ANALISA PENGARUH PENAMBAHAN ABU SERBUK KAYU TERHADAP KARAKTERISTIK PASIR CETAK DAN CACAT POROSITAS HASIL PENGECORAN ALUMINIUM 6061 SIDANG TUGAS AKHIR

ANALISA PENGARUH PENAMBAHAN ABU SERBUK KAYU TERHADAP KARAKTERISTIK PASIR CETAK DAN CACAT POROSITAS HASIL PENGECORAN ALUMINIUM 6061 SIDANG TUGAS AKHIR

Latar belakang Pengecoran logam Hasil pengecoran aluminium Cacat coran Abu serbuk kayu Pasir cetak

Permasalahan Bagaimana pengaruh penambahan abu serbuk kayu ke dalam pasir cetak terhadap karakteristik pasir cetak dan cacat porositas hasil pengecoran aluminium 6061.

Tujuan Penelitian 1 Mengetahui pengaruh penambahan abu serbuk kayu terhadap kekuatan tekan dan permeabilitas dan ketahanan pasir cetak. 2 Mengetahui pengaruh penambahan abu serbuk kayu terhadap cacat porositas hasil coran.

Batasan masalah 1 Pasir cetak memiliki komposisi dan permeabilitas yang seragam (homogen). 2 Logam cair dianggap sebagai Newtonian Fluid. 3 Temperatur pada saat penuangan dianggap sama. 4 Temperatur pada ruangan dianggap konstan. 5 6 Waktu penuangan dianggap sama. Sistem saluran dianggap optimal sesuai American Foundrymen s Society (AFS). 7 Logam cair tidak dilakukan proses degassing.

Manfaat Penelitian Mengembangkan teori dan teknologi pasir cetak sehingga dapat digunakan oleh industri pengecoran logam terutama yang berbahan baku logam aluminium.

Dasar Teori Logam ringan Aluminium Kekuatan mekanik kurang baik Dipadukan dengan Cu, Si, Mg, Zn, Sn Pemberian kode Aluminium 6061 - Mudah didapat dipasaran - Aplikasi luas: pesawat terbang, kamera, komponen elektronik, hardware, dan katup - Massa Jenis : 2.7 gr/cc - titik lebur : 652 C

Dasar Teori (lanjutan) Syarat pasir cetak: Pasir Cetak Mempunyai sifat mampu bentuk yang baik. Permeabilitas yang cocok. Distribusi besar butir yang cocok. Tahan terhadap temperatur logam yang dituang. Mampu dipakai lagi dan murah Berpengikat (Pengikat 10%-20% lempung) - Pasir gunung Perlu pengikat tambahan - Pasir pantai - Pasir sungai - Pasir silika

Dasar Teori (lanjutan) Komposisi pasir cetak - Pasir gunung - Pasir pantai - Pasir sungai - Pasir silika Bahan baku pasir Pengikat - Lempung - Bentonit - Semen - Furan/fenol Air Pelarut Bahan tambah - Tetes tebu - Tepung kanji - Abu sekam - Fly ash

Dasar Teori (lanjutan) Sifat Sifat Pasir Sifat basah Sifat kering Sifat penguatan oleh udara Sifat sisa Pengaruh kadar air dan bentonit terhadap kekuatan dan permeabilitas pasir cetak

Dasar Teori (lanjutan) Abu serbuk kayu Sifat-sifat dari hasil pembakaran serbuk kayu Kerapatan 0,45 gr/cm 3 Porositas 70% Sifat-sifat kekuatan Kekuatan pemampatan 26 N/mm 2 Kandungan karbon 80-90% Tujuan penambahan Memperhalus permukaan Meningkatkan ketahanan pasir

Dasar Teori (lanjutan) Cacat Porositas Penyebab: Temperatur penuangan yang rendah 1 Penuangan yang terlalu lambat 2 Permeabilitas yang kurang baik 3 Cetakan yang kurang kering 4 Ventilasi yang kurang memadai 5

Penelitian terdahulu Penelitian Soejono Tjitro PENGARUH FLY ASH TERHADAP KEKUATAN TEKAN DAN KEKERASAN CETAKAN PASIR Penambahan fly ash sebesar 2% dapat meningkatkan kekuatan tekan pasir cetak sebesar 11,4% Grafik pengaruh penambahan fly ash terhadap kekuatan tekan pasir cetak

Penelitian terdahulu (lanjutan) Penelitian Tataram Effect of Variation of Different Additives on Green sand Mold Properties for Olivine sand Penambahan fly ash, coconut shell dan tamarind powder sebesar 1% dapat meningkatkan kekuatan tekan pasir cetak

Penelitian terdahulu (lanjutan) Penelitian Tataram (lanjutan) Penambahan coconut shell dan tamarind powder sebesar 0,6% dapat meningkatkan permeabilitas hingga batas tertentu

Penelitian terdahulu (lanjutan) Penelitian Tataram (lanjutan) Penambahan zat aditif dapat menurunkan mampu ambruk pasir cetak (collapsibility)

Penelitian terdahulu (lanjutan) Penelitian Bayu Aditya Studi Eksperimen Pengaruh Komposisi Pasir Cetak Pada Aluminium Sand Casting Terhadap Porositas Produk Toroidal Piston 1 Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kadar air terhadap permeabilitas pasir cetak dan cacat porositas hasil pengecoran alumunium. 2 Pasir yang digunakan adalah jenis pasir silika dengan pengikat bentonit variasi kadar air sebesar 4,5% dan 3,5%. 3 Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi kadar air pada cetakan pasir dengan pengikat bentonit akan menurunkan nilai permeabilitas pasir cetak dan meninkatkan persentase yaitu porositas pada aluminium hasil pengecoran

Metodologi Percobaan MULAI Flowchart Studi literatur Perumusan masalah Pasir cetak A 88% pasir silika 8% bentonit 4% air (tanpa abu kayu) Pasir cetak B 87% pasir silika 8% bentonit 4% air 1% abu kayu Pasir cetak C 86% pasir silika 8% bentonit 4% air 2% abu kayu Pasir cetak D 85% pasir silika 8% bentonit 4% air 3 % abu kayu Pasir cetak E 84% pasir silika 8% bentonit 4% air 4% abu kayu Pasir cetak F 83% pasir silika 8% bentonit 4% air 5% abu kayu Pasir cetak G 82% pasir silika 8% bentonit 4% air 6% abu kayu Pasir cetak H 81% pasir silika 8% bentonit 4% air 7% abu kayu Pasir cetak I 80% pasir silika 8% bentonit 4% air 8% abu kayu Pengujian permeabilitas pasir cetak Pengujian kekuatan tekan pasir cetak Perencanaan dan pembuatan sistem saluran Pembuatan pola Data hasil pengujian permeabilitas dan kekuatan tekan pasir cetak A

Metodologi percobaan (lanjutan) A Flowchart Pembuatan cetakan pasir 1 Pasir cetak tanpa penambahan abu kayu Pembuatan cetakan pasir 2 pasir cetak dengan nilai permeabilitas tertinggi Pembuatan cetakan pasir 3 Pasir cetak dengan nilai permeabilitas terendah Pengecoran Pengamatan pasir sisa pengecoran Hasil coran Pengujian porositas Data hasil pengujian porositas Analisa data Kesimpulan dan saran SELESAI

Metodologi percobaan (lanjutan) Peralatan Neraca ohaus Timbangan digital Cetakan Universal sand strength machine Permeability meter Tungku peleburan

Metodologi percobaan (lanjutan) Peralatan (lanjutan) Gelas ukur Mesin bubut

Tabel komposisi pasir cetak Metodologi percobaan (lanjutan)

Tabel komposisi pasir cetak (lanjutan)

Metodologi percobaan (lanjutan) Spesimen uji kekuatan tekan dan permeabilitas pasir cetak American Foundrymen s Society (AFS)

Metodologi percobaan (lanjutan) Pembuatan Spesimen Uji Tekan dan Permeabilitas Pasir Cetak

Metodologi percobaan (lanjutan) Pembuatan cetakan pasir Pola Cetakan drag Pembalikan drag Pembuatan pouring basin Pengeringan cetakan Pembuatan kup

Metodologi percobaan (lanjutan) Proses pengecoran dan uji porositas Peleburan aluminium Penuangan Cetakan yang telah dituang Pengukuran volume spesimen Pengukuran massa spesimen Pengamatan pasir cetak sisa pengecoran

Tabel hasil pengujian permeabilitas dan porositas pasir cetak

Tabel hasil pengujian permeabilitas dan porositas pasir cetak (lanjutan)

Hasil Percobaan Butiran abu kayu yang lebih kecil dibandingkan butiran pasir silika Penambahan abu kayu menurunkan permeabilitas pasir cetak

Hasil Percobaan Butiran abu kayu yang lebih kecil dibandingkan butiran pasir silika Kandungan abu kayu yang serupa dengan bentonit Penambahan abu kayu terhadap kekuatan pasir cetak

Hasil Percobaan Ketebalan Pasir yang Terpengaruh Panas Logam Cair Pasir cetak 0% abu kayu Pasir cetak 1% abu kayu Pasir cetak 8% abu kayu

Hasil Percobaan Tabel uji hasil uji porositas No Komposisi cetakan Volume spesimen(cm3) Pengukuran porositas Massa spesimen(gr) P(%) 1 Cetakan Pasir 1 90% pasir silika 8% bentonit 4% air 32,2 86,08 0,99 139,33 (cm3/menit) 2 Cetakan Pasir 2 Cetakan dengan nilai permeabilitas tertinggi (1% abu kayu) 35,8 86,59 1,04 112,67 (cm3/menit) 3 Cetakan pasir 3 Cetakan dengan nilai permeabilitas paling rendah (8% abu kayu) 38,6 87,51 1,60 53,33 (cm3/menit)

Hasil Percobaan Letak cacat porositas dan cacat inklusi spesimen tanpa penambahan abu bubuk kayu Tampak atas Tampak bawah Tampak samping

Hasil Percobaan Letak cacat porositas dan cacat inklusi spesimen dengan penambahan 1% penambahan abu bubuk kayu ` Tampak atas Tampak bawah Tampak samping

Hasil Percobaan Letak cacat porositas dan cacat inklusi spesimen dengan penambahan 8% penambahan abu bubuk kayu Tampak atas Tampak bawah Tampak samping

Kesimpulan Nilai permeabilitas paling tinggi terdapat pada komposisi pasir cetak tanpa penambahan abu serbuk kayu yaitu sebesar 139,33 cm 3 /menit dan permeabilitas paling rendah terdapat pada penambahan 8% abu serbuk kayu yaitu sebesar 53,33 cm 3 /menit. Pasir cetak dengan kekuatan tekan paling tinggi terdapat pada komposisi pasir cetak dengan penambahan 8% abu serbuk kayu yaitu mencapai 468,33 kn/m 2, sedangkan pasir cetak yang mempunyai kekuatan tekan paling rendah terdapat pada komposisi pasir cetak tanpa penambahan abu serbuk kayu yaitu sebesar 366,67 kn/ m 2 Pasir cetak yang mempunyai ketahanan paling rendah terdapat pada komposisi pasir cetak tanpa penambahan abu kayu. Ketahanan pasir paling tinggi adalah pada penambahan 8% abu serbuk kayu dimana daerah yang terpengaruh panas setebal 2,5 mm dari permukaan logam hasil pengecoran.

Kesimpulan Persentase cacat porositas paling tinggi terdapat pada benda hasil coran dengan komposisi pasir cetak dengan penambahan 8% abu serbuk kayu yaitu sebesar 1,6% dan porositas paling rendah pada pasir cetak tanpa penambah abu kayu yaitu sebesar 0,99%. Penambahan abu kayu paling optimal yaitu sebesar 1% dan 2%. Pada penambahan ini permeabilitas pasir cetak paling sesuai dan hasil benda hasil coran pada penambahan 1% abu kayu mempunyai permukaan paling halus dan persentase cacat porositas yang relatif kecil yaitu sebesar 1,04%.

Saran Dilakukan uji kandungan air terlebih dahulu pada spesimen pasir cetak dengan pasir yang terdapat dalam cetakan. Sehingga dapat diketahui kandungan air dari masing-masing komposisi pasir cetak. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai sifat mekanik benda hasil coran dengan menggunakan pasir cetak yang telah ditambahkan abu serbuk kayu.

Terima kasih Mohon kritik dan saran