A.
Pros Proses es Pemb Pembua uata tan n
Proses perlakuan benda kerja dari awal material menjadi barang setengah jadi sam[ai barang jadi. Macam-macam proses pembuatan :
Proses pengecoran,
Proses pembentukan.
Proses pemotongan.
Proses penyambungan
Proses perlakuan phisis
Proses penyelesaian / finishing.
a. Proses Proses pengec pengecora oran n: Proses pembuatan yg pada dasarnya merubah bentuk logam dengan cara mencairkan logam, kemudian dimasukkan kedalam suatu cetakan dengan di tuangkan atau ditekan. Berdasarakan jenis pola, bahan cetakan dan cara penuangannya, penuangannya, maka proses proses pengecoran pengecoran dapat dibedakan :
Proses pengecoran dengan pasir (sand casting).
Proses pengecoran sentrifugal (centrifugal casting).
Proses pengecoran dg cetakan permanen (permanent mould casting).
Proses pengecoran pengecoran cetak-tekan (die cetakan). cetakan).
Proses pengecoran dengan pola hilang (investment casting).
b. Proses Proses pemben pembentuk tukan an : Proses pembuatan yg pd dasarnya dilkukan dg memberikan gaya luar (menekan, memadatkan, menarik dsb) hingga berubah bentuk scr plastis. Macam-macam proses pembentukan :
Pengerolan (rolling).
Penempaan (forging).
Penarikan (drawing).
Ekstrusi (extrusion).
Putar tekan (spinning).
Potong (piercing).
c. Proses Proses pemoto pemotonga ngan n: Proses pembuatan yg menggunakan mesin perkakas potong untk mendapatkan bentuk yg diinginkan dengan membuang sebagian material, sedangkan perkakas potongnya dibuat dari bahan yg lebih keras dari pada logam yg dipotong. Beberapa proses pemotongan :
Proses skrap (shaping, planing).
Proses bubut (turning).
Proses gurdi (drilling).
Proses freis (milling).
Proses gerinda (grinding).
d. Proses penyambungan : Proses pembuatan benda kerja dengan cara menempelkan atau menyambung benda 1 ke benda lainnya yg dilakukan tanpa atau dengan mencairkan logam yg disambung, dengan atau tanpa logam pengisi, dengan atau tanpa tekanan. Contoh : pengelasan, solder, pengelingan. e. Proses perlakuan phisis : Proses pengerjaan dg jalan merubah sifat -sifat phisis dari logam tanpa adanya perubahan bentuk fisik seperti proses perlakuan panas (heat treatment), benturan peluru (shoot peaning). f. Proses penyelesaian : Proses pebuatan yg terakhir dimana memperlakukan benda kerja dengan kondisi tertentu misalnya merubah bentuk permukaan yang mengkilap,halus dll sehingga terjadi perubahan dimensi yg sangat kecil. A. Proses Pengecoran.
Ada dua jenis proses pengecoran :
Proses penuangan. Proses pembuatan benda kerja dr logam tanpa adanya penekanan sewaktu logam cair mengisi cetakan. Cetakan biasanya dibuat dari pasir, plaster, keramik.
Proses pencetakan. Proses pembuatan benda kerja dari logam ca ir disertai dengan tekanan sewaktu logam cair tersebut mengisi rongga cetakan. Cetakan biasanya dibuat dr logam.
Secara umum proses pengecoran dibagi menjadi :
Pengecoran dg cetakan pasir (sand casting).
Pengecoran sentrifugal (centrifugal casting).
Pengecoran cetak tekan (die casting).
Pengecoran dengan cetakan plaster (plaster mould casting).
Pengecoran dengan pola hilang (investment casting).
a. Pengecoran dengan cetakan pasir (sand casting) :
bahan baku
tungku
bahan baku
sistem pengolahan pasir
mesin pembuat cetakan
penuangan
bahan baku
tungku
pembongkaran
pembersihan Keuntungan pengecoran cetakan pasir :
pemeriksaan
Dapat dibuat dlm berbagai ukuran muali dari 0,8 kg – 300 ton.
Dapat dibuat dg berbagai variasi bentuk.
Kerugian pengecoran cetakan pasir:
Diperlikan toleransi ukuran yg lebih besar dibandingkan dg pengecoran lain.
Dapat mempercepat keausan pahat potong bila dilakukan proses pemesinan, krn kulit produk yg dihasil mengandung pasir.
Adanya biaya tambahan untk pembuatan pola dan inti. 1. Pembuatan cetakan :
Cetakan pasir basah : Cetakan yg terbuat dr pasir basah pilihan, kemudian permukaan cetakan yg bersinggungan dg pola dilapisi bahan yg keras bila dikeringkan atau dipanaskan misalnya minyak cat, sagu dll.
Cetakan pasir kering : Cetakan yg dibuat dr pasir yg
kasar dg
bahan pengikat seperti minyak cat, sagu dll.
Krn harus dipanaskan dlm dapur pemanas sebelum digunakan. Tempat cetakan terbuat dr logam.
Cetakan lempung : Cetakan ini untk benda cor yg besar. Kerangka cetakan terbuat dr batu bata atau besi yg dilapisi dg lempung kemudian diperhalus permukaanya, kemudian dikeringkan agar kuat menahan beban logam cair.
Cetakan furan : Cetakan terbuat dr pasir yg kering dan tajam dicampur dg asam fosfor dalam hal ini merupakan reagent pemercepat. Pasir dibentuk dan dibiarkan mengeras.
Cetakan CO 2 : Cetakan terbuat dari pasir yg bersih dicampur dengan natrium silikat dan campuran dipadatkan sekitar pola, kemudian dialikan gas CO 2 sehingga campuran pasir mengeras.
Gambar pembuatan cetakan pasir
Cetakan pola sekali pakai : Pada permukaan pola dilapisi bahan tahan api Keuntungan dr proses ini : 1. Sangat tepat untuk mengecor benda kerja dalam jumlah kecil. 2. Tidak memerlukan pemesinan lagi. 3. Menghemat bahan coran. 4. Permukaan agak halus. 5. Tidak diperlukan pembuatan pola belahan kayu yg rumit. 6. Tidak diperlukan inti atau kotak inti. 7. Pengecoran jauh lebih sederhana. Kerugian dr proses ini : 1. Pola rusak sewaktu dilakukan proses pengecoran. 2. Pola lebih mudah rusak, oleh karena itu memerlukan penanganan yg lebih sederhana. 3. Pada pembuatan pola tdk dpt digunakan mesin mekanik. 4. Tidak ada kemungkinan untuk memeriksa keadaan rongga cetakan.
Gambar cetakan pola sekali pakai b. Pengecoran sentrifugal (centrifugal casting) :
Pengecoran dengan menuangkan logam cair kedalam cetakan yg berputar. Keuntungan proses ini : 1. Produktivitas tinggi. 2. Penggunaan ruangan kecil. 3. Ketelitian dan kwalitas coran tinggi. 4. Sedikit lebih murah. Kerugian proses ini : 1. Biaya pembuatan cetakan reltif lebih tinggi dibanding dengan cetakan pasir. 2. Pengaturan cukup sulit (perlu operator trampil). 3. Memerlukan ketepatan dlm perhitungan putaran, kecepatan tuang dan temperatur tuang. 4. Timbul kesulitan untuk bahan cor campuran yaitu terjadinya gejala segregasi gravitasi yaitu unsu yang lebih berat cenderung terpisah dg unsur logam yg lebih ringan. Ada 3 jenis pengecoran sentifugal : 1. Sentrifugal sejati sumbu horisontal Panjang coran harus lebih besar 2xdiameternya Contoh : pembuatan pipa, liner mesin, poros berlubang.
Gambar sentrifugal sejati sumbu horisontal
Sentrifugal sejati sumbu vertikal
Didnding coran dalam akan berbentuk parabola, krn adanya gaya berat. Untuk menghilangkan efek parabola tadi disyaratkan panjang cora harus lebih kecil ata sama dengan 2xdiameternya. Contoh pembuatan pipa yg pendek.
Gambar sentrifugal sejati sumbu vertikal 2. Semi Sentrifugal. Cetakan diisi penuh dan cetakan diputar pd sunbu vertikal, putaranya tidak begitu cepat, maka pemampatan logam cair dlm rongga cetakan dilakukan dg cara sentrifugal dan gaya gravitasi contoh pembuata roda.
3. Sentrifuging. Putaran relatif rendah serta hanya untuk bentuk yg sederhana, metode ini banyak digunakan di bidang kedokteran contoh pembuatan rahang mas, model manusia dan tengkorak.
c.
Pengecoran cetak tekan (die casting) :
Proses ini menggunakan tekanan dlm memasukkan logam cair ke dalam cetakan. Cetakan terbuat dr baja khusus. Keuntungan proses ini : 1. Tidak memerlukan proses penyelesaian. 2. Ukuran dan bentuk benda kerja sangat tepat. 3. Baik untuk produktifitas tinggi. 4. Bahan sisa rendah, krn saluran turun, pengalir dan saluran masuk dpt dilebur kembali . Kerugian proses ini : 1. Harga mesin dan cetakan mahal. 2. Untuk jumlah produksi kecil tidak menguntungkan. 3. Umur cetakan logam berkurang dengan naiknya suhu logam. 4. Hasil cetakan harus segera dikeluarkan. 5. Sering terjadi efek cil atau logam tidak seluruhnya jadi satu, kadangkala hasil cora tidak merata. Ada 2 jenis pengecoran cetak tekan : a. Cetak tekan dengan ruang panas : Logam cair dimasukkan kedalam cetakan dengan tekanan sampai 35 Mpa, seh ingga dihasilkan coran yg padat. logam yg digunakan dg t itik lebur rendah seperti padua n seng, timah dan timbal. benda coran yg diha silkan antara 20 gr-40kg Contoh pembuatan part kompresor, part otomotif (karburator)
Gambar cetak tekan ruang panas . b. Cetak tekan dengan ruang dingin :
Logam cair dimasukkan kedalam cetakan dengan tekanan sampai 40 Mpa – 150 Mpa, sehingga dihasilkan coran yg padat, logam yg digunakan dg titik lebur rendah seperti alumunium, kuningan atau magnesium. benda coran yg dihasilkan lebih dari 38 kg contoh blok mesin kendaraan bermotor, rangka mesin potong rumput dll .
Gambar cetak tekan ruang dingin d. Pengecoran presisi / pola hilang (investment casting) :
Dalam proses pengecoran ini pola dibuat dari lilin yang dilapisi dengan bahan tahan api untuk membuat cetakan, setelah sebelumnya lilin tersebut mencair terlebihdahulu dan dikeluarkan dari rongga cetakan. Pola lilin dibuat dengan cetakan induk (master die), dengan cara menuang atau menginjeksikan lilin cair ke dalam cetakan induk tersebut. Tahapan pengecoran presisi :
1. 2. 3. 4.
Pola lilin dibuat. Beberapa pola ditempelkan pada saluran turun (sprue) membentuk pohon bola. Pohon pola dilapisi dengan lapisan tipis bahan tahan api. Seluruh cetakan terbentuk dengan menutup pola yang telah dilapisi tersebut dengan bahan tahan api sehingga menjadi kaku. 5. Cetakan dipegang dalam posisi terbalik, kemudian dipanaskan sehingga lilin meleleh dan keluar dari dalam cetakan. 6. Cetakan dipanaskan kembali dalam suhu tinggi, sehingga semua kotoran terbuang dari cetakan dan semua logam cair dapat masuk kedalam bagianbagian yang rumit disebut proses preheating. 7. Setelah logam cair dituangkan dan membeku cetakan dipecahkan, dan coran dilepaskan dari sprue-nya. bahan tahan api yang umum digunakan untuk investment casting adalah silika, zirkon, berbagai aluminium silikat, dan alumina. Silika biasanya digunakan dalam bentuk leburan silika, tapi kadang-kadang kuarsa digunakan karena lebih murah. Aluminium silikat adalah campura dari alumina dan silika, dimana umumnya campura n digunakan memiliki kandungan alumina 42-72%; di alumina 72% senyawa ini dikenal sebagai mullite. Keuntungan dari pengecoran presisi : Dapat membuat coran dalam bentuk yang rumit. Ketelitian dimensi sangat baik (toleransi ± 0.076mm). Permukaan hasil coran sangat baik. Lilin dapat didaur ulang. Tidak diperlukan pemesinan lanjut.
Kelemahan dari pengecoran presisi :
Tahapan proses banyak sehingga biayanya mahal. Terbatas untuk benda cor yang kecil. Sulit bila diperlukan inti.
Contoh penggunaan : komponen mesin turbin, perhiasan, alat penguat gigi. Cetakan presisi dapat digunakan untuk semua jenis logam, seperti : baja, baja tahan karat, paduan dengan titik lebur tinggi.
e.
Pengecoran dengan cetakan plaster (plaster mould casting) :
Pengecoran dengan cetakan plaster mirip dengan cetakan pasir, hanya cetakannya dibuat dengan plaster (2CaSO4-H2O) sebagai pengganti pasir. Bahan tambahan, seperti bubuk dan silika dicampur dengan plaster untuk : mengatur kepadatan, mengatur waktu pengeringan cetakan, mengurangi terjadinya keretakan, dan meningkatkan kekuatan. Untuk membuat cetakan, plaster dicampur dengan air dan dituangkan ke dalam pola plastik atau logam dalam rangka cetak (flask) dan dibiarkan mengering (catatan: pola kayu kurang sesuai untuk cetakan plaster). Kelemahan cetakan plaster : Perawatan cetakan plaster sulit sehingga jarang digunakan untuk produksi tinggi. Kekuatan cetakan akan berkurang bila terlalu kering. Bila cetakan tidak kering uap lembab akan merusak hasil coran. Permeabilitas cetakan rendah, sehingga uap sulit keluar dari rongga cetak. Tidak tahan temperatur tinggi. Cara menanggulangi kelemahan : Keluarkan udara sebelum diisi cairan; Anginkan plaster agar dihasilkan plaster yang keras dan padat; Gunakan cetakan dengan komposisi dan perawatan khususyang dikenal dengan proses Antioch. Proses Antioch adalah proses yang menggunakan campuran 50% pasir dengan plaster, memanaskan cetakan dalam autoclave (oven yang menggunakan uap air superpanas dan bertekanan tinggi), dan kemudian dikeringkan. Denga n cara ini akan dihasilkan permeabilitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan cetakan plaster konvensional.
Keuntungan cetakan plaster : Permukaan akhir baik. Dimensi akurat. Mampu membuat bagian coran yang tipis. Pengecoran dengan cetakan plaster digunakan untuk logam dengan titik lebur rendah seperti : aluminium, magnesium, dan paduan tembaga. Contoh Penggunaan : cetakan logam untuk mencetak plastik, karet, sudu-sudu pompa dan turbin, dan produk coran lainnya yang memiliki geometri yang rumit .
f.
Proses Cetakan Permanen (permanent casting). Pengecoran cetakan permanen menggunakan cetakan logam yang terdiri dari dua bagian untuk memudahkan pembukaan dan penutupannya. Pada umumnya cetakan ini dibuat dari bahan baja atau besi tuang. Logam yang biasa dicor dengan cetakan ini antara lain aluminium, magnesium, paduan tembaga, dan besi tuang. Pengecoran dilakukan melalui beberapa tahapan seperti ditunjukkan dalam
Tahapan dalam pengecoran dengan cetakan permanen cetakan diberi pemanasan awal dan dilap isi (coated), inti (bila digunakan) dipasang dan cetakan ditutup, logam cair dituangkan ke dalam cetakan, dan cetakan dibuka, produk coran yang dihasilkan. Berbagai pengecoran cetakan permanen : 1. Pengecoran tuang (slush casting) Digunakan untuk benda cor yang berlubang dengan cetakan logam tanpa inti. Tahapan pengecoran: Logam cair dituangkan ke dalam cetakan dan dibiarkan sejenak sampai terjadi pembekuan pada bagian yang bersentuhan dengan dinding cetakan; Cetakan kemudian dibalik, sehingga bagian logam y ang masih cair akan tertuang keluar dari rongga cetakan; Diperoleh benda cor yang berlubang, ketebalannya ditentukan oleh lamanya waktu penahan sebelum cetakan dibalik. Contoh penggunaan: patung, alas lampu, boneka, dan lain -lainnya. Logam cor yang biasa d ipakai : timah hitam, seng, dan timah putih. 2. Pengecoran bertekanan rendah (low pressure casting) Pada pengecoran jenis ini cetakan diletakkan diatas ruang kedap udara (airtight chamber), kemudian gas bertekanan rendah dialirkan ke dalam ruang tersebut sehingga logam cair yang berada di dalam ladel tertekan ke atas melalui saluran batu tahan api masuk ke dalam cetakan, seperti ditunjukkan dalam gambar.
Pengecoran dengan cetakan bertekanan rendah Keuntungan : - Hasil cetakan bersih bebas dari inklusi, - Kerusakan akibat porositas gas dan oksidasi dapat diperkecil, - Sifat mekaniknya meningkat. 3. Pengecoran cetakan permanen vakum (vacuum permanent mold casting) . Merupakan bagian dari pengecoran bertekanan rendah, bedanya disini cetakannya divakum, sehingga cairan logam akan ditarik ke dalam rongga cetak karena adanya perbedaan tekanan. Kelebihan proses ini dibandingkan pengecoran bertekanan rendah adalah : - Kerusakan karena porositas udara dapat dikurangi; - Kekuatan benda cor lebih baik.
