BAB 1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Banyak orang yang belum mengetahui proses pembuatan dan bahan pembuatan piston begitupun dengan penulis yang sebelumnya belum mengetahui prosesnya. Untuk itu penulis membuat makalah ini sebagai pengetahuan dan bahan pembelajaran kedepan agar dapat membuat inovasi inovasi yang bisa berguna dan bermanfaat dan agar masyarakat memiliki pengetahuan proses pembuatan piston yang mungkin bisa berguna agar tidak hanya mengandalkan produksi luar negeri, dan bisa menghasilkan produk sendiri yang sama kualitasnya dengan harga yang lebih terjangkau.
Rumusan Masalah
Dari latar belakang tersebut, permasalahan yang dialami menurut saya sebagai berikut:
Pemilihan bahan yang sesuai dengan tugas dan karakteristik piston.
Perencanaan dan hal hal yang harus diperhitugkan dalam pembuatan pola cetakan.
Hal-hal yang perlu dilakukan untuk mengurangi cacat pada saat peleburan dan pencetakan.
Pengujian kualitas produk yang harus dilakukan.
Tujuan penulisan
Tujuan utama penulisan makalah ini untuk menambah pengetahuan bagi seluruh masyarakat dalam proses-proses pembuatan piston. Selain itu hal hal yang ingin dicapai dari penulisan makalah ini adalah:
Ingin mengurangi ketergantungan masyarakat dengan produk-produk luar negeri.
Membuat masyarakat lebih berinovasi dengan memanfaatkn piston-piston bekas yang mungkin bisa didaur ulang untuk menghasilkan piston baru dengan kualitas yang tidak jauh berbeda dengan piston dengan bahan baku biji aluminium baru dengan terlebih dahulu melakukan penelitian dan percobaan.
Batasan masalah
Batasan maslah makalah proses pembuatan piston ini yaitu;
Material yang digunakan dalam pengecoran piston paduan aluminium, silikon, tembaga, dan nikel.
Proses pengecoran dengan sand casting dan dengan mesin untuk proses finishing.
Pengujian yang dilakukan yaitu uji dimensi benda, pengujian cacat dalam, uji kekerasan.
Metode penulisan
Makalah yang berjudul "proses pembuatan piston" ini dijelaskan dalam 3 bab. Bab I berisi latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, metode penulisan. Bab II berisi desain produk, bahan yang digunakan, pembuatan cetakan, uji kekerasan cetakan, pembuatan pola, pembuatan inti, proses peleburan, proses tapping dan pouring, pembongkaran cetakan, pemeriksaan/pengujian, finishing, pengujian akhir dan packing. Bab III berisi penutup.
BAB II
PEMBAHASAN
Design (Gambar)
Langkah pertama dalam proses pengecoran logam adalah mendesign atau menggambar, dimana proses menggambar tersebut menggunakan software Autocad atau Catia. Untuk menggambar piston kopling menggunakan software Autocad dengan gambar Seperti berikut.
Design piston
Bahan
Menurut kegunaan piston yang berfungsi untuk;
1. Menghisap, mengkopresi gas baru dan membuang gas bekas hasil pembakaran.
2. Merubah tekanan hasil pembakaran menjadi gaya dorong pada setang piston/seher.
3. Mengatur pemasukan dan pembuangan gas pada motor 2 tak.
Piston mempunyai pembebanan tugas yang berat, antara lain :
1. Menerima tekanan dan temperatur gas pembuangan yang tinggi.
2. Menerima gaya percepatan yang tinggi.
3. Menerima gaya gesek dan gaya samping
Karena tugasnya yang berat, piston wajib memenuhi persyaratan sebagai berikut:
1. Kuat terhadap tekanan tinggi
2. Tahan terhadap temperatur tinggi.
3. Tahan terhadap gesekan dan mempunyai sifat luncur yang baik.
4. Mempunyai koefisien muai panas yang kecil
5. Mempunyai bobot yang ringan
Macam - macam bahan pembuatan Piston :
Bahan pembuatan piston adalah almunium karena sifatnya yang ringan. Tetapi almunium murni terlalu lembek dan mempunyai pemuaian yang tinggi untuk di jadikan piston. Maka dari itu piston di campur dengan beberapa logan lain agar lebih kuat.
Apa saja bahan yang biasanya menjadi bahan campuran almunium dalam pembuatan piston,
1. Silikon, makin tinggi kadar silikon maka makin kecil pemuaian akibat panas dan gesekan tetapi makin sulit dalam pembuatannya.
2. Tembaga, lebih tahan terhadap karat dan kemampuan penyaluran panas lebih baik.
3. Nikel, memiliki kekenyalan yang tinggi, tahan terhadap temperatur tinggi, tingkat pemuaian rendah dan tahan terhadap karat.
Bahan baku aluminium
Pembuatan Cetakan Pasir
Cetakan pasir basah merupakan cetakan yang banyak digunakan dan paling murah. Kata "basah" dalam cetakan pasir basah berati pasir cetak itu masih cukup mengandung air atau lembab ketika logam cair dituangkan ke cetakan itu. Istilah lain dalam cetakan pasir adalah skin dried. Cetakan ini sebelum dituangkan logam cair terlebih dahulu permukaan dalam cetakan dipanaskan atau dikeringkan. Karena itu kekuatan cetakan ini meningkat dan mampu untuk diterapkan pada pengecoran produk-produk yang besar, dibuat dari campuran pasir, lempung, dan air.
Cetakan pasir basah juga banyak digunakan untuk besi tuang, paduan logam tembaga dan aluminium yang beratnya relatif kecil (maksimum 100 kg).
Keunggulan :
Memiliki kolapsibilitas yang baik.
Permeabilitas baik.
Reusabilitas yang baik, dan
Murah.
Kelemahan :
Uap lembab dalam pasir dapat menyebabkan kerusakan pada berberapa coran, tergantung pada logam dan geometri coran.
Komposisi :
Pasir (80-90) %.
Bentonit (10-15) %.
Air (4-5) %.
Bahan penolong /grafit (2-3) %
.
Pengujian Kekerasan Cetakan Inti
Pada gambar tampak alat pengukur kekerasan cetakan. Prinsip kerjanya adalah sederhana, bola baja f 5,08 m ditekan ke dalam permukaan cetakan oleh per (gaya2,3 N). kedalaman penetrasi yang diukur dalam millimeter menjadi indikasi dari pada kekerasan. Cetakan dengan pemadatan sedang mempunyai nilai kekerasan : 75.
Pembuatan pola
Pola bisa dikatakan sebuah tiruan benda kerja yang akan diproduksi dengan teknik pengecoran, dengan toleransi atau suaian ukuran sesuai perhitungan pengecoran.
Dalam pembuatan pola harus diperhitungkan hal hal seperti berikut:
Penyusutan, karena logam akan mengalami penyusutan pada waktu pembekuan. Jadi harus diperhitungkan terlebih dahulu dengan penyusutan aluminium dan magnesium sebesar 1,30 %.
Tirus, bila pola diangkat maka tepi cetakan pasir yang bersentuhan dengan pola terangkat. Maka sisi miring pola harus dibuat miring. Dengan permukaan luar ditambah 1,04-2,08% dan lubang sebelah dalam sebesar <6,25%.
Penyelesaian, setiap hasil coran yang akan dilakukan proses finishing tambahkan sekitar 3mm.
Distorsi, distorsi terjadi pada benda cor yang tidak teratur. Penyusutan terjadi secara tidak merata, jadi perlu diperhitungkan.
Kelonggaran, bila benda cor tidak dilakukan finishing maka pola dibuat sedikit lebih kecil dengan pertimbangan penyusutan juga.
Pembuatan inti
Inti terbuat dari pasir yang berguna untuk membuat lubang penuh atau sebagian pada benda cor. Inti harus memiliki kekuatan yang memadai dan juga mempunya polaritas. Inti juga harus mempunyai permukaan yang halus dan tahan panas. Dalam pemasanganya inti teerkadang memerlukan penyangga yang disebut chaplet agar tidak berubah posisi saat penuangan logam cair.
Setelah penuangan dan pembekuan chaplet akan melekat pada benda cor, bagian chaplet yang menonjol keluar dari benda cor selanjutnya dipotong.
Proses Peleburan
Logam yang kita lebur adalah logam alumunium ADC 12 yang dimasukan kedalam tungku yang kemudian dipanaskan menggunakan burner dengan bahan bakarnya menggunakan solar.
Titik cair dari alumunium murni + 670C. Tetapi alumunium jika dipadukan oleh unsur paduan maka titik cairnya akan bertambah. Unsur-unsur paduan yang biasanya dipakai sebagai paduan aluminium adalah silikon, tembaga, magnesium, saat penambahan logam campuran lainya dapat ditambahkan dalam bentuk elemental. Untuk menghemat waktu peleburan dan mengurangi kehilangan karena oksidasi, lebih baik memotong logam menjadi kecilyang kemudian dipanaskan. Kalau bahan sudah mencair, fluks harus ditaburkan untuk mengurangi oksidasi.
Alumunium cair sangat reaktif sekali terhadap gas hidrogen (H). gas hidrogen dapat membuat gelembung udara terikat didalam alumunium cair yang mengakibatkan porositas pada produk coran nantinya.
Beberapa sumber potensial timbulnya hidrogen pada aluminium antara lain:
Udara dalam tungku (furnace). menggunakan bahan bakar terkadang gas hidrogen yang disebabkan oleh reaksi pembakaran bahan bakar yang kurang sempurna.
Terjadinya asap hasil pembakaran pada waktu proses peleburan.
Reaksi antara aluminium cair dengan cetakan.
Reaksi kimianya:
Steam Alumunium Hidrogen Alumunium oxide, untuk mencegah porositas pada logam alumunium maka dapat dilakukan beberapa cara, antara lain melindungi alumunium cair menggunakan gas nitrogen (N2). Karena gas nitrogen mengikat hidrogen sebagai penyebab porositas pada alumunium. Caranya yaitu dengan menyemburkan gas nitrogen diatas alumunium cair hingga alumunium cair tersebut masuk kedalam cetakan. atau dengan cara menggunakan flux . Flux ditaburkan pada permukaan alumunium cair secara merata yang bertujuan agar gas hidrogen tidak dapat masuk kedalam alumunium cair. Proses penaburan flux ini dilakukan ketika alumunium tersebut dalam keadaan telah mencair.
Ada 4 macam flux yang dipakai dalam membuat produk alumunium menjadi lebih baik dalam hal sifat-sifat fisik ataupun sifat mekaniknya, yaitu:
Covering fluxes
Digunakan untuk mencegah gas hidrogen masuk kedalam alumunium cair
Cleaning fluxes
Untuk menghilangkan kandungan padat nonmetalik dari alumunium cair
Degassing fluxes
Dimasukan kedalam alumunium cair untuk menghilangkan gas yang terjebak dalam alumunium cair yang dapat menyebabkan porositas
Drossing-off fluxes
Digunakan untuk memperbaiki logam alumunium dari drosses.
Selama pencairan, permukaan harus ditutup fluks dan cairan diaduk pada jangka waktu tertentu untuk mencegah segresi. Kemudian kotoran yang muncul diambil dan dibuang.
Proses peleburan
Proses Tapping
Yaitu proses penuangan logam cair dari tungku ke dalam ladel yang dilakukan setelah logam alumunium mencair dan telah ditaburi flux pada permukaan alumunium agar gas hydrogen tidak dapat masuk ke dalam alumunium cair.
Proses Pouring
Proses pouring adalah proses penuangan logam cair dari ladel ke dalam cetakan. Dalam proses penuangan logam cair ke dalam cetakan ini tidak boleh terputus sampai cetakan pasir tersebut benar-benar penuh oleh logam cair dan jika ada sisa, logam cair tersebut dituang ke dalam wadah yang telah dipersiapkan dan sudah dicouting. Setelah selesai penuangan, logam cair tersebut tunggu sampai membeku dengan waktu ± 30 menit.
Proses pouring
Pembongkaran Cetakan
Setelah logam cair membeku dalam cetakan, baut penyambung antara cup dan drag di buka, kemudian cup dan drag kita pisahkan, cup diangkat bersama coran dan menyingkirkan pasir dari cup, drag dan coran dengan cara memukul pasir tersebut menggunakan palu. Setelah terpisah, coran kita angkat kemudian cawan turun dan penambah dipisahkan dari coran dan akhirnya sirip-sirip dipangkas serta permukaan coran dibersihkan.
Hasil cetakan
Pemeriksaan (Quality Control)
Proses pemeriksaan produk coran terdiri dari beberapa proses pemeriksaan yaitu :
1. Pemeriksaan rupa
– Pemeriksaan rupa/fisik
– Pemeriksaan dimensi (menggunakan jangka sorong, micrometer, jig pemeriksa dan alat ukur lainnya)
2. Pemeriksaan Cacat dalam
– Pemeriksaan ketukan
– Pemeriksaan penetrasi (dye-penetrant)
– Pemeriksaan magnafluks (magnetic-particle)
– Pemeriksaan supersonic (ultrasonic)
– Pemeriksaan radiografi (radiografi)
3. Pemeriksaan material
– Pengujian kekerasan (menggunakan metode Rockwell, Brinell, Vickers)
– Pengujian tarik
– Pengujian analisa kimia (spektrometri, EDS)
– Pengujian struktur mikro dan struktur makro
Setelah benda coran dibersihkan kemudian dilakukan pemeriksaan pada coran tersebut apakah pada benda coran terdapat cacat, jika terdapat cacat yang memungkinkan tidak bisa diperbaiki melalui proses finishing atau proses pemesinan maka benda kerja coran tersebut dilebur kembali. Dari 6 benda coran yang dibuat hanya satu benda coran yang diambil karena benda coran ini yang memenuhi kriteria bahwa benda coran tersebut baik dan selanjutnya dilakukan proses pemesinan (machining process) untuk mendapatkan hasil produk yang lebih baik.
Proses pemesinan
Setelah proses pemeriksaan selesai dan dipilih benda coran dengan hasil yang baik, selanjutnya benda kerja tersebut dilakukan proses pemesinan menggunakan mesin milling dan mesin turning setelah proses pemesinan kemudian dilakukan proses pengamplasan sampai halus.
Proses pemesinan
Pemeriksaan terakhir dan Packing
Setelah melakukan proses penghalusan maka dilakukan pemeriksaan terakhir baik dari dimensinya dan juga kondisi fisiknya.apabila sudah dilakukan pemeriksaan dan hasilnya standar maka siap untuk di bungkus selanjutnya di distribusikan.
Proses pemeriksaan terakhir
BAB III
PENUTUP
Demikianlah yang dapat saya sampaikanmengenai materi yang menjadi bahasan dalam makalah ini, tentunya banayak kekurangan dan kelemahan karena terbatasnya pengetahuan kurangnya rujukan atau referensi yang saya peroleh hubunganya dengan makalah ini. Penulis harap pembaca dapat memberikan kritik dan saran yang membangun kepada kami untuk memperbaiki makalah ini. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi penulis dan bagi pembaca. Sekian penutup dari saya, saya ucapkan terima kasih yang sebesar besarnya atas pihak pihak yang telah membantu atas terselesaikanya makalah ini. Penulis mohon maaf yang sebesar besarnya atas banyaknya kekurangan pada makalah ini.
Wassalamu'alaikum WR WB.
www.Luzman.id
1
