PENENTUAN TEMPERATUR OPTIMUM PADA PENGECORAN INVESTMENT CASTING DENGAN MENGGUNAKAN CETAKAN TANAH LIAT Prima Eko Susanto 1, Hendra Suherman 1, Iqbal 1 Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri Universitas Bung Hatta Padang ekosusanto.prima@yahoo.com ABSTRAK Pengecoran logam adalah suatu proses manufaktur yang menggunakan logam cair dan cetakan untuk menghasilkan parts dengan bentuk yang mendekati bentuk geometri akhir produk jadi. Banyak penggunaan kuningan dalam kehidupan sehari-hari baik itu dalam rumah tangga maupun industri akan membuat limbah kuningan semakin banyak. Jika hal ini tidak ditangani dengan cepat maka limbah ini akan memberikam dampak yang buruk bagi lingkungan. Logam cair akan dituangkan atau ditekan kedalam cetakan yang memiliki rongga sesuai dengan bentuk yang diinginkan. Penelitian ini akan mengamati pengaruh temperatur optimum yang terjadi pada proses pengecoran dengan cetakan khusus atau yang bisa disebut dengan investment casting, hasil pengamatan akan dijadikan pertimbangan untuk perbaikan hasil proses temperatur optimum. Material cor yang digunakan adalah dari kuningan bekas yang sudah terpakai, cetakan yang digunakan adalah cetakan pola lilin dan pembahasan meliputi proses temperatur optimum. Dari hasil pengamatan analisa dan visual, Semakin tinggi temperatur cetakan menyebabkan semakin halus bentuk permukaan produk yang dihasilkan. Kata Kunci : Pengecoran Logam, Kuningan Bekas, Cetakan Pola Lilin, Temperatur Optimum
I. PENDAHULUAN Latar Belakang Invesment Casting merupakan proses industri didasarkan pada dan juga disebut casting hilang-lilin, salah satu teknik tertua logam pembentuk diketahui. Dari 5.000 tahun yang lalu, ketika lilin membentuk pola, untuk malam hari ini teknologi tinggi, bahan tahan api dan paduan spesialis, coran memperbolehkan produksi komponen dengan akurasi, fleksibilitas keterulangan, dan integritas dalam berbagai logam dan paduan kinerja tinggi. Lost casting busa adalah bentuk modern dari pengecoran investasi yang menghilangkan langkah-langkah tertentu dalam proses. Proses ini umumnya digunakan untuk coran kecil, tetapi telah menghasilkan kusen pintu pesawat lengkap, coran baja hingga 300 kg dan cor aluminium hingga 30 kg. Hal ini umumnya lebih mahal per unit dari die casting atau casting pasir tapi dengan biaya peralatan yang lebih rendah. Hal ini dapat menghasilkan bentuk rumit yang akan sulit atau tidak mungkin dengan die casting, namun seperti proses itu, memerlukan sedikit permukaan mesin finishing dan hanya kecil. Perumusan Masalah 1) Pemanfaatan logam kuningan bekas. 2) Menggunakan energi batu bara. 3) Produk yang dibuat relatif sederhana. Tujuan Penilitian 1) Mengamati pengaruh temperatur logam (Kuningan) pada proses penuangan. 2) Mengetahui cara pelapisan cetakan untuk produk yang dihasilkan. 3) Hasil pengamatan akan dijadikan pertimbangan untuk perbaikan hasil proses penuangan. Batasan Masalah 1) Material cor yang digunakan adalah kuningan bekas. 2) Cetakan yang digunakan adalah cetakan pola lilin. 3) Pembahasan meliputi proses penuangan dan pengamatan produk hasil pengecoran. Tempat dan Waktu Penelitian ini telah dilaksanakan pada bulan September 2014 November 2014 di Kanagarian Sungai Pua, Jorong Kapalo Koto, Kabupaten Agam.
II. METODE DAN BAHAN METODOLOGI PENELITIAN Start Proses Pembuatan Cetakan Proses pembuatan cetakan pola dilakukan dengan mengukir plat aluminium dengan menggunakan mesin CNC sehingga menjadi bentuk seperti gambar di bawah ini : Tinjauan Pustaka Proses Pembuatan Cetakan Proses Pembuatan Cetakan Pola Lilin Proses Pelapisan Cetakan Pola Lilin Proses Peleburan Logam (Kuningan) Proses Penuangan Logam (Kuningan) Pembuatan Cetakan Pola Dengan Plat Aluminium Setelah plat aluminium di ukir seperti gambar diatas langkah selanjutnya yaitu memberi kedudukan plat tersebut dengan menggunakan triplek seperti gambar di bawah ini : Temperatur Penuangan Temperatu r Cetakan Hasil Produk Analisa Hasil Produk SELESAI DIAGRAM ALIR Cetakan Pola Proses Pembuatan Pola Pada proses pembuatan pola ada beberapa tahap yang harus di lakukan salah satunya yaitu : Tahap 1. Proses pengolesan minyak Pada proses ini cetakan pola yang terbuat dari plat aluminium di olesi dengan
minyak goreng, yang mana fungsi dari minyak goreng tersebut yaitu untuk memepermudah lilin lepas dan tidak menempel pada permukaan cetakan pola. Tahap 2. Proses pencairan lilin Pada waktu proses pencairan lilin, lilin yang digunakan yaitu lilin batang yang mana lilin batang tersebut di panaskan hingga mencair dengan cara di letakan di atas api kompor seperti gambar di bawah ini : Setelah lilin cair di tuangkan kedalam cetakan hingga menutupi setiap permukaan cetakan kemudian lilin tersebut di diamkan hingga mengeras seperti gambar di bawah ini : (a) (b) (c) (d) (e) (f) Proses pencairan lilin batang Tahap 3. Proses Pembuatan Pola Lilin Pada proses pembuatan pola lilin, lilin batang dipanaskan hinggah mencair kemudian lilin cair tersebut di tuangkan ke dalam cetakan seperti gambar di bawah ini : Proses Pembekuan Pada Pola Lilin Setelah lilin mengeras, lilin tersebut kemudian di rendam kedalam air yang mana lilin tersebut akan lepas seperti pada gambar di bawah ini : Proses Penuangan Lilin Cair ke Cetakan Pola Pola lilin
Peralatan dan Bahan a. Logam kuningan bekas e. Cetakan pola lilin Logam kuningan bekas b. Dapur Pelebur ( Kuningan ) f. Tanah Liat Cetakan pola lilin Dapur Pelebur c. Batu bara Tanah Liat g. Thermometer Digital Batu bara d. Lilin Batangan Thetmometer Digital Lilin batangan
III. HASIL DAN PEMBAHASAN Data Hasil Temperatur Dibawah ini adalah temperatur yang diset pada saat proses pengecoran : Tabel Hasil temperatur proses pengecoran yang diset selama proses pengecoran. No 1 2 3 4 Temperatur Temperatur Temperatur Temperatur Optimum Penuangan Lingkungan Cetakan 1100ºC 24ºC 278ºC 1110ºC 24ºC 373ºC 1200 o C 1130ºC 24ºC 315ºC 1150ºC 24ºC 245ºC Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa selama proses pengecoran didapat empat buah specimen yang dihasilkan dengan temperature peleburan, penuangan, waktu penuangan dan lapisan cetakan yang berbeda. Temperatur penuangan yang terlalu tinggi karena sulitnya mengontrol temperatur peleburan ke temperatur penuangan tersebut. Ini terjadi karena suhu disekitar tungku peleburan terlalu tinggi, sedangkan pada saat pengecekan suhu hanya dilakukan dengan cara manual. IV. Analisa Hasil dan Pembahasan Penuangan Pada Temperatur 1100ºC Pada proses penuangan, logam cair dituang kedalam cetakan pada temperature 1100 o C, penuangan dilakukan dalam keadaan cetakan dipanaskandengan temperatur 278 o C. Setelah melihat hasil dari specimen yang dituang, terlihat pada permukaan dari produk yang dihasilkan agak kasar dan pada bagian belakang produk cor juga terlihat sedikit mengalami bintik-bintik rongga, bintik-bintik rongga tersebut terjadi akibat pada saat melakukan pengolesan tahap awal bahan cetakan yang terbuat dari tanah liat mengalami pengendapan udara, sehingga pada waktu proses pelepasan pola lilin dari cetakan, cetakan tidak seutuhnya meniru bentuk pola lilin. Penuangan Pada Temperatur 1110ºC Penuangan logam cair dituang kedalam cetakan pada temperatur 1110 o C, penuangan dilakukan dalam keadaan cetakan dipanaskan dengan temperatur 373 o C. Setelah melihat hasil dari spesimen yang dituang, terlihat pada permukaan dari produk yang dihasilkan agak kasar dan pada produk cor juga terlihat bintikbintik rongga pada bagian belakangnya yang belum terisi oleh logam cair.
Penuangan Pada Temperatur 1130ºC Pada saat proses penuangan, logam cair dituangkan kedalam cetakan pada temperature 1130ºC, penuangan dilakukan dalam keadaan cetakan dipanaskan dengan temperatur 315 o C. Setelah melihat hasil dari spesimen yang dituang, dapat dilihat pada bagian depan specimen masih ada sedikit bintik-bintik rongga dan pada bagian belakang prodak mengalami kecekungan yang diakbatkan dari penyusutan logam pada waktu didinginkan. Penuangan Pada Temperatur 1150ºC Pada proses penuangan, logam cair dituang kedalam cetakan pada temperatur 1050ºC, penuangan dilakukan dalam keadaan cetakan dipanaskan dengan temperatur 245 o C. Setelah melihat hasil dari specimen yang dituang, terlihat pada permukaan dari produk yang dihasilkan agak kasar dan pada permukaan juga terdapat cacat yang mana pada permukaan sedikit mengalami cekung akibat dari penyusutan logam cair sedangkan pada bagian belakang produk cor mengalami bintik-bintik rongga, yang mana bintikbintik rongga tersebut terjadi akibat pada saat melakukan pengolesan tahap awal bahan cetakan yang terbuat dari tanah liat mengalami pengendapan udara, sehingga pada waktu proses pelepasan pola lilin dari cetakan, cetakan tidak seutuhnya meniru bentuk pola lilin. Gambar Hasil Penuangan Pada Temperatur Temperatur 1100ºC Temperatur 1110ºC Temperatur 1130ºC
Temperatur 1150ºC V. KESIMPULAN Kesimpulan Dari hasil proses temperatur lingkunga, temperatur cetakan, dan temperatur penuangan dapat diambil kesimpulan bahwa pada variasi temperatur cetakan menghasilkan bentuk produk yang berbeda, semakin tinggi temperatur cetakan menyebabkan semakin halus bentuk permukaan produk yang dihasilkan karena tidak adanya udara yang terperangkap didalam cetakan tersebut dari pengamatan dan analisa visual. DAFTAR PUSTAKA Chandra Ihpane, dkk. 2010, Tugas Proses Produksi Jenis-jenis Pengecoran (Casting), Teknik Mesin, Universitas Sriwijaya. Ejurnal.bbpt.go.id/index.Php/JTL/article/vi ew/429/493 Alparabbi, Rofik, 2013, Tugas Sarjana, Pengecoran Alumunium Bekas Menggunakan Cetakan Gypsum Dengan Pola Lilin. Teknik Mesin Uviversitas Bunghatta, Padang. Surdia, Tata.dkk, 2006 Teknik Pengecoran Logam, cetakan ke-9, PT. Pradya Paramita, Jakarta.