FOUNDRY

Oleh:

Ir. Sutrimo, M.Eng

SUTRIMO 1

PENGECORAN (FOUNDRY)

SUTRIMO 2

PROSES CASTING

Merupakan salah satu proses Manufaktur

Metal Forming

Hot Forming : baja tulangan, plat tebal, baja profil

Permukaan kasar

Toleransi ukuran tidak terlalu ketat

Regangan baik

Cold Forming : plat tipis, panci, press body

Permukaan halus

Toleransi ketat

SUTRIMO 3

PROSES CASTINGJoining

Welding, brazing, soldering, kelingan dll

Machining

Bubut, frais, bor, CNC dll

Powder Metalurgi :

Komponen arloji dll

SUTRIMO 4

PENGECORAN (FOUNDRY) Foundry pertama : China 1766 1122 SM 1500 : foundry sbg Ilmu Pengetahuan 1642 : besi tuang kelabu diproduksi (USA) 1683 : besi tuang maleabel 1704 : tanur tinggi (blast furnace)

oleh Abraham Darby.Jembatan Besi cor pertama di dunia.

1850 : Pembuatan BAJA oleh Sir Bessemer Revolusi Indrustri (Inggris)

SUTRIMO 5

Awal : Bentuk yang Indah / Sakral

Perhiasan/alat pemujaan

Kemudian : Bentuk dan dimensi

Komponen sederhana (statis), alat rumah

tangga.

Sekarang : Bentuk, dimensi dan

Kekuatan. Komponen Engineering : gear box, fly

wheel, blok mesin, manifold dll

SUTRIMO 6

KEUNGGULAN CASTING

BENTUK Sederhana (simetris) rumit (rongga)

Presisi: longgar - ketat

PRODUK : Sebuah massa (banyak) Berat/Ukuran : Ons - Ton

Finishing Proses : minimum, sehingga

mengurangi biaya dan waktu proses.

SUTRIMO 7

KELEMAHAN CASTING Kekuatan kurang, karena terbentuk struktur dendrit pada

metal cor (ferrous dan non ferrous) serta struktur widmanstaten pada baja.

Diperlukan proses HT untuk memperbaiki sifat mekanis (cetakan pasir atau logam).

Cacat yang kecil (pin hole, shrinkage, dll) dapat berpengaruh besar pada sifat mekanis.

Perlu ketrampilan khusus pada proses foundry untuk mendapatkan benda cor yang baik dengan variabel : temperatur, komposisi, kondisi cetakan dan cairan logam disamping casting design.

SUTRIMO 8

BENDA COR YANG BAIK(SOUND CASTING)

Casting design

Ketebalan benda cor sama Bagian penambah (riser) cukup dan posisinya tepat

Pembekuan serentak

Komposisi eutektik Bag.yang tebal digunakan cil (dalam atau luar)

Catatan : logam yang membeku terakhir akan terjadikempot atau shrinkage.

SUTRIMO 9

PERENCANAAN (DESIGN)

PRODUK PENGECORAN Bentuk dibuat sesederhana mungkin, hindari bentuk

rumit yang tidak perlu.

Cegah bagian yang berbentuk sudut, buatlah bagian tersebut dengan radius (bulat).

Usahakan ketebalan seluruh casting sama agar pembekuan serentak dan mencegah terjadinya hot spot dan kempot (shrinkage).

Pada rencana pembuatan pola atau model, perhatikan bentuknya yang tirus untuk mempermudah keluar pola/model dari cetakan pasir.

SUTRIMO 10

BENTUK POLA KAYU

SUTRIMO 11

PERENCANAAN (DESIGN)

PRODUK PENGECORAN

Penggunaan inti hanya kalau perlu saja.

Toleransi ukuran dan sifat permukaan yang

dikehendaki sangat ditentukan oleh metode

pengecoran yang dipilih.

Untuk proses Machining dan manufakturing lanjut

biasanya 1.5 hingga 6 mm.

SUTRIMO 12

Product Design Considerations

Shrinkage, hot spot

Draft and core eliminationSUTRIMO 13

Product Design Considerations

SUTRIMO 14

CETAKAN (MOULD) FUNGSI : memberikan bentuk dan dimensi

pada benda yang akan diproduksi.

tidak ada hasil benda cor yang

lebih baik dari kondisi cetakannya.

Untuk mendapatkan benda cor yang baik, maka

cetakan harus lebih baik lagi.

Cacat pada benda hasil cor yang terjadi terutama

diakibatkan kondisi cetakan yang kurang sempurna

(bermasalah).

SUTRIMO 15

MATERIAL CETAKAN

Pasir (silika, chromit, zircon dll) Murah (silika)

Dapat direklamasi

Bersifat isolator, pendinginan lambat

Hasil permukaan : kasar mulus

Sifat produksi : satuan massal

Dimensi kurang akurat, harus finishing seperti machining (bubut, frais, bor dll)

SUTRIMO 16

PASIR SILIKAPasir silika untuk pengecoranberasal dari : Bangka, Tuban atau Sukabumi.Umumnya berwarna putih dengan kandungan clay yang rendah. Lokasi bisa dipantai, gunung, kali dll.

SUTRIMO 17

PASIR SILIKA

Pasir silika (karung) Pasir resin coated sand

SUTRIMO 18

MATERIAL CETAKAN

K e r a m i k

Agak mahal (bahan import)

Tidak dapat direklamasi

Bersifat isolator

Permukaan : mulus halus

Sifat produksi : massal

Untuk benda cor yang cukup rumit

Metode: investment/precision casting

SUTRIMO 19

MATERIAL CETAKAN

Logam (baja, besi tuang, kuningan dll) Mahal (terutama pembuatan dan design).

Bersifat non isolator, pendinginan cepat: tidak untuk baja atau besi

cor.

Permukaan : halus - sangat halus.

Sifat produksi : harus massal.

Menggunakan coating (pelapis) agar permukaan cetakan tidak

retak atau tererosi.

Persoalan utama dari cacat pada benda cor yang timbul

dalam proses pengecoran umumnya akibat kesalahan

atau kekurangan dari cetakan (mould).

SUTRIMO 20

CETAKAN PASIR Proses pengecoran logam yang paling sering dilakukan,

untuk produksi satuan maupun massal.

Bahan pengikat :

bentonit (secara phisik)

furan atau pep-set

(secara kimia)

Ada juga menggunakan

pasir silika dengan resin

(resin coated sand) yang

digunakan sebagai cetakan

kulit (shell moulding) atau

pasir inti (core).

SUTRIMO 21

Pengadukan Pasir Cetakan(Bahan Pengikat Bentonit)

SUTRIMO 22

PATTERN (POLA, MODEL)

Pola Logam

SUTRIMO 23

PATTERN (POLA, MODEL)

SUTRIMO 24

PROSES PEMBUATAN

CETAKAN PASIR

SUTRIMO 25

PATTERN atau POLAPola Kayu Pola Stereform

SUTRIMO 26

Expendable Mold Casting -

Expanded Polystrene Mold

Pattern made from Polystrene and vaporized when in contact with molten metal. The pattern can include the sprue and runner. No cope / drag is needed.

SUTRIMO 27

PATTERN atau POLA

SUTRIMO 28

PATTERN atau POLAKeuntungan Pola Stereoform

Tanpa adanya parting line

Tanpa inti atau core

Menggunakan flaks tunggal

Penggunaan pasir yang lebih sedikit

Design sangat flexible

Pattern need not be removed.

No cope /drag is needed, all features are built into the pattern.

Possibility for automated production.

Tetapi pola tak dapat dipakai lagi, hanya sekali.

SUTRIMO 29

CETAKAN PASIRPembuatan cetakan pasirmenggunakan bentonit sebagai bahan perekat.Proses pembuatannyamenggunakan mesin,untuk produksi massa.

SUTRIMO 30

CETAKAN PASIRCetakan pasir menggunakan moulding machine dengan ukuran yang besar, menggunakan tenaga hidrolik.Cetakan ini digunakan dalam jumlah yang besar (mass pro-duction) yang menggunakan pola dari logam (aluminium) agar tidak cepat rusak.

SUTRIMO 31

CETAKAN PASIRCetakan pasir yang

dibuat dengan mesin

dan pengikat bento

nit. Pola terbuat dari

logam aluminium un

tuk produksi massal.

Terlihat core/inti

yang dipasang pada

cetakan sebelum

disatukan antara cup

dan drak.

SUTRIMO 32

CETAKAN PASIRCetakan mengeras sendiri Perlu pemanasan (minyak)

Furan atau pep-set

SUTRIMO 33

CETAKAN PASIR

SUTRIMO 34

CETAKAN PASIR

Design suatu cetakan pasir

Sprue, gate dan runner maupun ingate harus

terpenuhi beberapa hal :

1. Pengisian cetakan harus secepatnya

2. Hindari proses turbulensi dan erosi

3. Cegah masuknya slag, dross atau kotoran

4. Gunakan material yang bersih

SUTRIMO 35

CETAKAN PASIRInti/core untuk membuat rongga pada cetakan pasir serta

telapaknya.

SUTRIMO 36

CETAKAN LOGAM Cetakan logam dapat digunakan berulang-ulang, umumnya

dari ribuan hingga ratusan ribu kali penuangan logam cair.

Dalam penggunaannya, digunakan lapisan (coating) pada cetakan agar permukaan cetakan tidak kontak langsung dengan logam cair agar permukaan cetakan tidak tererosi.

Coating juga berfungsi sebagai isolator sehingga permukaan cetakan tidak overheating.

Pendinginan cepat menghasilkan struktur yang halus meningkat sifat mekanis.

Hasil casting sangat halus dengan ukuran yang akurat, pekerjaan finishing sangat minim.

SUTRIMO 37

Permanent Mold Casting -Basic Permanent Mold

1. Preheat mold and spray-coating

2. Insert core and close moldSUTRIMO 38

Permanent Mold Casting -Basic Permanent Mold

3. Pour molten metal

4. Finished part

SUTRIMO 39

Permanent Mold Casting -Basic Permanent Mold

Kelemahan

Generally limited to lower melting point metals.

Simpler part geometries as mold is permanent.

Mold cost is expensive and thus cater for volume

production.

SUTRIMO 40

CETAKAN LOGAMLogam cair sedang ditu

ang kedalam cetakan

logam untuk membuat

manifold.

Nampak adanya inti

(core) yang terbuat dari

pasir resin coated sand,

mempunyai sifat transfer

panas yang berbeda

dengan logam.

banyak masalah

SUTRIMO 42

CETAKAN LOGAMBenda hasil cor

berupa manifold

dikeluarkan dari

cetakan, secara

Manual (bantuan

tangan).

Benda cor dengan

pertolongan pin

keluar dari

cetakan.

SUTRIMO 43

CAIRAN LOGAM (komposisi)

Sebaiknya dipilih komposisi eutektik, agar proses

pembekuan berjalan serentak dan menghindari cacat

cor kempot (shrinkage).

Hindari adanya gas yang larut didalam logam cair

dengan menjaga temperatur tidak terlalu tinggi

sewaktu proses peleburan.

Bersihkan gas yang larut dalam logam cair dengan

proses degasser (tablet atau argon).

Cegah masuknya terak/slag/dross sewaktu

penuangan logam cair kedalam cetakan.

SUTRIMO 45

CAIRAN LOGAM

Temperatur logam cair yang akan dituang (pouring), tergantung dari :

titik bekunya (komposisi)

tebal atau tipis casting

secara umum 100 150o C

dari titik beku

jenis cetakan : pasir, keramik atau

logam.

SUTRIMO 46

MELTING PROSES

Material

Scrap Baja (press) Ingot Aluminium

SUTRIMO 47

MELTING PROSES

Scrap baja Return scrap aluminium

SUTRIMO 48

MELTING PROSES

Dapur Induction

SUTRIMO 49

MELTING PROSES

Dapur Krusibel

SUTRIMO 50

MELTING PROSESCharging scrap baja

eks. plat otomotiv

yang telah dipress

kedalam dapur setelah

tapping logam cair

kedalam ladel.

Charging dilakukan

2 atau 3 kali agar

tercapai kapasitas

dapur.

SUTRIMO 51

MELTING PROSESCharging Material

berupa return scrap

dan reject besi tuang

kedalam dapur

induksi mengguna

kan crane dan

kotak khusus.

SUTRIMO 52

MELTING PROSES

Besi Tuang (induction) Aluminium (krusibel)

SUTRIMO 53

MELTING PROSES

Tapping BTN Besi tuang kelabu

SUTRIMO 54

MELTING PROSES

Ladle Treatment, sete

lah logam cair ditapping

dari furnace keladle,

dilakukan pembersihan

slag atau terak dengan

menciduk atau

pemberian slag

coagulant.

SUTRIMO 55

MELTING PROSES

Penuangan (Pouring)

SUTRIMO 56

HASIL CASTING

Setelah pouring dan pembongkaran pasir

SUTRIMO 57

HASIL CASTING

Pembongkaran Casting

SUTRIMO 58

HASIL CASTINGSand Blasting

Sebelum sand blasting Sesudah sand blasting

SUTRIMO 59

HASIL CASTING

Sand Blasting

SUTRIMO 60

TERIMA KASIH

SUTRIMO 61