukkan dari lubang hembus. c. Bahan bakar Gambar 3.9 Dapur Kupola CV. Kinabalu (Sumber: CV. Kinabalu) Bahan bakar yang digunakan pada proses pengecoran besi tuang adalah kokas. Kokas yang digunakan CV. Kinabalu adalah kokas yang diimpor dari China. Ukuran kokas yang dikirim ke CV. Kinabalu masih berukuran besar, memiliki berat sekitar 5-8 Kg. Kokas yang akan digunakan untuk pengecoran harus lebih kecil, dari itu pada saat persiapan pengecoran, kokas di pecah-pecah sampai memiliki berat sekitar 0,5-1,5 Kg. hal ini dilakukan agar pembakaran kokas di dalam dapur kupola lebih cepat, selain itu dengan kokas berukuran kecil, maka di dalam dapur kupola tidak terlalu banyak rongga. Rongga-rongga di dalam dapur kupola yang terlalu besar akan mengakibatkan pembakaran tidak efisien dan logam lama mencair. Penggunaan kokas untuk peleburan besi tuang di CV. Kinabalu 580 Kg untuk melebur besi tuang sebanyak 3000Kg. Artinya 1Kg kokas mampu mencairkan 5Kg logam. Hal ini berbeda dengan penelitian Supriyanto (2007)

50 41 yang menggunakan kokas briket pada kupola double tuyer menghasilkan perbandingan 1Kg kokas mampu mencairkan besi 14Kg. keadaan yang berbeda dikarenakan kokas yang digunakan di CV. Kinabalu bukan berbentuk briket walaupun tuyer pada dapur kupola berjumlah empat buah. Pada saat peleburan logam, pembakaran kokas pertama berjumlah 200 Kg setelah kokas sudah menjadi bara api dimasukkan logam 150 Kg. siklus berikutnya kokas dimasukkan kedalam dapur hanya 20Kg dan logam tetap 150 Kg. Dalam sekali peleburan atau dalam kurun waktu satu bulan CV. Kinabalu melebur 3000Kg besi tuang. d. Ladel Gambar 3.10 Kokas yang di Gunakan di CV. Kinabalu (Sumber: CV. Kinabalu) Ladel yang digunakan untuk mengangkut logam cair menuju cetakan pasir dibuat dari plat baja dan diproduksi pada bagian pengelasan CV. Kinabalu. Bagian dalam ladel dilapisi oleh campuran pasir, bentonit, dan dilapisi grafit yang dicampur air untuk melapisi permukaan dalam ladel. Sebelum penggunaan, ladel dikeringkan dengan membakar arang kayu didalam ladel. Jenis ladel yang digunakan untuk pengecoran besi tuang adalah jenis pikul. Gambar 3.11 Ladel yang digunakan pada pengecoran besi tuang di CV. Kinabalu (Sumber: CV. Kinabalu)

51 42 e. Sistem pengolahan pasir Pasir yang digunakan CV. Kinabalu untuk pengecoran besi tuang adalah pasir laut. Pasir yang digunakan dapat dipakai berulang-ulang, bahan perekat yang digunakan adalah bentonit. Gambar 3.12 Pencampuran pasir laut dan bahan perekat (Sumber: CV. Kinabalu) f. Pembuatan cetakan (pola) Pembuatan pola untuk produk pengecoran di CV. Kinabalu tidak dibuat oleh karyawan CV. Kinabalu tetapi dipesan kepada mitra perusahaan. Pola yang digunakan untuk pembuatan produk hanger bearing adalah pola pejal jenis belah. g. Cetakan Pembuatan produk hanger bearing di CV. Kinabalu menggunakan cetakan pasir. Untuk pembuatan inti dilakukan dengan cara CO, maksudnya pasir dicampur dengan air kaca (Sodium tetra silikat) dengan rumus molekul Na2Si4O9. 5 H2O (Desiana, 2012) kemudian di hembus menggunakan CO. Gambar 3.13 Cetakan pasir produk hanger bearing (Sumber: CV. Kinabalu) Gambar 3.14 Pembuatan inti dengan hembusan CO (Sumber: CV. Kinabalu)

52 43 h. Penuangan Penuangan besi tuang di CV. Kinabalu dilakukan sebulan sekali atau tergantung pada pemesanan konsumen. Penuangan besi tuang yang rutin dilakukan adalah sebanyak tiga ton per peleburan. Gambar 3.15 Penuangan besi tuang produk hanger bearing (Sumber: CV. Kinabalu) i. Pembongkaran, pembersihan, dan pemeriksaan Pembongkaran hasil pengecoran besi tuang di CV. Kinabalu dilakukan sehari setelah proses pengecoran. Setelah dibongkar dari cetakan pasir produk dibersihkan dan di periksa ukurannya. Apabila ukuran tidak mencukupi untuk pengerjaan lanjut di pemesinan maka produk dianggap gagal dan akan di lebur kempali pada periode peleburan berikutnya. Namun produk gagal seperti itu jarang terjadi di CV. Kinabalu. j. Benda kerja Benda kerja atau produk yang dihasilkan dari pengecoran besi tuang di CV. Kinabalu yaitu rumah pompa, hanger bearing, fire grate dan berbagai suku cadang pabrik kelapa sawit. Gambar 3.16 Gambar produk hangerbearing c/w bronze bushing (Sumber: CV. Kinabalu) 2. Pengecoran Bronze (Bronze Bushing) di CV Kinabalu a. Bahan baku Bahan baku pengecoran bronze bushing di CV. Kinabalu diperoleh dari para-

53 44 pengumpul barang bekas berupa kuningan dan timah babet. Untuk pembuatan bronze komposisi ideal adalah 70% Tembaga dengan 30% Timah namun komposisi tersebut sulit dicapai. Pengecoran yang dilakukan bronze yang dilakukan adalah campuran kuningan dan timah babet. Perbandingan antara kuningan dan timah babet sekitar 255Kg:45Kg atau 85% kuningan denga 15% timah babet. Komposisi dirancang dengan kualitas terbaik, walaupun kualitas tidak sebaik bronze yang sebenarnya, namun hasil pengecoran ini kualitasnya sudah mendekati bronze sehingga hasil pengecoran dapat dikatakan bronze di pasaran. Gambar 3.17 Bahan baku pengecoran bronze di CV. Kinabalu (Sumber: CV. Kinabalu) b. Dapur krusibel Dapur krusibel di CV. Kinabalu dibuat di bagian pengelasan, semua komponen di buat sendiri kecuali cawan peleburan yang diimpor dari Jepang. CV. Kinabalu memiliki dua jenis dapur krusibel yaitu dapur krusibel angkat dan dapur krusibel tukik. Dapur krusibel jenis angkat adalah yang selalu digunakan, dimana setelah logam cair akan diambil menggunakan ladel tangan (gayung). Dapur krusibel yang digunakan berdiameter 950mm dengan tinggi 900mm, blower yang digunakan berdiameter 400mm diputar motor berdaya 2 HP. Gambar 3.18 Dapur krusibel angkat (Sumber: CV. Kinabalu) Gambar 3.19 Dapur krusibel tukik (Sumber: CV. Kinabalu)

54 45 c. Bahan bakar Bahan bakar yang digunakan pada dapur kupola CV. Kinabalu adalah campuran oli bekas dan minyak tanah dengan perbandingan 200l : 30l, atau 87% oli bekas dengan 13% minyak tanah. Keadaan ini disebabkan oleh mahalnya minyak tanah yang dijual untuk industri sehingga persentase minyak tanahh hanya 13%. Seharusnya untuk mencapai temperatur tertinggi persentase minyak tanah harus mencapai 30% sesuai dengan penelitian Raharjo (2009). Hal ini sudah penulis diskusikan dengan pembimbing lapangan untuk menambah persentase minyak tanah untuk bahan bakar peleburan pada dapur krusibel CV. Kianabalu. Gambar 3.20 Oli bekas untuk bahan bakar dapur krusibel CV. Kinabalu (Sumber: CV. Kinabalu) d. Sistem pengolahan pasir Pasir yang digunakan CV. Kinabalu untuk pengecoran bronze adalah pasir tanah liat. Pasir yang digunakan dapat dipakai berulang-ulang, bahan perekat yang digunakan adalah bentonit. Gambar 3.21 Pasir tanah liat untuk cetakan pengecoran bronze (Sumber: CV. KInabalu)

55 46 e. Cetakan Cetakan yang digunakan untuk pengecoran bronze digunakan pasit tanah liat, dengan kualitas sama seperti bahan baku keramik. f. Penuangan Gambar 3.22 Pembuatan cetakan Bronze Bushing (Sumber: CV. Kinabalu) Penuangan bronze di CV. Kinabalu dilakukan dua kali sebulan atau tergantung pada pemesanan konsumen. Penuangan besi tuang yang rutin dilakukan adalah sebanyak 300Kg per peleburan. g. Benda kerja Gambar 3.23 Penuangan bronze (Sumber: CV. Kinabalu) Benda kerja atau produk yang dihasilkan dari pengecoran bronze di CV. Kinabalu yaitu Bronze Bushing. Gambar 3.24 Produk bronze bushing hasil pengecoran bronze di CV. Kinabalu (Sumber: CV. Kinabalu)

56 47 D. Refleksi Mahasiswa/Praktikan Penulis dan rekan mahasiswa lainnya adalah mahasiswa pertama yang melaksanakan praktek industry di CV. Kinabalu. Dari itu hubungan penulis dan rekan dengan para karyawan seperti partner kerja. Sehingga para karyawan sangat antusias berdiskusi seputar pekerjaan pemesinan dan pengecoran logam. Dalam pelaksanaan Praktek Kerja Lapangan Industri yang penulis lakukan di CV. Kinabalu terdapat beberapa perbedaan dalam proses pengecoran logam secara teoritik dengan pengerjaan lapangan. Dengan adanya pengalaman langsung dalam mangikuti proses pengecoran logam serta dibimbing oleh para karyawan CV. Kinabalu yang ramah penulis dan rekan mahasiswa dapat memahami mengapa perbedaan antara teori dan dilapangan terjadi. CV. Kinabalu dapat menjadi mitra lembaga pendidikan seperti SMK dan Universitas dalam hal praktek industri. Keadaan ini didukung dengan gaya kepemimpinan Bapak Arifin selaku Direktur sangat menerima siswa dan mahasiswa untuk magang di perusahaanya. Ditambah dengan sikap karyawan yang terbuka dalam diskusi untuk perbaikan produksi.

57 BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan Hasil dari pelaksanaan Praktek Kerja Lapangan Industri (PKLI) memberikan pengalaman yang berarti bagi penulis. Penulis dapat terlibat langsung dalam proses pengecoran dan membandingkan proses pengecoran yang ada di CV. Kinabalu dengan teori-teori yang berkembang. Adapun kesimpulan dari pelaksanaan PKLI ini adalah: 1. Dari pelaksanaan PKLI ini penulis telah memahami bagaimana struktur organisasi sebuah perusahaan tepatnya CV. Kinabalu., 2. Dalam pelaksanaan PKLI di CV. Kinabalu, proses pengecoran besi tuang kelabu dan brons mengikuti perkembangan ilmu pengecoran logam yang berkembang. Hal ini terlihat penggunaan oli bekas sebagai bahan bakar pada dapur krusibel. 3. Hal pengendalian mutu CV. Kinabalu menempatkan sebagai prioritas, baik mutu dari tenaga kerja maupun mutu produk yang dihasilkan. Terlihat dengan adanya CCTV untuk memantau kualitas kerja karyawan dan pemeriksaan produk mulai dari proses pembuatan sampai proses pengiriman oleh mekanik dan supervisor. 4. Umumnya karyawan CV. Kinabalu adalah lulusan sekolah dasar dan menengah. Untuk mekanik, baik pemesinan maupun pengecoran logan CV. Kinabalu merekrut karyawan dengan mengutamakan keterampilan. Demi peningkatan kualitas produksi CV. Kinabalu turut mengirim para Supervisornya untuk mengikuti berbagai pelatihan yang diadakan pemerintah maupun swasta. CV. Kinabalu juga memiliki karyawan ahli untuk bagian perancangan produk, pengawasan produksi, dan pemasaran. B. Saran Saran yang penulis kemukakan tertuju kepada CV. Kinabalu terkait dengan proses pengecoran logam yang ada di perusahaan ini. Pertama CV. Kinabalu memiliki Sumber Daya Manusia yang kompeten pada bagian pengecoran logam, hal 48

58 49 ini menjadi modal penting untuk CV. Kinabalu untuk terus berkecimpung dalam persaingan yang lebih luas. Kemudian peningkatan teknologi peralatan CV. Kinabaluharus terus ditingkatkan tentunya untuk mencapai kualitas terbaik produk hasil pengecoran logam. Saran terakhir penulis, hendaknya CV. Kinabalu memiliki Bagian Pengembangan, sehingga dapat meng-update pengetahuan karyawan pengecoran logam. Hal ini penting dimana peluang untuk bisnis pengecoran logam terus berkembang, seiring dengan semakin banyaknya Pabrik Kelapa Sawit di daerah Sumatera ini yang sudah tentu membutuhkan suku cadang untuk peralatan pabrik mereka.

59 DAFTAR PUSTAKA Astika, I Made, DNK Putra Negara, dan Made Agus S. (2010) Pengaruh Jenis Pasir Cetak dengan Zat Pengikat Bentonit Terhadap Sifat Permeabilitas dan Kekuatan Tekan Basah Cetakan Pasir (Sand Casting), Jurnal Ilmiah teknik Mesin, 4(2): Desiana, Sera, Danar Susilo Wijayanto, dan Budi Harjanto (2012) Pengaruh Variasi Waterglass Terhadap Kadar Air dan Kadar Lempung Pada Pasir Cetak, NOSEL, 1(1): Fadlika, Nur (2008) Perancangan dan Pembuatan Mill Shaft Roll Shell Untuk 4000 TCD (Ton Cane Per Day) pada Pabrik Gula Sei Semayang dengan Proses Pengecoran Logam, Skripsi. Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara (repository.usu.ac.id diakses 07 Juli 2013). Ginting, Surata (2008) Perancangan Cake Breaker Screw Conveyor pada Pengolahan Kelapa Sawit dengan Kapasitas Pabrik 60 Ton TBS Per Jam, Karya Akhir. Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara (repository.usu.ac.id diakses 07 Juli 2013). Hakim, Andi (2010) Perancangan dan Pembuatan Dapur Pelebur untuk Kuningan dengan Kapasitas 50 Kg untuk Keperluan Industri Rumah Tangga (Detail : Konstruksi Dapur), Skripsi. Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara (repository.usu.ac.id diakses 07 Juli 2013). Jamali, Adil dan Muhammad Amin (2006) Pengolahan Pellet Bijih Besi Halus Menjadi Hot Metal di Dalam Kupola, Jurnal Kimia Indonesia, 1(2): Padang, Mukhlis Ridho (2011) Perancangan Ulang dan Pembuatan Konstruksi pada Dapur Crucible untuk Peleburan Aluminium/Paduan dengan Kapasitas 30 Kg/Peleburan, Skripsi. Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara (repository.usu.ac.id diakses 07 Juli 2013). Rahardjo, Bambang Suwondo (2010) Uji Kualitas Briket Kokas Ombilin pada Proses Peleburan Besi Menggunakan Kupola, Jurnal Ilmu Teknologi Energi, 1(10): Raharjo, Wahyu Purwo (2009) Pemanfaatan Oli Bekas dengan Pencampuran Minyak Tanah Sebagai Bahan Bakar pada Atomizing Burner, Jurnal Penelitian Sains & Teknologi, 10(2): Subroto, Dwi Aries Himawanto dan Sartono (2007) Pengaruh Variasi Tekanan Pengepresan Terhadap Karakteristik Mekanik dan Karakteristik Pembakaran Briket Kokas Lokal, Jurnal Teknik Gelagar, 18(1):

60 Sudjana, Hardi (2008) Teknik Pengecoran untuk SMK. Jilid 1 dan Jilid 2. Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan Nasional. Supriyanto, R. Herry (2007) Penelitian Briket Kokas pada Tungku Kupola Double Tuyer Meningkatan Efisiensi Pengecoran Logam, Jurnal Sains dan Teknologi Indonesia, 9(2): Surdia, Tata dan Kenji Chijiiwa (2000) Teknik Pengecoran Logam. Cetakan Ke-8. Jakarta: Pradnya Paramita. Wijaya, Tri Harya (2010) Analisa Struktur Paduan Akibat Pengaruh Temperatur Pemanasan dan Pendinginan Terhadap Sifat Mekanik dan Ekspansi Termal Paduan CuPbSn Sebagai bushing, Tesis. Program Pascasarjana Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara (repository.usu.ac.id diakses 07 Juli 2013). 51

61 LAMPIRAN

62

63

64

65

66

67 DOKUMENTASI KEGIATAN PRAKTEK KERJA LAPANGAN INDUSTRI (PKLI) Gbr. 1. Tampak depan CV. Kinabalu di Jl. Tirtosari No. 120A Medan. Gbr. 2. Areal kerja bagian pengelasan. Gbr. 3. Areal kerja bagian pengelasan. Gbr. 4. Kantor CV. Kinabalu. Gbr. 5. Membantu memperbaiki Dapur Krusibel. Gbr. 6. Diskusi dengan Pembimbing Lapangan tentang pembutan cetakan pasir produk Fire Grate.

68 Gbr. 7. Gudang Pola Produk Pengecoran CV. Kinabalu. Gbr. 8. Gudang Rangka Cetak Pengecoran Logam CV. Kinabalu. Gbr. 9. Membuat cetakan pasir produk Bronze Bushing. Gbr. 10. Membuat cetakan pasir produk Roster. Gbr. 11. Bersama Bapak Hermansyah mengaduk pasir cetak dan pengikat (bentonit). Gbr. 12. Menyusun produk Hanger Bearing setelah finishing di pemesinan.

69 Gbr. 13. Membantu pemasangan cawan Peleburan Bronze. Gbr. 14. Memasukkan bahan baku pengecoran Bronze kedalam Dapur Krusibel. Gbr. 15. Pemasangan Cope produk pompa air. Gbr. 16. Melakukan peleburan Bronze. Gbr. 17. Melakukan penuangan produk Bronze Bushing. Gbr. 18. Produk Bronze Bushing yang sudah di finishing.

70 Gbr. 19. Membuat cetakan pasir produk besi tuang. Gbr. 20. Mengikuti pengecoran besi tuang. Gbr. 21. Mengaduk pasir cetak dan pengikat (bentonit). Gbr. 22. Memilih pola untuk membuat cetakan pasir produk besi tuang. Gbr. 23. Memilih rangka cetak untuk membuat cetakan pasir produk Bronze. Gbr. 24. Melakukan penuangan produk besi tuang.

71

72 Gbr. 25. Memecahkan kokas untuk persiapan pengecoran besi tuang. Gbr.26. Pembakaran cetakan pasir menggunakan arang kayu. Gbr. 27. Mengangkat bahan baku pengecoran besi tuang. Gbr. 28. Melihat gambar kerja untuk membuat produk pengecoran besi tuang. Gbr. 29. Mengeringkan inti untuk cetakan pasir produk Hanger Bearing. Gbr. 30. Mengoleskan grafit pada produk Fire Grate.

73 Gbr. 31. Mengikuti proses pengecoran besi tuang. Gbr. 32. Melakukan penuangan produk Hanger Bearing. Gbr. 33. Melakukan penuangan produk besi tuang. Gbr. 34. Hasil Penuangan Produk Bronze Bushing. Gbr. 35. Bersama Bapak Jamin, karyawan bagian pengecoran logam CV. Kinabalu. Gbr. 36. Bersama karyawan bagian pengecoran logam CV. Kinabalu.

74 Lampiran Layout CV. Kinabalu Keterangan: 1, 2, 3, 4 adalah Tabung gas Las Asetelin 5, 6, 8, 9, 11, 13, 14 adalah mesin bubut Konvensional 7,12 adalah mesin skrap 10 adalah mesin bor radial 15 adalah mesin bor 16 adalah mesin press hidrolik 17 adalah dapur kupola 18 adalah dapur krusibel 19 adalah tangki bahan bakar dapur krusibel 20 lemari mal/pola 21 adalah tempat pasir laut 22 adalah mesin pengaduk pasir

75

76

77

78

79

80

81

82

83