REVISI
LAPORAN PRAKTIKUM ILMU MATERIAL II
Topik
: Penuangan Logam/ Casting
Grup
: II-2
Tgl. Praktikum: 22 November 2011 Pembimbing
: Sri Yogyarti, drg., MS
Kelompok : II-2 1.
Amelia Meliala
021011071
2.
Revina Ester Iriani Marpaung
021011072
3.
Ridhia Petriasari Putri
021011074
4.
Adi Nugroho
021011079
5. Laily Imansari
021011080
6.
0210 021011 1108 083 3
Dies Diesta ta Dhan Dhania ia Perti Pertiwi wi
DEPARTEMEN MATERIAL KEDOKTERAN GIGI FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI UNIVERSITAS AIRLANGGA 2011
1.
TUJUAN PRAKTIKUM
Pada akhir praktikum, mahasiswa diharapkan dapat melakukan prosedur casting dengan baik dan benar. 2.
ALAT DAN BAHAN
2.1 Bahan a. Logam campur Cu alloy
2.2 Alat
a. Glass lab b. Kompor c. Oven d. Alat tuang sentrifugal dan crucible casting
e. Blow torch f. Pinset besar dan kecil
g. Pisau model h. Pisau malam i. Sendok j. Master die
k. Timbangan elektrik l. Jangka sorong
1.2.c. Oven
1.2.d. Alat tuang sentrifugal dan crucible casting
1.2.e. Blow torch
2
3.
CARAKERJA Burn out dan preheating
a.
Melepaskan crucible former dari bumbung tuang
b.
Membuang malam dari bumbung tuang dengan cara meletakkannya dengan kemiringan 450 di atas kompor (permukaan cekung menghadap ke kompor) dan nyalakan kompor hingga malam terbuang habis
c.
Setelah di rasa cukup, ambil bumbung tuang dan letakkan terbalik (bagian cekung menghadap keatas). Pastikan malam terbuang habis dengan cara meletakkan glass lab di atas permukaan cekung. Jika masih terdapat uap pada glass lab, ulangi pembuangan malam
d.
Untuk preheating , masukkan bumbung ke dalam oven hingga mencapai suhu 7500C
Pengecoran (casting )
a.
Menyiapkan alat tuang sentrifugal yang sudah diputar 3 kali dan ditahan dengan menaikkan knop pemutar
b.
Pada cawan tuang (crucible casting ) yang sudah dipanaskan diletakkan logam yang sudah ditimbang
c.
Bumbung tuang panas dikeluarkan dari dalam oven dan diletakkan pada alat sentrifugal
d.
Logam dipanaskan dengan blow torch hingga meleleh, kemudian lepaskan knop agar alat tuang sentrifugal berputar sehingga lelehan masuk ke bumbung tuang
e.
Setelah memperlambat alat sentrifugal dengan menekan kuat porosnya, angkat bumbung tuang dan diamkan hingga suhu normal
f.
Setelah suhu bumbung tuang normal, keluarkan hasil tuangan dan bersihkan di bawah air mengalir.
g.
Tandai sesuai rasio w/p dan analisa marginal fits (celah marginal) antara hasil tuangan dan die.
3
4.
HASIL PRAKTIKUM
Tabel hasil percobaan casting : NO 1.
GAMBAR
RASIO BUBUK:AIR 58 gr : 20 ml (normal)
ANALISA Celah marginal: 0,03 cm. Terdapat bintil kecil
2.
58 gr : 20 ml (normal)
Celah marginal: 0,16 cm Terdapat sayap kecil, sedikit bintil kecil dan tonjolan besar pada bagian dalam.
3.
58 gr : 25 ml (encer)
Celah marginal: 0,165 cm. Terdapat permukaan
bintil
kecil
marginal
dan tidak
rata.
4.
58 gr : 25 ml (encer)
Celah marginal: 0,021 cm. Terdapat bintil kecil
5.
63 gr : 20 ml (kental)
Celah marginal: 0,03 cm. Terdapat bintil kecil.
6.
63 gr : 20 ml (kental)
Celah marginal: 0,16 cm. Terdapat bintil kecil
4
5.
PEMBAHASAN
Dalam praktikum casting ini terdapat enam kali pengecoran dengan mould dalam bumbung tuang yang memiliki rasio water/powder yang berbeda. Celah terbesar di hasilkan oleh mould no.3 dengan konsistensi encer yakni sebesar 0,165 cm. Kemudian ditemukan bintil di semua hasil percobaan serta sayap pada percobaan nomor 2. Berikut di bawah ini akan dibahas beberapa penyebab kegagalan saat casting : 1. Gelembung Udara Keseluruhan
hasil
casting menghasilkan
bintil
kecil
pada
permukaannya. Namun kegagalan terbesar di hasilkan pada percobaan no.2 yakni terdapat tonjolan besar pada bagian dalam. Bulatan pada hasil casting ini disebabkan oleh gelembung udara yang melekat pada model malam selama atau sesudah penanaman (Annusavice, 2003, hal 338). Jika melakukan metode manual, ada beberapa tindakan yang dapat dilakukan untuk mengilangkan udara dari adonan bahan tanam sebelum penanaman
dilakukan.
Wetting
agent dapat
membantu
mencegah
pengumpulan gelembung udara di permukaan model malam. Wetting agent hanya boleh digunakan dioleskan selapis tipis saja (Annusavice, 2003, hal 338-339). Bila menggunakan detergen sebagai wetting agent , setelah diulas harus dicuci terlebih dahulu untuk menghilangkan busa yang dihasilkan detergen.
2. Pemanasan Laju pemanasan yang terlalu cepat juga dapat menyebabkan keretakan pada bahan tanam (Anusavice, 2003, hal.328). Logam yang mencair mengalir ke celah tersebut dan membentuk sayap tipis di tempat keretakan bahan tanam (McCabe & Walls, 2008, hal. 81). Kegagalan ini terlihat pada hasil percobaan nomor 2 dengan konsistensi bahan tanam tuang yang normal. Oleh karena itu, mould seharusnya dipanaskan secara bertahap paling sedikit 60 menit dari temperatur kamar hingga 700o celsius. Semakin tebal bahan tanamnya semakin lama pemanasannya (Annusavice, 2003, hal 339-340).
5
3. Rasio Bubuk dan Cairan Semakin tinggi w/p rasio, maka tuangannya semakin kasar. Tetapi jika terlalu sedikit cairan yang digunakan, hasil adonan menjadi kental dan tidak dapat digunakan dengan
benar untuk penanaman. Pada vacuum
investing , udara yang mungkin tidak dapat dikeluarkan dengan sempurna sehingga menghasilkan permukaan yang kasar (Annusavice, 2003, hal 340).
4. Porositas Pembuangan model malam yang tidak sempurna dapat terjadi jika pemanasan terlalu sebentar atau tidak cukupnya udara pada tungku. Rongga atau porositas dapat terjadi dari gas yang terbentuk saat alloy yang panas berkontak dengan sisa karbon (Annusavice, 2003, hal 340). Porositas berbentuk bulatan yang lebih besar dapat disebabkan oleh gas yang dikeluarkan oleh semburan api yang tidak diatur dengan baik, atau penggunaan zona oksidasi dari semburan api dan bukannya zona reduksi (Annusavice, 2003, hal 346). Porositas karena udara yang terjebak pada permukaan dalam casting disebut sebagai porositas back pressure, yang dapat menghasilkan cekungan yang besar. Hal ini disebabkan oleh ketidakmampuan udara di dalam mould untuk keluar melalui pori bahan tanam atau karena perbedaan tekanan yang memindahkan pocket udara ke ujung bahan tanam melalui sprue yang mencair (Annusavice, 2003, hal 346). Porositas dapat dikurangi dengan menghindari overheating pada alloy (McCabe & Walls, 2008, hal. 82). 5. Hasil tuangan yang tidak utuh Penyebab dari keadaan ini adalah terhalangnya cairan alloy untuk mengisi mould secara utuh. Ada dua faktor yang dapat menghambat jalannya cairan alloy yaitu: a. Pendinginan yang kurang. Hal ini berhubungan langsung dengan back
pressure dari udara di dalam mould. Jika udara tidak dapat dikeluarkan dengan cepat, maka cairan alloy tidak dapat mengisi mould sebelum mengeras. Jika tekanan casting yang digunakan kurang benar, maka
6
back pressure juga tidak dapat diatasi. Tekanan casting harus ditahan paling sedikit 4 detik. Mould akan terisi alloy akan mengeras dalam waktu 1 detik atau kurang, walaupun alloy masih cukup lunak pada tahap awal. Oleh karena itu, tekanan harus ditahan beberapa detik lagi. Kegagalan ini biasanya terlihat berupa tepi yang membulat dan tidak lengkap (Annusavice, 2003, hal 347). b. Pembuangan sisa malam yang tidak sempurna dari dalam mould. Jika
terlalu banyak hasil pembakaran yang tertinggal di dalam mould, maka pori-pori dari bahan tanam dapat terisi penuh sehingga udara tidak dapat keluar seutuhnya. Jika ada cairan atau partikel malam yang tertinggal, maka kontak dari alloy cair dengan benda asing ini dapat menimbulkan back pressure untuk menghalangi masuknya alloy cair. Kegagalan ini terlihat berupa tepi yang membulat dan mengkilap (Annusavice, 2003, hal 347).
6. Distorsi Tidak diragukan lagi bahwa beberapa distorsi akan terjadi pada model malam ketika bahan tanam yang ada di sekelilingnya mengeras. Setting ekspansi dan setting higroskopis dari bahan tanam menghasilkan ekspansi yang tidak merata pada dinding model. Distorsi disebabkan oleh gerakan ke arah luar yang tidak merata dari dinding proksimal. Distorsi akan bertambah jika ketebalan model malam berkurang. Semakin kecil setting ekspansi dari bahan tanam maka semakin sedikit pula distorsi yang akan terjadi. (Annusavice, 2003, hal 338).
Selain membahas mengenai kegagalan yang terjadi pada casting , kelompok kami juga akan membahas mengenai api yang digunakan selama proses casting . Alloy dilelehkan oleh torch di dalam glazed ceramic crucible yang melekat pada broken arm di mesin casting . Broken arm meningkatkan kecepatan rotasi awal pada crucible dan casting ring , sehingga meningkatkan kecepatan linear logam cair memasuki cetakan (Anusavice, 2003, hal. 330-331).
7
Bagian dari api dapat diidentifikasi berdasarkan wilayah yang berbentuk kerucut. Kerucut panjang pertama yang berasal langsung dari mulut torch adalah zona dimana udara dan gas dicampur sebelum pembakaran. Tidak ada panas pada zona ini. Kerucut selanjutnya berwarna hijau dan dengan cepat mengelilingi kerucut bagian dalam, dikenal dengan combustion zone. Di sini, gas dan udara terbakar sebagian. Zona ini pasti mengoksidasi dan harus selalu dijauhkan dari lelehan logam selama peleburan (Anusavice, 2003, hal 334). Zona selanjutnya berwarna biru samar dan terletak diluar ujung hijau combustion zone, adalah reducing zone. Zona ini adalah yang terpanas dari api dan harus selalu konstan pada logam selama pelelehan. Kerucut terluar ( oxidizing zone) adalah area dimana pembakaran terjadi dengan oksigen di udara. Temperaturnya lebih rendah daripada reducing zone dan juga mengoksidasi logam (Anusavice, 2003, hal. 334). Setelah
casting memadat,
bumbung dipindahkan
dan
didinginkan
(quenching ) di dalam air secepatnya setelah terlihat cahaya merah padam. Dua keuntungan yang didapat dari quenching : (1) noble metal alloy tertinggal dalam kondisi anil untuk burnishing , polishing , dan prosedur serupa lainnya; (2) saat air kontak dengan bahan tanam yang panas, reaksi keras terjadi, menghasilkan bahan tanam yang lembut dan bergranul sehingga mudah dibersihkan (Anusavice, 2003, hal. 335). Final fit dari casting tergantung pada keseimbangan dari kontraksi dan ekspansi. Penyusutan alloy harus dapat dikompensasi oleh setting ekspansi dan thermal ekspansi (McCabe & Walls, 2008, hal. 82-83). Casting alloy menyusut secara signifikan ketika mendingin saat padat pada temperatur tinggi ke temperatur ruangan dan tingkat penyusutan sebanyak 1% sampai 2,5% tergantung dari tipe alloy. Walaupun presentase ini terlihat kecil, namun terlalu besar untuk diabaikan pada proses casting yang harus akurat hingga 20μm (Power M.J & Wataha C.J, 2008, hal 273).
6.
KESIMPULAN
a.
Laju pemanasan yang terlalu cepat menyebabkan keretakan pada bahan tanam tuang, sehingga hasil casting bersayap
8
b.
Semakin tinggi w/p rasio, maka tuangannya semakin kasar, menyebabkan hasil casting menjadi kasar pula. Tetapi jika terlalu sedikit cairan yang digunakan, hasil adonan menjadi kental dan tidak dapat digunakan dengan benar untuk penanaman
c.
Rongga atau porositas dapat terjadi jika gas yang terbentuk alloy yang panas berkontak dengan sisa karbon
d.
Porositas berbentuk bulatan yang lebih besar dapat disebabkan oleh gas yang dikeluarkan oleh semburan api yang tidak diatur dengan baik, atau penggunaan zona oksidasi dari semburan api dan bukannya zona reduksi
e. Final fit dari casting tergantung pada keseimbangan dari kontraksi dan
ekspansi
7.
DAFTAR PUSTAKA
Annusavice, KJ. 2003. Phillip’s Science of Dental Materials, 11th Ed . Pennsylvania: Saunders Company. Mc Cabe, J.F. 2008. Applied Dental Materials, 9th Ed. UK: Blackwell Publishing. Power, M.J and Wataha C.J. 2008. Dental materials: Properties and Manipulation 9th Ed . Missouri: Mosby Elsevie.
9
