pl3 kelompok 11
TRANSCRIPT
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
1/31
PL III
CASTING PLAN
3.1 Tujuan
1.
Agar praktikan mampu memahami teori yang dibutuhkan dalam casting plan.
2. Agar praktikan dapat merencanakan dan membuat cetakan pasir, sistem saluran dan
pola.
3. Agar praktikan mampu memecahkan masalah-masalah dalam casting plan.
3.2 Dasar Teori
3.2.1 Pola
3.2.1.1 Pengertian Pola
Pola adalah bentuk tiruan dari produk yang akan dibuat dengan tambahan
toleransi. Pola merupakan hal yang penting dalam pembuatan coran. Pola yang dipakai
haruslah sesuai dengan pembuatan cetakan yang akan dibuat. Selain itu macam pola yang
akan dipakai harus mempertimbangkan masalah biaya pembuatan cetakan dan pembuatan
pola itu sendiri. Dengan kata lain pola merupakan alat yang dibuat untuk membuat rongga
di dalam cetakan.
3.2.1.2 Macam-macam pola
1. Pola Tunggal
Pola ini dibentuk sesuai dengan corannya, disamping itu kecuali tambahan
penyusutan, tambahan penyelesaian mesin dan kemiringan pola, kadang dibuat
menjadi satu dengan telapak inti. (Ilustrasi pada Gambar 3.1)
Keuntungan : - Pembuatan pola tunggal mudah.
- Biaya murah.
Kerugian : - Hanya untuk dimensi benda kerja yang simetris.
- Susah dilepas.
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
2/31
Gambar 3.1 Pola Tunggal
Sumber : Surdia dan Chijiwa (1980 : 57)
2. Pola Belahan
a. Pola Belahan Dua
Pola ini dibelah ditengah untuk memudahkan pembuatan cetakan.
Permukaan pisahnya kalau mungkin dibuat satu bidang, seperti Gambar 3.2
Keuntungan : - Dapat digunakan untuk geometri yang rumit.
- Untuk jumlah produksi menengah.
Kerugian : - Posisi antara cetakan pada drag dan kup kemungkinan
dapat bergeser.
Gambar 3.2 Pola Belah
Sumber : Surdia dan Chijiwa (1980 : 56)
b. Pola Setengah
Pola ini dibuat untuk coran dimana kup dan dragnya simetri terhadap permukaan pisah. Kup dan dragnya hanya dicetak dengan setengah pola, seperti
pada Gambar 3.3
Keuntungan : - Harga pola setengah dari harga pola tunggal lebih
murah
- Hanya untuk bentuk sederhana tanpa ada banyak sudut
dan kelengkungan yang butuh ketelitian tinggi
Kerugian : - Posisi drag tidak tepat pada kupnya.
- Sering terjadi pergeseran.
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
3/31
Gambar 3.3 Pola Setengah
Sumber : Surdia dan Chijiwa (1980 : 57)
c.
Pola belahan banyak
Dalam hal ini pola dibagi menjadi 3 bagian atau lebih untuk melakukan
penarikan cetakan dan untuk penyederhanaan pemotongan inti. (Ilustrasi pada
Gambar 3.4)
Keuntungan : - Dapat digunakan untuk bentuk-bentuk yang banyakmemiliki kelengkungan.
- Memudahkan penarikan dari cetakan.
- Digunakan untuk membuat benda-benda yang rumit.
Kerugian : - Sering menyebabkan salah ukuran.
- Pembuatan pola membutuhkan waktu yang lama
Gambar 3.4 Pola Belahan banyakSumber : Surdia dan Chijiwa (1980 : 57)
3. Pola Pelat
a. Pola Pelat Pasangan
Pola ini merupakan pelat dimana kedua belahnya ditempelkan pola
demikian juga saluran turun, pengalir, saluran masuk dan penambah. Pola ini
biasanya dibuat dari logam atau plastik. (Ilustrasi pada Gambar 3.5)
Keuntungan : - Dapat dipakai untuk produksi massal
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
4/31
Kekurangan : - Pengerjaan cetakan memerlukan waktu yang
lama dan harus bergantian.
Gambar 3.5 Pola Pelat Pasangan
Sumber : Surdia dan Chijiwa (1980 : 58)
b.
Pola kup dan dragDalam hal ini pola kayu, logam atau plastik akan diletakkan pada dua pelat
demikian pula saluran turun, pengalir, saluran masuk dan penambah. Pola semacam
ini dipakai untuk meningkatkan produksi. (Ilustrasi pada Gambar 3.6)
Keuntungan : - Dapat dipakai untuk meningkatkan produksi.
Kerugian : - Untuk membuat pola dibutuhkan tenaga yang
berpengalaman.
Gambar 3.6 Pola Kup dan Drag
Sumber : Surdia dan Chijiwa (1980 : 58)
4. Special Device
a. Pola Cetakan Sapuan
Alat ini dibuat dari pelat dengan sebuah penggeret dan pemutar pada bagian
tengahnya. Pembuatan cetakan dilakukan dengan memutar penggeret di sekitar
pemutar, seperti yang ditunjukkan Gambar 3.7
Keuntungan : - Harga untuk membuat pola relatif murah.
- Bentuk pola relatif sederhana.
Kerugian : - Tidak bisa untuk benda rumit
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
5/31
- Perlu ketelitian pada pembuatan pola dan dalam
membuat penggeret.
Gambar 3.7 Pola Cetakan Sapuan
Sumber : Surdia dan Chijiwa (1980 : 58)
b.
Pola Penggeret dan Penuntun
Alat ini dipergunakan untuk pipa lurus atau lengkung yang penampangnya
tidak berubah. Pembuatan cetakan dilakukan dengan menggerakan penggerek
sepanjang penuntun, seperti Gambar 3.8
Keuntungan : - Harga pola ini tidak mahal
- Bagus untuk pola melengkung dan penampangnya
tetap.
Kerugian : - Pembuatan cetakan membutuhkan waktu yang
lama.
- Tidak bisa digunakan untuk benda yang rumit.
Gambar 3.8 Pola Pengeret dengan Penuntun
Sumber : Surdia dan Chijiwa (1980 : 58)
c. Pola Kerangka A
Pola ini dibuat dengan meletakan pelat dasar dan membuat pelat dudukan
penuntun lalu disapu oleh penggeret untuk membuat permukaan lengkung yang
kontinyu. (Ilustrasi pada Gambar 3.9)
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
6/31
Keuntungan : - Cocok untuk bentuk dengan lengkungan yang
berbeda-beda.
- Dapat digunakan untuk cetakan yang kecil
Kerugian : - Pembuatan cetakan lama
- Hanya dipakai untuk jumlah produksi yang
terbatas.
Gambar 3.9 Pola Kerangka (A)
Sumber : Surdia dan Chijiwa (1980 : 59)
d. Pola Kerangka B
Pada pola kerangka yang kedua ini dibuat dengan meletakkan pelat ukur
pada permukaan pisah dan diatasnya diletakkan pengukur-pengukur lain yang
mempunyai ketebalan serupa sehingga menjadi kerangka berbentuk sangkar. Pada
pembuatan cetakkan pasir ditekan dan dipadatkan sampai batas terluar dan kertas
direkatkan pada pola, sehingga menjadi seperti pola tunggal atau belahan. (Ilustrasi
pada Gambar 3.10)
Keuntungan : - Bisa membuat pola dengan lingkaran kontinu.
Kerugian : -Tidak bisa digunakan untuk produksi masal.
- Pembuatan kerangka yang sulit.
- Pembuatan cetakan lama.
Gambar 3.10 Pola Kerangka (B)
Sumber : Surdia dan Chijiwa (1986 : 59)
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
7/31
3.2.1.3 Bahan Pola
Tabel 3.1 Karakteristik pada Bahan Pola
Sumber: Kalpakjian (1989:303)
1. Kayu
Memiliki sifat kemampumesinan yang sangat bagus, ketahanan terhadap
pemakaian yang buruk, kekuatan yang cukup bagus, beban yang sangat ringan,
kemampuan mampu diperbaiki yang sangat bagus dan juga memiliki kemampuan
tahan terhadap korosi yang sangat bagus.
2. Aluminium
Memiliki sifat kemampumesinan yang bagus, ketahanan terhadap pemakaian
yang bagus, kekuatan yang bagus, beban yang ringan, kemampuan mampu diperbaiki
yang buruk dan juga memiliki kemampuan tahan terhadap korosi yang sangat bagus.
3. Steel
Memiliki sifat kemampumesinan yang cukup bagus, ketahanan terhadap
pemakaian yang sangat bagus, kekuatan yang sangat bagus, memiliki beban yang
berat, kemampuan mampu diperbaiki yang bagus dan juga memiliki kemampuan tahan
terhadap korosi yang buruk.
4. Plastik
Memiliki sifat kemampumesinan yang bagus, ketahanan terhadap pemakaian
yang cukup bagus, kekuatan yang bagus, beban yang ringan, kemampuan mampu
diperbaiki yang cukup bagus dan juga memiliki kemampuan tahan terhadap korosiyang sangat bagus.
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
8/31
5. Besi Cor
Memiliki sifat kemampumesinan yang bagus, ketahanan terhadap pemakaian
yang sangat bagus, kekuatan yang bagus, beban yang berat, kemampuan mampu
diperbaiki yang bagus dan juga memiliki kemampuan tahan terhadap korosi yang
buruk.
3.2.1.4 Perencanaan Pembuatan Pola
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pernecanaan pembuatan pola adalah
menentukan kup dan drag, dan permukaan pisah yang merupakan hal yang paling utama
untuk menghasilkan coran yang baik. Kentungan yang harus dipenuhi adalah:
1.
Pola harus mudah dikeluarkan dari cetakan, permukaan pisah harus satu bidang pada
dasar kup dibuat agak dangkal.
2. Penempatan inti harus mudah. Tempat inti dalam cetakan utama harus ditentukan
secara teliti.
3. Sistem saluran harus dibuat sesempurna mungkin untuk membuat ukuran logam yang
optimum.
4.
Terlalu banyak permukaan pisah akan mengambil banyak waktu dalam proses
pembuatan cetakan yang menyebabkan terjadi tonjolan sehingga pembuatan pola
menjadi mahal.Untuk membuat sebuah pola kita juga harus memperhatikan toleransi
penyusustan, permesinan, dan kemiringan dari sebuah pola agar dimensi pola yang kita
inginkan bisa sesuai.
a.
Penentuan Tambahan Penyusutan
Karena coran menyusut pada waktu pembekuan dan pendinginan, maka
pembuatan pola diperlukan penambahan dimensi pola sebanyak penyusutan pada
ukuran pola. Besarnya penyusutan sering tidak isotropis sesuai dengan bahan coran,
bentuk, tempat, tebal coran atau ukuran dan kekuatan inti. Oleh karena itu
toleransi/tambahan penyusutan dapat dilihat pada tabel di bawah ini.
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
9/31
Tabel 3.2 Toleransi Penyusutan
Sumber : Heine (1976 : 81)
Misal, untuk jenis aluminium dengan pattern dimension up to 48 in dengan
tipe konstruksi open construction, maka didapat:
= 532 = X : Nilai toleransi penyusutan (mm)
Y : Nilai yang akan ditoleransi (mm)
Toleransi penyusutan (5/32 in/ft) untuk setiap 32 ft = 9753.6 mm memerlukan
jumlah toleransi penyusutan sebesar 5 inchi = 127 mm.
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
10/31
Contoh perhitungan:
40 mm→ 40 x , = 0,52 mmAngka 40 mm menunjukkan dimensi dari desain benda kerja sebelum ada
penambahan toleransi penyusutan. Angka 0.52 mm adalah penambahan toleransi
penyusutan.
b.
Penentuan Tambahan Penyelesaian Mesin
Tempat dimana coran memerlukan penyelesaian mesin harus dibuat dengan
kelebihan tebal seperlunya. Kelebihan tebalnya berbeda menurut bahan, ukuran, arah
kup dan drag, serta pekerjaan mekanis. Harga-harga yang bisa untuk tambahan
penyelesaian mesin seperti tabel dibawah ini.
Tabel 3.3 Toleransi permesinan
Sumber : Heine (1976 : 81)
Misal, untuk jenis Aluminium dengan pattern size up to 12 in dengan finish
1/16, maka didapat:
= 116 = X : Nilai toleransi tambahan penyelesaian mesin (mm)
Y : Nilai yang akan ditoleransi (mm)
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
11/31
Untuk setiap 16 feet = 4876,8 mm memerlukan jumlah toleransi permesinan
sebesar 1 in = 25,4 mm.
40 mm→ 40 x ,, = 0,21 mmAngka 40 mm menunjukkan dimensi dari desain benda kerja sebelum ada
penambahan toleransi permesinan. Angka 0,21 mm adalah penambahan toleransi
permesinan.
c. Kemiringan pola
Permukaan yang tegak pada pola dimiringkan dari permukaan pisah agar
memudahkan pengangkatan pola dari cetakan. Sebagai contoh pada kayu
membutuhkan kemiringan 130
sampai 1100
.
Gambar 3.11 Contoh Kemiringan Pola
Sumber : Surdia dan Chijiwa (1986 : 53)
Kemiringan = A x Z
Keterangan :
A : Total untuk toleransi penyusutan dan permesinan
Z : Kemiringan pola (untuk kayu : 1/30-1/100)
Contoh perhitungan:
Dari perhitungan toleransi penyusutan dan permesinan, maka didapatkan
dimensi total:
40 mm + 0,52 mm + 0,21 mm = 40,73 mm
40,73 adalah dimensi total untuk toleransi penyusutan dan permesinan. Untuk
menghitung kemiringan pada pola kayu diambil kemiringan 1/30, sehingga:
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
12/31
40,73 × =1,391 mm1,391 mm merupakan nilai kemiringan dari pola tersebut.
3.2.2 Sistem Saluran
3.2.2.1 Pengertian
Sistem saluran adalah saluran dimana logam cair dituangkan kedalam rongga
cetakan dengan tujuan mengatur pola aliran logam.
3.2.2.2 Bagian-bagian Sistem Saluran
Gambar 3.12 Sistem Saluran
Sumber : Surdia dan Chijiwa (1996 : 65)
a) Cawan Tuang ( Pourin Basin )
Tujuan utama dari pouring basin adalah untuk membentuk aliran yang tepat
dan secepat mungkin, untuk logam seperti aluminium dan magnesium yang bereaksi
cepat (solidifikasi dini) bila terkena udara, hal itu dimungkinkan untuk membuat
pouring basin yang terbentuk dari inti pasir kering atau besi cor di atas sprue yang
berfungsi untuk menuang. Beberapa tipe dari pouring basin dapat dilihat di gambar
3.13.
Gambar 3.13 Cawan TuangSumber : Jain (2003 : 126)
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
13/31
b)
Saluran Turun ( Sprue )
Secara umum dibuat lurus dan tegak dengan irisan berupa lingkaran.
Terkadang diameter penampangnya dibuat mengecil dari permukaan atas sampai
permukaan bawah. Saluran lurus dan tegak dipakai bila menginginkan pengisian yang
cepat dan lancar serta yang dibuat mengecil digunakan untuk penahanan kotoran yang
sebanyak-banyaknya. Selain itu bentuk sprue dibuat tirus tujuannya untuk
memepercepat aliran logam cair, mengurangi tekanan, membuat aliran terfokus dan
mengurangi pembekuan cepat. Pada perhitungan sprue ada 2 persamaan yaitu choke
area dan kontinuitas.
a.
Choke Area
Adalah bagian terkecil dari saluran masuk, mengontrol laju aliran ke
dalam rongga cetakan dan juga mengontrol waktu penuangan. Fungsi choke area
untuk menghitung luas sprue bawah.
= √ 2 Keterangan:
A = Choke area
W = Massa yang dituang (Kg)
d = Massa jenis logam (Kg/m3 )
g = Percepatan gravitasi ( m/s2)
h = Tinggi sprue efektif (m)
t = Waktu penuangan (s)
c = Faktor efisiensi.
b. Persamaan Kontinuitas
Digunakan untuk menghitung laju aliran dan nantinya dapat mengetahui
dimensi sprue bagian atas.
Q= = ℎ ℎ 2 ℎ A atas = 2ℎℎ A bawah
A bawah = A atas
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
14/31
Keterangan :
Q = Kecepatan aliran Volume
A atas = Luas penampang bagian atas coran
V atas = Kecepatan aliran
A bawah = Luas penampang bagian bawah coran
V bawah = kecepatan aliran
Gambar 3.14 Saluran Turun
Sumber : Jain (2003:127)
c) Saluran Pengalir ( Runner ) dan Saluran Masuk ( Ingates)
Saluran pengalir biasanya memiliki irisan seperti trapesium merupakan saluran
yang membawa logam cair dari saluran turun ke bagian yang berongga pada cetakan
pengalir kadang-kadang dibuat mengecil ke bawah. Saluran lurus dan tegak biasanya
dipakai untuk menginginkan pengisian yang cepat dan lancar serta yang dibuat
mengecil digunakan untuk penahan kotoran. Fungsi dari saluran pengalir adalah untuk
membawa logam cair dari saluran turun ke saluran masuk, menjaga aliran tetap
laminar.
Gambar 3.15 Saluran Pengalir
Sumber : Surdia dan Chijiwa (1996:67)
Sedangkan ingate adalah saluran yang mengaliri logam cair dari pengalir ke
dalam rongga cetakan. Dibuat dengan irisan yang lebih kecil dari pada irisan pengalir
agar dapat mencegah kotoran masuk ke dalam rongga cetakan. Bentuk irisan saluranmasuk biasanya berbentuk bujur sangkar atau trapesum, segitga atau setengah
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
15/31
lingkaran. Fungsi dari saluran masuk adalah mengalirkan logam cair ke dalam rongga
cetakan.
Gambar 3.16 Saluran Masuk
Sumber : Surdia dan Chijiwa (1996 : 68)
Sedangakn gating ratio adalah Perbandingan luas potongan antara sprue bawah : runner : ingates. Yang digunakan yaitu 1:3:3
Tabel 3.4 Gating Ratio
Sumber : Heine (1976 : 224)
d) Saluran Penambah ( Riser )
Saluran yang memberi logam cair yang akan mengimbangi penyusutan dalam
pembekuan dari coran sehingga harus membeku awal dari coran. Fungsi dari saluran
penambah adalah untuk mengisi ukuran yang tidak terisi logam cair dikarenakan
pemuaian
Hukum Chorinov
Triser = 1,25 T produk
(V/A)2 Riser = 1,25 (V/A)2
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
16/31
Dimana
V1 = Volume Riser
A1 = Luas area riser
V2 = Volume produkA2= Luas area produk
Gambar 3.17 Tipe Riser
Sumber : Heine (1976 : 244)
e) Dam dan Trap
Dalam logam cair dalam pengalir masih ditemukan kotoran yang terapung pada
permukaan. Sehingga harus dipertimbangkan untuk membuang kotoran tersebut yaitu
melalui dam. Fungsi dam adalah untuk menampung dan mencegah kotoran dengan
jenis dari logam
Gambar 3.18 Dam
Sumber : Surdia dan Chijiwa (2000 : 85)
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
17/31
Sedangkan trap biasanya untuk menampung atau membuang kotoran dengan
berat jenis lebih kecil dari logam cair sehingga mempunyai fungsi untuk menjebak
kotoran dengan berat jenis lebih kecil dari logam cair
Gambar 3.19 Trap
Sumber : Yudi S.I. (2013 : 23)
f) Core
Adalah suatu pola yang disisipkan yang terbuat dari pasir. Core ditempatkan
dalam cetakan yang bertujuan untuk membuat daerah berongga. Core juga digunakan
pada bagian luar pengecoran, untuk membuat seperti bentuk huruf atau angka di
permukaan benda.
Untuk coran dengan internal cavity, seperti yang ditemukan di sebuah blok
mesin otomotif atau valve body, menggunakan core. Seperti halnya cetakan pasir, core
harus memiliki kekuatan, permeabilitas, serta kemampuan untuk menahan panas. Core
ditempatkan oleh core print , dimana lekukan ditambahkan ke pola untuk
menempatkan dan mambantu core dan untuk menyediakan saluran udara untuk gas
yang keluar (Gambar 3.20 a). Masalah umum pada core adalah bahwa (untuk beberapa
persyaratan casting , seperti dalam kasus di mana lekukan diperlukan) core mungkin
kurang mencukupi dukungan struktural pada cavity. Untuk menjaga core dari
pergeseran, bantuan logam (chaplets) dapat digunakan untuk menempatkan core di
tempat (Gambar 3.20 b). Core umumnya dibuat dengan cara yang sama dengan yang
digunakan pada cetakan pasir. Core dibentuk dalam core boxes, yang digunakan dalam
banyak cara yang sama dengan pola-pola yang digunakan untuk membentuk cetakan
pasir.
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
18/31
Gambar 3.20 Core Prints dan Chaplets
Sumber : Kalpakjian (2009:265)
3.2.2.3 Macam-Macam Sistem Saluran
1.
Saluran Pisah
Mempunyai saluran masuk pada permukaan pisah dari cetakan, dari
mana logam cair di jatuhkan ke dalam rongga cetakan.
Keuntungan :
- Udara mudah keluar saat logam cair di tuangkan karena memiliki dua
salauran yang berbeda sehingga ada jalan bagi udara untuk keluar
Kerugian :
-
Temperatur penuanagan harus lebih tinggi dan kecepatan penuangan juga
harus cepat
Gambar 3.21 : Saluran pisah
Sumber : Surdia dan Kenji, 1996:69
2.
Saluran langsung
Saluran langsung merupakan saluran tegak yang terbuka langsung pada
bagian atas rongga. Saluran ini dibuat langsung jatuh diantara rongga cetakan.
Jadi ketika dituang, logam cair langsung mengisi rongga cetakan.
Keuntungan:
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
19/31
-
Lebih ekonomis
- Lazim digunakan karena mudah dibuat dan lebih pendek.
Kerugian:
-
Logam cair langsung jatuh kedalam rongga akan mengganggu logam yang
terdahulu dituang.
- Banyak timbul cacat
Gambar 3.22 : Saluran langsung
Sumber : Surdia dan Kenji, 1996:69
3. Saluran Bawah
Saluran yang mempunyai saluran masuk pada bagian bawah dari rongga
cetakan. Pada sistem ini terdapat tiga jenis bentuk yang umum digunakan yaitu
saluran turun, tegak dan panjang di sambungan dengan pengalir horizontal dan
vertikal.
Keuntungan:
- Logam cair lebih merata saat menempati ruang/rongga pada cetakan karena
pengisian cetakan dilakukan dari bawah.
Kerugian:
- Logam cair cepat langsung membeku sebelum mencapai atas, untukitu
dibutuhkan kecepatan penuangan yang cepat.hal ini dikarenakan saluran
yang dilewati logam cair lebih panjang.
Gambar 3.23 : Saluran bawahSumber : Surdia dan Kenji, 1996:69
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
20/31
4. Saluran Pensil
Sistem saluran diamana logam cair di jatuhkan ke bawah melalui
beberapa lubang pada dasar dari cawan tuang.
Keuntungan:
- Harga untuk benda simetris mahal.
Kerugian:
- Pembuatan saluran relatif lebih sulit dan rumit.
Gambar 3.24 : Saluran pensil
Sumber : Surdia dan Kenji, 1996:70
5. Saluran Bertingkat
Sistem saluran yang mempunyai saluran turun yang di hubungkan
dengan beberapa saluran masuk, logam cair mengalir ke dalam rongga dari
saluran yang terbawa dan kemudian dari saluran masuk kedua dan seterusnya.
Keuntungan:
- Logam cair lebih cepat mengisi cetakan karena memiliki banyak saluran
masuk.
Kerugian:
-
Pembuatan cetakan yang rumit dan sistem saluran yang dibuat menjadi
panjang.
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
21/31
Gambar 3.25 : Saluran ber tingkat
Sumber : Surdia dan Kenji, 1996:70
6. Saluran Baji
Saluran baji di buat seperti celah pada bagian atas coran. Saluran ini
mempunyai dua saluran masuk yang bertujuan untuk menghasilkan coran
dengan ketebalan sama.
Keuntungan:
- Dalam sekali tuang dapat dihasilkan benda benda cor lebih dari satu dengan
ukuran yang sama besar karena mengisi dua buah pola dibutuhkan satu
saluran masuk
Kerugian:
- Kecepatan penuangan harus tinggi karena hanya ada satu saluran masuk
untuk beberapa pola yang harus diisi.
Gambar 3.26 : Saluran baj i
Sumber : Surdia dan Kenji, 1996:70
7. Saluran terompet
Pada saluran terompet, salauran masuk menjadi satu dengan salauran
turun yang berbentuk seperti terompet yang semakin mengecil dari atas sampai
masuk ke dalam rongga cetakan.
Keuntungan :
- Logam cair akan masuk dan mengisi rongga pada cetakan secara merata
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
22/31
-
Cocok untuk benda-benda yang berbentuk pejal
Kerugian :
- Penuangan logam harus dengan kecepatan tinggi agar dapat menghindari
perlawanan dari pada cairan logam
Gambar 3.27 : Saluran turun
Sumber : Surdia dan Kenji, 1996:69
8. Saluran Cincin
Saluran cincin adalah salah satu jenis saluran bawah tetapi pada saluran
cincin setelah turun menuju saluran pengalir, yang terbentuk melingkar seperti
cincin dan mempunyai saluran masuk yang banyak mengelilingi rongga cetak.
Keuntungan :
- Logam cair akan masuk dan mengisi rongga pada cetakan secara merata.
-
Hasil dari coran akan lebih padat dan dapat mengurangi cacat-cacat rongga
pada benda.
Kerugian :
- Proses pembuatannya panjang dan rumit
- Diperlukan temperatur dan kecepatan penuangan yang tinggi agar logam
cair yang di tuangkan lebih merata dan tidak mengeras sebelum waktunya.
Gambar 3.28 : Saluran cin cin
Sumber : Surdia dan Kenji, 1996:69
3.2.3. Pelapis
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
23/31
Pelapis adalah suatu lapisan yang diberikan pada permukaan cetakan dengan
tujuan tertentu sebelum logam cair dituangkan kedalam cetakan.
3.2.3.1. Fungsi Pelapis
a) Mencegah fusi dan penetrasi logam.
b) Mendapatkan permukaan coran yang halus.
c)
Membuang pasir inti dan pasir cetak dengan mudah saat pembongkaran.
d) Menghilangkan cacat-cacat akibat pasir, misal cacat sirip.
Sumber: Surdia dan Chijiwa (1986 : 106)
3.2.3.2. Syarat Pelapis
Syarat pelapis harus mempunyai beberapa sifat, yaitu :
a) Sifat tahan panas agar dapat menerima temperatur penuangan.
b) Saat kering harus cukup agar dapat mencegah penetrasi logam.
c) Tebal pelapis yang cukup agar dapat mencegah penetrasi logam.
d) Gas yang ditimbulkan harus lebih sedikit.
Sumber: Surdia dan Chijiwa (1986 : 106)
3.2.3.3.
Bahan Pelapis
Pelapis dibagi menjadi 2 yaitu :
1. Lapisan cetakan untuk cetakan pasir basah
Lapisan cetakan untuk cetakan pasir basah yang dipakai adalah grafit, bubuk
mika atau talek murni. Bahan ini ditaburkan atau diaplikasikan dengan kuas pada
permukaan cetakan basah.
2. Lapisan cetakan untuk pasir kering.
Untuk lapisan cetakan kering dipakai bahan-bahan berikut:
a. Bubuk garfit /arang, jika temperatur penuangan dibawah 1350°C. Dalam hal ini
harus di jaga agar mencegah busa dan gelembung-gelembung karena zat pengikat.
Seperti dengan mengambil komposisi berikut :
1.
Campuran grafit 100 (grafit kerak 0-40; grafit tanah 60-100); bentonit 10-20
(atau lempung tahan api 20-40).
2. Campuran grafit (grafit kerak 20-50; grafit tanah atau jelaga kokas 50-80);
Bentonit 10-20 (atau lempung tahan api 20-40).
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
24/31
Dalam hal penggunaan lempung tahan api, dicampur gula tetes 2-5 atau
ligninasam sulfonat kurang dari 2 untuk tiap campuran grafit 100.
b. Untuk lapisan cetakan yang mengalami temperatur penuangan diatas 1350°C
harus dipilih bahan yang mempunyai sedikit perubahan sifat pada temperatur
tinggi. Sebagai contoh, disarankan komposisinya sebagai berikut:
1. Campuran grafit 100 (Grafit kerak 80-90, jelaga kokas 20); Bentonit 10-20
2.
Grafit kerak 100, amonium klorida 0,5, bentonit 10-20.
Sumber: Surdia dan Chijiwa (1986 : 106)
3.3 Desain Kerja
3.3.1 Desain Benda Kerja
(Terlampir)
3.3.2 Desain Kup dan Drag
(Terlampir)
3.3.3 Desain Pola
Tabel 3.5 Dimensi Benda Kerja dan Toleransi
No. Dimensi Asli
Benda Kerja
Toleransi
Penyusutan
Toleransi
Permesinan
Toleransi
Kemiringan
Toleransi
Total
1. 75 mm 0,976 mm 0,39 mm - 76,366 mm
2. 52,5 mm 0,683 mm 0,273 mm - 51,544 mm
3. 22,5 mm 0,292 mm 0,114 mm - 22,906 mm
4. 150 mm 1,953 mm 0,781 mm - 152,734 mm
5. 195 mm 2,539 mm 1,015 mm - 198,544 mm
6. 86.6 mm 1,127 mm 0,451 mm - 88,178 mm
7. 60 mm 0,781 mm 0,312 mm - 61,093 mm
8. 140,8 mm 1,833 mm 0,733 mm - 143,366 mm
9. 13,3 mm 0,173 mm 0,069 mm 0,451 mm 13,54 mm
10. 45 mm 0,586 mm 0,234 mm 1,527 mm 45,82 mm
Sumber: Dokumentasi Pribadi
1. Perhitungan Toleransi Penyusutan
= = ,
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
25/31
Untuk setiap 32 feet = 9753,6 mm memerlukan jumlah toleransi penyusutan
sebesar 5 inchi = 127 mm.
a. 40 mm 40 , = 0,520 b.
20 mm 20 , = 0,260 c. 16 mm 16 , = 0,208 d.
20 mm 20 , = 0,260 e. 60 mm 60 , = 0,78125 f.
15 mm 15 , = 0,195 g.
30 mm
30 , = 0,390 2. Perhitungan Toleransi Permesinan = = , ,
Untuk setiap 16 feet = 4876,8 mm memerlukan jumlah toleransi permesinan
sebesar 1 inchi = 25,4 mm.
a.
40 mm
40 ,
, = 0,210
b. 20 mm 20 ,, = 0,104 c. 16 mm 16 ,, = 0,083 d. 20 mm 20 ,, = 0,104 e. 60 mm 60 ,, = 0,3125 f. 15 mm
15 ,
, = 0,078
g. 30 mm 30 ,, = 0,156 3. Dimensi Total
a. 40 mm 40 + 0,520 + 0,21 = 40,73 mm
b.
20 mm 20 + 0,26 + 0,104 = 20,364 mm
c. 16 mm16 + 0,208 + 0,083 = 16,291 mm
d. 20 mm20 + 0,260 + 0,104 = 20,364 mm
e.
60 mm 60 + 0,781 + 0,312 = 61,093 mm
f. 15 mm 15 + 0,195 + 0,078 = 15,273 mm
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
26/31
g.
30 mm 30 + 0,390 + 0,156 = 30,546 mm
4. Kemiringan pada Pola
a. 40 40,730 + (40,730 30⁄ ) =40,730 + 1,357 = 42,087 mm b. 20 20,364 +
(20,364 30)⁄ =20,3640,6788=21,0428 mm
c. 16 16,291 + (16,291 30)⁄ = 16,291 + 0,543 = 16,834 mmd. 20 20,364 + (20,364 30)⁄ = 20,364 + 0,678 = 21,042 mme. 60 61,093 + (61,093 30)⁄ = 61,093 + 2,036 = 63,129 mmf. 15 15,273 + (15,273 30)⁄ = 15,273 + 0,5091 = 15,782 mmg. 30 30,546 + (30,546 30)⁄ = 30,546 + 1,018 = 31,561 mm
3.3.4 Desain sistem saluran
Volume benda kerja ( v) = 95883,51
mm3 = 9,588351 x 10-5 m3
Massa jenis benda kerja (ρ) = 2700 kg/m3
Luas Permukaan benda kerja = XXXXXX
- Massa benda kerja
m = ρ x v
= 2700 kg/m3 x 9,588351 x 10-5 m3
= 0,25893 kg
- Pouring Rate
R = b √ = 0,47 0,25893 = 0,239
- Waktu Penuangan
t = ⁄ t =
0,25893 0,239⁄
t = 1,083 s
- Diameter sprue bawah
A = ρ x t 2 x g x h A = 0,258932700 x 1,083 2 x 9,81 x 0,09485
A =,, = 6,46 10
− m2
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
27/31
= 6,46 10− m2 = ,
= 4,53 x 10-3 m
= 2 x 4,53 x 10-3 m = 9,071 x 10-3 = 9,071 mm- Diameter sprue atas
A = A hh h = 40 mm = 0,04 m A = 6,46 10−
,
,
A = 9,949 x 10− m2 = 9,949 x 10− m2r = = , , = 5,6289 x 10-3 mD = 0,011 m = 11 mm
- Ukuran Runner
Gating Ratio = Sprue : Runner = 1 : 3
A = 3 x A = 1,938 x 10− m A = Apesei
= S S = 1,938 x 10− m
S = 0,0139 m = 13,9 mm - Panjang ingate
Luas ingate dengan runner perbandingan 1 : 3
Aingate = 3 x A2
Aingate = 1,938 x 10− m Karena digunakan 2 gate, maka luasan dibagi 2
Aingate = 9,949 x 10− m2Aingate = A persegi
S2 = 9,949 x 10− m2S = 9,84 x 10-3 mm = 9,84 mm
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
28/31
- Diameter riser
() = 1,25 ()2 produk
(
)
= 1,25 (
,
.)2
( (+)) = 26,30(+) = 5,1(+) = 5,1
(+) = 10,2 . ,
( +,) = 10,2 mm
r = , . ,,−, r = 13,24 mm
d = 26,48 mm
3.3.5 Desain Cetakan Pasir
(Terlampir)
3.4 Urutan Kerja Pembuatan Cetakan Pasir
3.4.1 Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam pengujian ini adalah:
1. Rangka Cetak (Kup dan Drag)
Alat ini digunakan sebagai tempat untuk membuat cetakan pasir.
Gambar 3.21 Kup dan Drag
Sumber: Dokumentasi Pribadi
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
29/31
2. Pola
Alat ini digunakan untuk membuat bentuk/rongga cetakan benda cor.
Gambar 3.22 Pola
Sumber: Dokumentasi Pribadi
3. Saluran Masuk dan Saluran Penambah
Alat ini digunakan sebagai tempat mengalirnya logam cair dalam cetakan.
Gambar 3.23 Sistem Saluran
Sumber: Dokumentasi Pribadi
4. Papan Datar
Alat ini digunakan untuk tempat landasan dalam membuat cetakan.
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
30/31
Gambar 3.24 Papan Datar
Sumber: Dokumentasi Pribadi
5. Kamera
Alat ini digunakan sebagai dokumentasi.
Gambar 3.25 Kamera
Sumber: Dokumentasi Pribadi
Bahan yang digunakan adalah pasir cetak dengan komposisi pasir silica,
bentonit, dan air serta:
1. Pasir silica halus
2. Grafit
3.4.2 Urutan Kerja
Langkah - langkah dalam pembuatan cetakan adalah:
1. Aduk pasir cetak dengan komposisi tertentu.
2. Letakkan pada cetakan pada papan datar berikut drag , kemudian masukkan masukkan
pasir cetakdan padatkan hingga rata dan padat memenuhi drag . Ratakan permukaan
pasir cetak bagian atas dengan papan kayu.
3.
Balig drag , kemudian taburi pola dengan grafit. Sedangkan untuk pasir cetak taburi
dengan silika halus agar pola dan pasir cetak tidak lengket, kemudian ratakan dengan
kuas secara hati - hati.
4.
Letakkan kup diatas drag , kemudian letakkan saluran turun dan saluran penambah.
-
8/17/2019 PL3 kelompok 11
31/31
5.
Isi kup dengan pasir cetak, padatkan dan selama pemadatan jangan sampai saluran
turun maupun saluran penambah berubah posisi.
6. Ambil saluran turun, saluran penambah dengan hati - hati jangan sampai pasir ikut
terangkat.
7. Angkat kup dan drag secara hati - hati, kemudian ambil polanya. Apabila masih terjadi
kerusakan, maka tempatkan kembali pola ke posisi semula dan isi bagian - bagian
tersebut dengan pasir cetak.
8. Taburi rongga bekas pola tersebut dengan grafit, kemudian retakan dengan kuas secara
hati - hati.
9.
Letakkan kembali kup diatas drag , kemudian cetakan yang sudah jadi tersebut
letakkan ditempat yang aman dan datar, diatas cetakan diberi pemberat.