MAKALAH TEKNIK PEMBENTUKAN MATERIAL “ METAL CASTING PROCESS ”
Disusun Oleh : Nama Anggota Anggota :
Bibim Nugroho
(21412455)
Geraldi Geastio
(23412119)
mam !aulana
(23412"34)
Nur Ari#in Ari#in
(2541244$)
%ogie %ogie Arie# &adillah &adill ah (2$412'4) elas
:
3*4
UNIVERSITAS GUNADARMA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI JURUSAN TEKNIK MESIN 2014 1
Kata Pe!ata" +enge,oran logam meru-a.an salah satu metode -embentu.an benda .er/a at au bahan ba.u benda .er/a 0ang telah se/a. lama dila.u.an bah.an /auh sebelum ber.embangn0a lmu -engetahuan dan te.nologi sebagaimana bu.tibu.ti 0ang ditemu.an oleh ar,haeologist beru-a benda .uno se-erti .oin.oin emas -era. dan -erunggu dalam bentu. tiga dimensi dibuat melalui -roses -enge,oran artin0a -aling tida. -roses -enge,oran sudah dila.u.an se/a. ber.embangn0a -eradaban manusia Dalam berbagai hal bendabenda .er/a 0ang dibentu. melalui -roses -enge,oran memili.i .eunggulan bai. si#at mau-un e#isiensin0a -embentu.ann0a bah.an tida. dimili.i oleh bahan 0ang dibentu. dengan ,ara lain misaln0a -ada besiba/a tem-a dimana benda benda tuangan (hasil -enge,oran) si#atsi#atn0a da-at ditentu.an oleh #ormulasi ,am-uran dan da-at di-erbai.i menurut .ebutuhan .ita bentu. dan dimensin0a da-at dibentu. melalui -enge,oran ini misaln0a rongga rongga saluransaluran dan lainlain 0ang mung.in tida. da-at dila.u.an dengan ,ara lain dengan demi.ian benda tuangan ber.embang se/alan dengan moderenisasi te.nologi itu sendiri hal ini di.arena.an benda tuangan memili.i .eunggulan dan da-at diterima diberbagai /enis -rodu. se-erti -ermesinan automoti# listri. dan ele.troni. .onstru.si bangunan gedung assesoris dan lainlain Namun demi.ian /i.a .ita lihat industr0 manu#a.tur 0ang bergera. dibidang -enge,oran ini /umlahn0a masih relatie .e,il dengan .ualitas -rodu.n0a -un masih rendah 6alau-un ada -rodu. dengan .ualitas tinggi teta-i masih dengan te.nologi luar negeri 7al ini men/adi tantangan bagi .ita semua agar da-at ber.om-etisi dengan bangsa lain terutama dalam era globalisasi se-erti se.arang ini +enulis berhara- mudahmudahan ma.alah ini berman#aat dan berguna
dalam
-engembangan te.nologi .hususn0a dibidang -enge,oran logam dan -endidi.an te.nologi -ada umumn0a bagi -ara -emba,a
2
ii
DAFTAR ISI
7alaman KATA PENGANTAR ii DAFTAR ISI iii MATERI PEMBAHASAN METAL CASTING PROCESS 4
1 8e/arah +enge,oran 4 2 De#inisi mum 5 3 lasi#i.asi 5 4 BahanBahan *oran " 5 +roses +enge,oran ogam $ " 8and *asting (-enuangan dengan ,eta.an -asir) ' $ Bahan ,eta.an dan bahan teras9 ' +roses -eleburan (-en,airan) logam tuangan (,or)9 9 +roses -enuangan11 1 8tudi asus : *a,at *or +ada +enge,oran Burner om-or13 PENUTUP13 1 esim-ulan 15 2 8aran;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;15 DAFTAR PUSTAKA
iii
1# Se$a"a% Pe!e&'"a +eleburan tembaga nam-a.n0a telah ber.embang se,ara ter-isah dalam bebera-a bahagian dunia Di sam-ing -er.embangan di Anatolia -ada 5 8! ia di.embang.an di *hina sebelum 2' 8! Ameri.a
ro-ah Oet=i si orang Ais ma0at lela.i 0ang dia6et.an dengan bai. -ada tahun 32 8! ditemu.an dengan .a-a. berbu,u tembaga dengan .emurnian 99$? andungan tinggi arseni. -ada rambutn0a menanda.an bah6a dia terlibat dalam -eleburan tembaga o0ang se/enis -aduan seng dan tembaga di.etahui oleh orang %unani teta-i -enggunaan se,ara luas oleh orang @om Berbagai -roses -enge,oran telah di.embang.an dari 6a.tu .e 6a.tu masing masing dengan .ara.teristi. dan a-li.asi sendiri untu. memenuhi -ers0aratan la0anan dan te.ini. .husus 8ebagian besar su.u ,adang dan .om-onen dibuat oleh ,eta.an se-erti blo. mesin ,ran.sha#ts .om-onen otomoti# dan .ereta a-i listri. -ertanian dan -eralatan .ereta a-i -i-a dan -erleng.a-an -i-a -eralatan listri. laras sen/ata -an,i -enggorengan -eralatan .antor dan .om-onen.om-onen 0ang sangat besar untu. turbin hidroli. e,enderungan -ada dua hal 0ang telah memba6a dam-a. besar -ada industri -enge,oran %ang -ertama adalah me.anisasi dan otomatisasi -roses -enge,oran 0ang telah men0ebab.an -erubahan signi#i.an dalam -enggunaan -eralatan dan tenaga .er/a +enemuan mesin dan -roses.ontrol otomatis sistem telah mengganti.an metode tradisional ,eta.an e,enderungan besar .edua telah mening.atn0a -ermintaan untu. ,eta.an ber.ualitas tinggi dengan toleransi dimensi de.at
2# De())*) U+,+
+enge,oran (*asting) adalah suatu -roses -enuangan materi ,air se-erti logam atau -lasti. 0ang dimasu..an .e dalam ,eta.an .emudian dibiar.an membe.u di dalam ,eta.an tersebut dan .emudian di.eluar.an atau di -e,ah-e,ah untu. di/adi.an
4
.om-onen mesin +enge,oran diguna.an untu. membuat bagianbagian dari mesin dengan bentu. 0ang lebih .om-le.s
+enge,oran diguna.an untu. membentu. logam dalam .ondisi -anas sesuai dengan bentu. ,eta.an 0ang telah dibuat +enge,oran da-at beru-a material logam ,air atau -lasti. 0ang bisa meleleh (termo-lasti.) /uga material 0ang terlarut air misaln0a beton atau gi-s dan materi lain 0ang da-at men/adi ,air atau -asta .eti.a dalam .ondisi basah se-erti tanah liat dan lainlain 0ang /i.a dalam .ondisi .ering a.an berubah men/adi .eras dalam ,eta.an dan terba.ar dalam -era-ian +roses -enge,oran dibagi men/adi dua: e-andable (da-at di-erluas) dan non e-andable (tida. da-at di-erluas) mold ,asting
-# K.a*)()/a*) lasi#i.asi 0ang ber.aitan dengan bahan -embentu. -roses -embentu.an dan metode -embentu.an dengan logam ,air da-at di.ategori.an sebagai beri.ut:
Expendable mold 0ang mana ti-e ini terbuat dari -asir gi-s .erami. dan bahan sema,am itu dan umumn0a di,am-ur dengan berbagai bahan -engi.at (bonding agents) untu. -ening.atan -eralatan 8ebuah ,eta.an -asir .has terdiri dari 9? -asir $? tanah liat dan 3? air !aterimateri ini bersi#at -atah (bahan ini memili.i .emam-uan untu. bertahan -ada tem-erature tinggi logam ,air) 8etelah ,eta.an telah berbentu. -adat hasil ,eta.an di-isah.an dari ,eta.ann0a
Permanent molds 0ang mana terbuat dari logam 0ang tahan -ada tem-erature tinggi 8e-erti naman0a ,eta.an ini diguna.an berulangulang dan diran,ang sedemi.ian ru-a sehingga hasil ,eta.an da-at dihilang.an dengan mudah dan ,eta.an da-at diguna.an untu. ,eta.an beri.utn0a *eta.an logam da-at diguna.an .embali .arena bersi#at .ondu.tor dan lebih bai. dari-ada ,eta.an bu.an logam 0ang terbuang setelah diguna.an sehingga ,eta.an -adat ter.ena ting.at 0ang lebih tinggi dari -endinginan 0ang mem-engaruhi stur.tur mi.ro dan u.uran butir dalam -enge,oran
Composite molds 0ang mana terbuat dari dua atau lebih material 0ang berbeda (se-erti -asir gra#it dan logam) dengan menggabung.an .eunggulan masingmasing bahan +embentu. ini memili.i si#at teta- dan sebagian dibuang dan diguna.an di
5
berbagai -roses ,eta.an untu. mening.at.an .e.uatan -embentu. mengendali.an la/u -endinginan dan mengo-timal.an e.onomi .eseluruhan -roses -enge,oran
4# Ba%aa%a C'"a Be*)
Besi ,or (,ast ron) da-at dide#inisi.an sebagai -aduan besi 0ang memili.i .adar .arbon lebih dari 1$ ? mumn0a .adar .arbon ini berada -ada .isaran antara 24 hingga 4 ? meru-a.an bahan 0ang relati# mahal dimana bahan ini di-rodu.si dari besi .asar atau besiba/a roso. +rodu. besi ,or memili.i #ungsi me.anis sangat -enting dan di-rodu.si dalam /umlah besar +rosesn0a sering dila.u.an dengan ,ara menambah.an unsur gra-hite .e dalam ladle sebagai -engendali -aduan besi ,or (allo0 iron ,astings) bahann0a telah dila.u.an -enghalusan (re#ined) dan -emaduan besi .asar (-ig iron) +rodu.-rodu. se-erti ,ran.sha# ,one,ting rod dan element dari bagianbagian mesin sebelumn0a dibuat dari ba/a tem-a (steel #orgings) se.arang lebih ban0a. mengguna.an highdut0 allo0 iron ,asting A.,+,),+
Alumunium ,asting meru-a.an suatu ,ara ( metode ) -embuatan -aduan logam alumunium dengan mengguna.an ,eta.an ( die ,asting atau sand ,asting ) dengan ,ara melebur -aduan logam 0ang .emudian dituang didalam suatu ,eta.an sehingga mengalami -endinginan ( solidi#i,ation ) didalam ,eta.an Alumunium di-ilih sebagai bahan
dasar
,asting .arena memili.i bebera-a si#at 0aitu :
Alumunium meru-a.an unsur dengan massa /enis 0ang rendah ( 2$ g,m3) sehingga da-at menghasil.an -aduan 0ang ringan
&lo6abilit0n0a bai. .emam-uan mengisi rongga rongga ,eta.an bai.
Te+a!a
tembaga tuangan dan da-at diting.at.an hingga 39 Nmm2 melalui -roses -enger/aan dingin dan untu. /enis tuangan aang.a .e.erasan0a han0a men,a-ai 45 7B namun da-at diting.at.an men/adi 9 7B melalui -enger/aan dingin dimana dengan -roses -enger/aan dingin ini a.an meredu.si .euletan 6alau-un demi.ian .euletann0a da-at diting.at.an melalui -roses annealing (lihat -roses -erla.uan -anas) da-at menurun.an ang.a .e.erasan serta tegangann0a atau 0ang disebut -roses Ctem-erature dimana da-at di,a-ai melalui -engendalian /ara. -enger/aan setelah annealing
disambung
melalui
-roses -en0oderan Bra=ing serta -engelasan
termasu. dalam golongan logam berat dimana memili.i berat /enis '9 .gm3 dengan titi. ,air 1'3*
# P"'*e* 3e!e&'"a .'!a+ +roses -enge,oran meli-uti: -embuatan ,eta.an -ersia-an dan -eleburan logam -enuangan logam ,air .e dalam ,eta.an -embersihan ,oran dan -roses daur ulang -asir ,eta.an +rodu. -enge,oran disebut ,oran atau benda ,or Berat ,oran itu sendiri berbeda mulai dari bebera-a ratus gram sam-ai bebera-a ton dengan .om-osisi 0ang berbeda mulai dari bebera-a ratus gram sam-ai bebera-a ton dengan .om-osisi 0ang berbeda dan ham-er semua logam atau -aduan da-at dilebur dan di,or +roses -enge,oran se,ara garis besar da-at dibeda.an dalam -roses -enge,oran dan -roses -er,eta.an +ada -roses -enge,eron tida. diguna.an te.anan se6a.tu mengisi rongga ,eta.an sedang -ada -roses -en,eta.an logam ,air dite.an agar mengisi rongga ,eta.an arena -engisian logam berbeda ,eta.an -un berbeda sehingga -ada -roses -er,eta.an ,eta.an umumn0a dibuat dari logam +ada -roses -enge,oran ,eta.an biasan0a dibuat dari -asir mes.i-un ada .alan0a diguna.an -ula -laster lem-ung .erami. atau bahan tahan a-i lainn0a
# Sa5 Ca*t)! 63e,a!a 5e!a &eta/a 3a*)"7
7
+roses -embentu.an benda .er/a dengan metoda -enuangan logam ,air .edalam ,eta.an -asir (sand ,asting) se,ara sederhana ,eta.an -asir ini da-at diarti.an sebagai rongga hasil -embentu.an dengan ,ara mengi.is berbagai bentu. benda -ada bong.ahan dari-asir 0ang .emudian rongga tersebut diisi dengan logam 0ang telah di,air.an melalui -emanasan (molten metals) Bagianbagian dari ,eta.an -asir : •
+ola mal atau model (pattern), 0aitu sebuah bentu. dan u.uran benda 0ang sama dengan bentu. asli benda 0ang di.ehenda.i -ola ini da-at dibuat dari .a0u atau -lasti. 0ang nantin0a a.an dibentu. -ada ,eta.an -asir dalam bentu. rongga atau 0ang disebut mold /i.a model ini di.eluar.an 0ang .edalamn0a a.an dituang.an
•
logam ,air nti (core), inti ini meru-a.an bagian .husus untu. 0ang ber#ungsi sebagai bing.ai untu. melindungi stru.tur model 0ang a.an dibentu. dengan demi.ian .eadaa n .etebalan dindinglubang dan bentu.bentu. .husus dari benda tuangan (,asting)
•
tida. a.an ter/adi -erubahan Cope, setangah bagian dari bagian atas dari ,eta.an -asir Drag, setengah bagian ba6ah dari ,eta.an -asir tersebut Gate,lubang terbu.a dimana dituang.ann0a logam ,air .edalam ,eta.an diatara ,ore
•
dan drag Riser,lubang -engeluaran 0ang disedia.an untu. mengalirn0a sisa lelehan logam ,air
• •
dari dalam ,eta.an serta sedi.it resere larutan logam ,air
8
8# Ba%a &eta/a 5a a%a te"a* Pasir cetakan *eta.an dan teras meru-a.an bagian 0ang a.an be.er/a menerima -anas dan te.anan dari logam ,air 0ang dituang sebagai bahan -rodu.oleh .arena itu -asir sebagai bahan ,eta.an harus di-ilih sesuai dengan .uali#i.asi .ebutuhan bahan 0ang a.an di,eta. bai. si#at -enuangann0a mau-un u.uran benda 0ang a.an dibentu. Bebera-a /enis bahan ,eta.an dan teras 0ang sering diguna.an antara lain: a. Pasir tanah liat - Pasir kering - Pasir basah b. Pasir minyak c. Pasir dammar batan (Resinoid) d. Pasir kaca air e. Pasir semen
' P"'*e* 3e.e,"a 63e&a)"a7 .'!a+ t,a!a 6&'"7 •
Berat Eenis titi. *air dan .oe#isien .e.entalan
9
•
P"'*e* 3e.e,"a a%a t,a!a
+roses -eleburan bahan tuangan dila.u.an dengan -amanasan didalam da-ur *u-ola dan da-ur indu.si #re.6ensi rendah +eleburan dengan da-ur u-ola (*u-ola &urna,e) meru-a.an ,ara -eleburan 0ang -aling ban0a. diguna.an dibanding dengan -ema.aian da-ur listri. dan da-urda-ur lainn0a .arena memili.i bebera-a .eunggulan antara lain : 1 onstru.si da-ur .u-ola sangat sederhana dan mudah dalam -engo-erasian 2 Bia0a o-erasional relati# rendah 3 a-asitas relati# besar 4 om-osisi .imia mudah di.endali.an 5 Da-at diguna.an dalam -eleburan se,ara terusmenerus
10
9# P"'*e* 3e,a!a +roses -enuangan (-enge,oran) ialah -engisian rongga , eta.an dengan bahan tuangan 0ang telah dilebur.an (di,air.an)berbagai ,ara -enuangan da-at dila.u.an sesuai dengan sistem -enge,oran 0ang diguna.an se-erti -enuangan -ada ,eta.an -asir dila.u.an dengan s0stem -enuangan mengguna.an -an,i tuang (ladle) dimana ,eta.an dibuat -ada rang.a ,eta. ntu. -enge,oran dengan ,eta.an logam dimana bentu. luar dari ,eta.an itu sendiri telah didisain sesuai dengan -eren,anaan dalam -roses -enge,orann0a 1# Centrifugal casting +roses -enuangan (-enge,oran) dengan metoda sentri#ugal dila.u.an -ada -enge,oran dengan mengguna.an ,eta.an logam (die casting ) tida. semua bentu. benda tuangan da-at dila.u.an dengan metoda ini bendabenda bulat silinder dan simetris sesuai dengan .onstru.sin0a da-at di ,or dengan metoda sentri#ugal ini 8e,ara -rinsi- -roses -enge,oran dengan sentri#ugal ini da-at dilihat -ada gambar beri.ut
11
P"'*e* Pe,a!a
2# Continuous casting +roses -enuangan berlan/ut (*ontinouos *asting) bertu/uan untu. menghasil.an benda tuangan 0ang -an/ang 0ang da-at di-otong sesuai dengan .ebutuhan benda .er/a !esin -enuangan (*ontinouos *asting ma,hine) terdiri atas bagian 0ang se/a/ar dengan saluran -ada be/ana dimana logam ,air dituang.an dan mengalir .e dalam ,eta.an (!ould) dari bahan tembaga 0ang berbentu. -i-a se-an/ang F 1m dengan dinding 0ang dila-isi dengan ,hromium bagian ini dileng.a-i /uga dengan air -endingin 8etelah ,asting mele6ati ,eta.an /uga didingin.an 0ang selan/utn0a ditari. dan diarah.an oleh roller .husus (straightening roller) !esin ini /uga memeili.i sisitem -engendalian gera..an ,asting hingga masu. -embagian -emotongan (#l0ing shears) 0ang a.an memotong ,asting ini se-an/ang 0ang diingin.an
12
10#St,5) Ka*,* : Ca&at C'" Pa5a Pe!e&'"a B,"e" K'+3'" •
@ongga dara *a,at /enis ini biasan0a disebab.an oleh : ogam ,air 0ang tero.sidasi tem-eratur -enuangan 0ang rendah tida. ,u.u-
.eringn0a saluran ,erat dan ladel -enuangan 0ang terlalu lambat ,a6an tuang dan sistem saluran 0ang basah -ermeabilitas dari -asir ,eta. 0ang .urang sem-urna lubang angin 0ang tida. memadai -ada inti sehingga udara tida. da-at .eluar atau ter/eba. dalam logam ,eta.an 0ang .urang .ering terlalu ban0a. gas 0ang timbul dari ,eta.ante.anan di atas terlalu rendah rongga udara oleh -en0angga ,il atau ,il dalam *a,at ,oran a.ibat .ero-os ditun/u..an -ada gambar "
Ga+a" # R'!!a ,5a"a 5a.a+ ;a! +e;ea/a /e"'3'* •
egagalan arena nti
egagalan ini disebab.an .arena -emasangan inti 0ang .urang te-at sehingga inti bergeser se-erti ditun/u..an -ada gambar $ ogam tida. da-at mengisi rongga antara ,eta.an dan inti 0ang terlalu sem-it .arena logam membe.u terlebih dahulu sebelum sam-ai -ada titi. tu/uan 8elain itu .egagalan ini /uga disebab.an .arena inti 0ang bergeser .arena aliran dari logam ,air .arena tela-a. inti tida. mam-u menahan berat dari inti ,oran #
13
Ga+a" 8# Ke!a!a.a &'" /a"ea )t) ;a! !e*e"# S,+at D)!) 6Cold Shut 7
8umbat dingin adalah ,a,at 0ang men0ebab.an .etida. .ontin0uan -ada -ermu.aan ,oran atau bagian atas dari -ermu.aan ,oran disebab.an .arena -er,am-uran 0ang tida. sem-urna dari logam ,air (gambar ') +en0ebab dari .esalahan ini adalah ,oran terlalu ti-is tem-eratur -enuangan terlalu rendah.e,e-atan -enuangan terlalu lambat ogam ,air tida. mengalir se,ara sem-una .arena sistim saluran 0ang tida. sem-urna 7al ini da-at disebab.an .arena u.uran lo.asi 0ang .urang te-at dan te.anan 0ang terlalu rendah lubang angin 0ang .urang -ada ,eta.an atau dengan .ata lain -ermeabilitas dari ,eta.an .urang bagus ,eta.an terlalu lembab -enambah (riser) 0ang tida. sem-urna #luiditas dari material terlalu rendah
Gambar ' 8umbat dingin (cold sht ) -ada !rner
14
PENUTUP
1# KESIMPULAN
+ada ma.alah ini di/elas.an se,ara garis besar mengenai ,eta.an -asirda-ur .u-oladan -roses-roses -enuangan centri"gal casting dan continos casting dimana ti-e ti-e -enuangan tersebut -aling ban0a. di-a.ai dan di.enal se,ara luas +ada te.ni. -embentu.an material-roses-roses -enger/aan logam da-at di.er/a.an untu. semua /enis material logam #erro dan non #erro Di dalamn0a terda-at ban0a. -roses -roses -eleburan dan -roses -enuangan dengan .eunggulann0a tersendiri !aterialmaterial dengan .ara.teristi. tertentu di.er/a.an dengan -roses -eleburan dan -roses -enuangan dengan metode dan alatalat serta .om-onen -endu.ung 0ang sesuai dengann0a 2# SARAN 1 !ahasis6a dituntut untu. lebih ban0a. menambah 6a6asan dan lebih
mengexplore .emam-uan dibidang material.hususn0a -roses -oenger/aan material 2 emam-uan dosen /uga dituntut untu. senantiasa selalu pdate dan mengexplore lebih /auh lagi melalui re#erensire#erensi te.ni. mesin 0ang ada 3 +ara -im-inan /urusan dan uniersitas agar terus ber.embang dan berinoasi agar mutu -endidi.an dan .ualitas lulusan sema.in bertambah .om-eten dan #ali"ied 4 &asilitas -enun/ang -ra.ti.um -embentu.an material lebih diting.at.an lagi dan lebih dima.simal.an .emam-uan dan .om-etensi -ara +E dan Aslab
15
DAFTAR PUSTAKA
1 8ud/ana7ardi2'
16
