1
PROSES MESIN DIE MESIN DIE CASTING HPDC HPDC
A. Pengertian Die Pengertian Die Casting
Die Casting Mechine merupakan Mechine merupakan suatu mesin produksi pencetak produk casting dalam pengecoran logam alumunium. Pengertian casting sendiri yaitu: yaitu: proses pencetakan logam (dari logam cair menjadi bentuk produk padat) dengan tekanan. Adapun macam/jenis proses casting sendiri terbagi menjadi 2, yaitu: 1. Low Pressure Pressure Die Casting (LP!) (LP!) : "aitu proses casting dengan menggunakan tekanan renda#. $iasa di pakai dalam Gravity Casting , yaitu proses pencetakannya meman%aatkan gaya gra&itasi. 2. High Pressure Pressure Die Casting ('P!) ('P!) : "aitu proses casting dengan menggunakan tekanan tinggi. alam proses pencetakannnya di butu#kan tekanan yang relati% tinggi untuk meng#asilkan sebua# produk casting. #ususnya dalam teknologi Die Casting proses pencetakan memakai sebua# cetakan atau mold yang mempunyai mempunyai tingkat presisi yang tinggi, se#ingga proses pencetakannya dapat dapat dilakukan berulangulang dengan #asil produk yang sama dalam bentuk maupun ukurannya. B. Pengertian Die Pengertian Die Casting HPDC HPDC
'P! ( High Pressure Die Casting ) "aitu "aitu proses casting dengan menggunakan tekanan tinggi. alam proses pencetakannnya di butu#kan tekanan yang relati% tinggi untuk meng#asilkan sebua# produk casting. #ususnya dalam teknologi Die Casting proses pencetakan memakai sebua# cetakan atau mold yang mempunyai mempunyai tingkat presisi yang tinggi, se#ingga proses pencetakannya dapat dapat dilakukan berulangulang dengan #asil produk yang sama dalam bentuk maupun ukurannya. *etode 'P! merupakan metode penuangan yang paling modern yang dapat meng#asilkan bagian yang equivalent dengan dengan produk permesinan. Prinsip dasat metode ini adala# pemberian tekanan pada logam cair se#ingga masuk kedalam rongga cetak. Dies cetak. Dies dipasang dipasang pada plat dasar mesin yang dapat ditutup dan dibuka dengan muda#. +ntuk membuat produk diperlukan cetakan tetap terbuat dari logam yang terdiri dari bagian dasar (cetakan tangkup). !etakan ini dipasang pada mekanis penggerak cetakan pada mesin (die closing unit ) yang terdiri dari bagian tetap dan bagian bergerak. Adanya bagian tetap dipasang bela#an cetakan yang akan ber#ubungan dengan silinder pengisi cairan. Pada bagian bergerak dipasang bela#an cetakan yang mempunyai mempunyai bagian enjector . Silinder pengisi pengisi logam cair disemprotkan kedalam cetakan yang tertutup. (urdia, 1--) Proses High Proses High Pressure Pressure Die Casting ( Casting ( 'P! 'P! ), deasa ), deasa ini tela# banyak di gunakan ole# produsen otomoti% dalam proses pembuatan produk produk nya. Prinsip kerja 'P! adala# dengan menuangkan setangkup cairan Al ke lubang sleeve lubang sleeve kemudian kemudian dengan tekanan #idrolis ditekan ke dalam rongga cetakan (die ( die). ). engan adanya tekanan yang tinggi diberikan dalam proses injeksi nya, maka di#arapkan problem keropos dan unco!lete reject dapat dapat diatasi. isamping itu, teknologi ini dirasakan sangat produkti% untuk pembuatan part atau komponen yang terbuat dari Alumunium untuk produksi massal. Perkembangan dunia otomoti%, baik di
2
0ndonesia dan banyak negaranegara lain sangat berkembang dengan cepat. le# sebab itu, kebutu#an akan produk ataupun komponen/part sangat tinggi dirasakan. an tentu saja #al itu membaa keuntungan bagi die caster yang ada dalam industri manu%aktur. amun, penggunaan mesin 'P! sekarang ini juga tela# banyak diman%aatkan untuk pembuatan produk seperti peralatan ruma#, elektrikal e3uipment, agroindustri, dan produk teknik lainnya. 4entu saja pertimbangan 3uantity menjadi %aktor yang besar dalam menentukan teknolgi suatu proses. 'P! adala# sala# satu teknologi proses casting yang sangat mempertimbangkan jumla# produksi yang massal. 5enis mesin casting pressure ini tela# banyak berkembang di negara asia k#ususnya 5epang dan !#ina. 'P! yang banyak beredar di industri biasanya /! 16 ton7 28 ton7 68 ton7 88 ton7 98 ton7 88 ton7 -88 ton7 188 ton7 dan 288 ton. apasitas mesin atau tonase lebi# mempertimbangkan ke ara# berat casting (casting weight ). 4eknik ini dilakukan dengan menginjeksi logam cair dengan tekanan kedalam cetakan logam. Prinsip 'P! adala# mendorong logam cair pada shot tu"e ke dalam cetakan dengan tekanan, tekanan ini dapat mencapai 188 *Pa. 4abel 2.9 menunjukkan tekanan yang digunakan untuk beberapa jenis !art ($ron, 1---). 4abel 2.9 Pedoman angka untuk pengecoran bertekanan 4ekanan saat pengecoran (bar) Al dan *g
;n
$rass
omponen standar
#ingga <88
188288
688<88
omponen teknik
<88988
288688
<8888
omponen dengan kontrol tekanan ketat
881888
28<88
881888
omponen dengan kromium plating
22828
!etakan atau perkakas die casting dibuat dari paduan tool steel terdiri dari dua bagian, #i$ed die hal# atau cover hal# dan ejector die hal# untuk mengeluarkan benda cor. !etakan modern mempunyai penggerak luncur, inti atau potonganpotongan untuk membuat lubang, ulir dan bentuk lain yang diinginkan dalam pengecoran. Lubang saluran turun pada #i$ed die hal# merupakan tempat leatnya logam cair sebelum memasuki cetakan dan mengisi rongga cetakan. %jector hal# biasanya terdiri dari saluran dan pintu masuk (inlet) yang mengalirkan logam cair ke rongga cetakan. Pin pengunci ber%ungsi untuk mengamankan kedua bagian, membantu dalam mengeluarkan benda cor, dan membuka cairan pendingin dan pelumas. *esin 'P! ada dua jenis yaitu: 1.
*esin 'P! Hot Cha"er *esin 'P! hot cha"er dapat beroperasi dengan cepat dengan aktu siklus ber&ariasi
dari kurang dari satu detik (untuk berat komponen kurang dari beberapa gram) #ingga 68 detik (untuk komponen dengan berat beberapa kilogram). *esin ini digunakan untuk ba#an
3
yang mempunyai titik lele# yang renda#, seperti tima# dan plastik. imana proses peleburan ba#an baku dilakukan pada satu mesin.
=ambar 2.1 kema mesin pengecoran Hot cha"er 2.
*esin 'P! Cold Cha"er *esin ini k#usus digunakan untuk komponen die casting yang menggunakan perunggu
dan paduan aluminium. *esin ini digunakan untuk ba#an yang mempunyai titik lele# yang tinggi, seperti perunggu dan alumunium. imana proses peleburan ba#an baku di lakukan secara terpisa# yaitu di lakukan pada mesin melting.
=ambar 2.19 kema mesin pengecoran cold cha"er =ambar 2.19 menunjukkan sebua# ilustrasi mesin cold cha"er , sistem injeksi logam #anya dalam aktu singkat bersentu#an dengan logam cair. Logam cair dituang dengan menggunakan ladel (sendok) ke shot sleeve untuk setiap siklusnya. aluran die dan ujung piston disemprot dengan dengan oli atau pendingin agar terlindungi. Perlakuan ini memperpanjang umur ba#an die dan mengurangi ad#esi pada pembekuan komponen. C. Bagian-Bagian Penting Mesin Die Casting HPDC
1. &oggle Lin' nit *erupakan satu sistem pengunci dimana %ungsinya adala# untuk merapatkan 2 bagian dies saat die closing agar proses pencetakan berlangsung sempurna dan tidak ada pressur yang keluar atau %las#. >%ek mekanik dari toggle link akan meng#asilkan daya kunci ( loc'ing #orce) dan gaya torsi pada ke empat &ie ar . &oggle lin' sistem ini mempunyai beberapa kelebi#an di banding sitem pengunci lainnya, antara lain: a) *eng#emat pressur 'idrolik yang di butu#kan untuk proses Die Close, se#ingga akan meringankan beban pompa 'idrolik. b) engan memakai sitem ini, tidak terlalu dibutu#kan !yl 'ydrolik yang terlalu besar se#ingga akan mengurangi bobot dari mesin. c) *uda# dalam peraatan
4
2. Die Mold Adala# cetakan atau tempat ca&ity / rongga cetak dari bentuk produk yang di buat. alam setiap proses dari part yang berbeda akan dibutu#kan cetakan (dies) yang berbeda, se#ingga memungkinkan dalam satu mesin casting bisa memproduksi macammacam part yang berbeda / multi part. Pada 'P! terdapat empat jenis die: a)
Single cavity untuk produksi satu komponen.
") Multi!le cavity untuk produksi sejumla# komponen yang identik. c)
nit die untuk produksi komponen dengan bentuk yang berbeda pada satu aktu.
=ambar a. Single cavity7 b. Multi!le cavity7 c. nit die $agianbagian Die Mold : a) *i$ Die adala# bagian dies yang menempel pada sisi %i?ed plate ( sisi yg tidak bergerak ). Pada bagian dies ini terdapat lubang di baa#nya ( L0>@ P@+> ) untuk memasukan alumunium cair kedalam ca&ity / rongga cetak. b ) Move Die adala# bagian dies yang menempel pada sisi mo&ed plate ( sisi yang bergerak ). Pada bagian ini terdapat injector pin yang ber%ungsi untuk mendorong part / produk pada ca&ity saat pelepasan ies / cetakan mempunyai komponen yang sangat penting dalam mesin die casting 'P!, diantaranya yaitu: a) !ore ada dua macam core pada dies : 1) Core Hydroli' , !ore tersebut bergeser dengan menggunakan tekanan 'ydrolik pada cylinder 'ydrolik yang berdiri independen untuk tiap tiap corenya. 2) +ngel Core, !ore tersebut bergeser #anya pada saat dies close dan open e%ek mekanis yang di timbulkan ole# tautan antara core dan angel pin yang terdapat pada %i? die yang diposisikan pada kemiringan sudut tertentu. Angel pin biasanya di pakai untuk memperingan beban pompa #ydrolik atau di pandang beban yang di butu#kan untuk menggerakan core yang tidal terlalu besar / berat. b) Pin nsert Pin nsert digunakan untuk membuat cetakan lubang pada part yang berbentuk sejajar dengan plunyer c) Pin %je'tor Pin %je'tor digunakan untuk mendorong part / mengeluarkan part dari cetakan setela# dies membuka. d) Central cooling
5
$erguna untuk masuknya air pendingin dan tempat pencabangan pendingin dies. e) Mould ase Adala# tempat dipasangnya ca&ity dies %) -ver *low dibuat untuk mencega# terjadinya keropos pada part dan tempat pembuangan kotoran alumunium g) .unner Gate Adala# jalan masuknya alumunium saat proses injection menuju pro%il part. #) S!rue ush Adala# jalan masuknya alumunium saat proses injection menuju runner gate. 6. njection nit +ntuk meng#asilkan part yang sempurna didalam cetakan / rongga cetak di butu#kan pressur yang relati% besar . Pressur tersebut di#asilkan ole# pompa plunger ( Plunger 4ip dan Plunger lee&e) yang di gerakan ole# tenaga 'idrolik pada Plunger @od !ylinder yang ter#ubung dengan 'idrolik Pump, Piston 0ntensi%y dan Accumulator 4ank. <. Holding *urnace 4empat alumunium cair setela# suply dari melting %urnace dengan kapasitas yang terbatas pada tiap tiap mesin. u#u di #olding %urnace ini di atur antara 9<8 o B 998o !, untuk menjaga kestabilan su#u #olding %urnace tersebut kondisinya #arus tertutup rapat. an ba#an pemanasnya meman%aatkan #eater listrik. . Ladle Adala# alat untuk menngambil alumunium cair pada 'olding Curnace dan menuangkannya pada lubang Plunyer untuk diinjeksi. 9. S!ray Adala# alat unuk menyemprotkan / menspray ie Lubricant ke permuaan cetakan. D. Die Lu"e +uto Mi$ing Adala# Alat / tempat penapung ie Lube sebelum dispraykan ke dies. Auto *i?ing ini secara otomatis bisa member kode pada operator apabila die lube #abis dengan alarm. D. Proses Die Casting HPDC
4erdapat beberapa ta#apan pada proses casting di die casting mesin 1. S!raying Adala# proses pemberian / pengkabutan larutan lubricant pada permukaan ca&ity / cetakan agar mendingingkan, melumasi sekaligus memberikan lapisan silikon tipis pada permukaan ca&ity / cetakan se#ingga memungkinkan #asil produk lepas dari cetakan (mold) tanpa ada bagian yang menempel, tertinggal pada ca&ity / cetakan. Lubricant yang di spray mengandung campuran lubricant, air, dan angin. imana pencampuran terjadi di Die Lu"e +uto Mi$ing Macine/ 2. Die Close Proses perapatan / penutupan ies ( *o&e ie dan Ci? ie ) 6. njection
6
Proses masuknya alumunium cair kedalam ca&ity / rongga cetak, melalui plunger slee&e dengan proses 2 ta#apan kecepatan. a) Slow s!eed Plunger 4ip maju untuk melakukan penekanan dengan dengan kecepatan renda#. 'al ini di maksudkan untuk meng#indari turbulansi / beriaknya alumunium cair di dalam di dalam plunger slee&e akibat gaya dorong yang tiba tiba. Pergerakan slo speed sendiri berak#ir pada saat sampainya alumunium cair pada daera# sekitar gate di ca&ity dan dilanjutkan pada ta#apan #ast s!eed/ b) *ast S!eed Pada ak#ir slow s!eed Plunger &i! maju dengan kecepatan penu# untuk mengalirkan molten atau alumunium cair kedalam ca&ity se#ingga seluru# rongga cetak terisi penu#. >%ek dari 'ig# peed akan meng#asilkan tekanan yang di butu#kan dalam proses pembentukan part pada cetakan. alam proses injection !lunger rod akan terus bergesekan dengan plunger slee&e, untuk mengurangi dampak gesekan yang dapat menyebabkan ke ausan pada kedua bagian tersebut, maka dibutu#kan pelumasan. +ntuk itu dipakai 4ip Lubricant sebagai pelumas agar Plunger 4ip dapat bergerak lancar ( sooth) pada saat proses injection. 4etapi bila pelumas 4ip lubricant terlalu banyak kadang kala akan berpengaru# buruk pada 3ualitas part karena dapat memungkinkan 4ip lubricant masuk kedalam ca&ity se#ingga meng#asilkan produk yang cacat ( = ) begitu juga jika terlalu sedikit injection akan seret / terta#an dan produk pun akan cacat selain itu juga akan mempengaru#i li#e tie Plunger &i! dan Plunger Sleeve/
<. 0ntensi%ikasi Pada ak#ir proses %ast speed akan timbul gaya balik akibat benturan pada ak#ir prosesnya. +ntuk mengantisipasi #al tersebut di butu#kan kembali tekanan yang lebi# besar untuk menjaga kestabilan presure pada ca&ity dan mencega# gaya balik tersebut, se#ingga part dapat terbentuk sempurna. Proses tersebut dinamakan proses intensi%ikasi yaitu proses penekanan ole# piston intensi%ikasi yang ter#ubung dengan 4angki Accumulator . +ntuk menjaga kestabilan tekanan pada tangki accumulator menggunakan 2 (itrogen gas) yang mempunyai si%at stabil pada tekanan. . Die -!en *undur nya !yl 'ydrolik pada toggle link yang akan membuka dies dan akan di ikuti ole# injection %orard untuk mendorong biskuit agar tetap menempel pada die mo&e. 9. %jection ( %jector n ) Proses pelepasan part dari die mo&e ole# dorongan dari ejector pin yang terangkai pada sebua# ejector plate dan di gerakan ole# cyl #idrolik.etela# >jector ini untuk mendorong part dengan aktu yang tela# di setting, maka >jector akan masuk kembali ( >jektor out ) dan di barengi dengan injection $ackard setela# 0njection $ackard >nd, oEEle 4ip Lup yang terangkai pada lengan ayunnya akan masuk dan menyemprotkan
7
lubricant ( pelumas ) pada permukaan Plunger 4ip dan sekitarnya dan siap untuk proses 0njection selanjutnya. Proses proses tersebut diatur sedemikian rupa secara berkesinambungan, dalam sebua# parameter casting yang di atur berdasarkan #asil per#itungan dan uji coba untuk meng#asilkan kualitas casting yang sempurna. Parameter tersebut tersimpan dalam sebua# komputer data >*+ ( Shot %nd Master nit )/ 0tem item yang terdapat pada setting parameter tersebut, saling menunjang dan sangat berpengaru# pada cycle, s!eed, !ressur, dan te!eratur dies. e#ingga untuk masing masing part / dies yang berbeda, di perlukan juga parameter yang berbeda sesuai kebutu#an. E. Spesifikasi Reject Casting HPDC
+ntuk meng#asilkan part yang bagus banyak #al yang perlu di per#atikan. 5ika mengabaikan maka kemungkinan besar akan berpengaru# pada #asil part reject. imana jenisjenis reject padamesin die casting yaitu: Clo line ,%lo mark, *isrun(bergaris), $ercak #itam, ulit 5eruk, &er 'eat, $lister $umps($isul), !rack Produk,ie !rack, +nder !ut, $enkok >jector, entet,=ate =ompal, dan Porosity on gate. 1. Clo line/Clo *ark/*isrun Adala# Pola aliran selama pengisian terjadi #anya pada permukaan tipis. Pengatasanya bisa di#ilangkan denagan proses bu%%ing cold laps tingkat renda#. !ara identi%ikasi : i c#eck dengan mata telanjang (tanpa Alat bantu) • @atakan permuakaan dies • emungkinan penyebab: 4emperatur *olten die renda# dibaa# standart • •
4emperatur die renda#
•
ie lube berlebi#an
•
Cast speed (%ase 00)terlalu renda#
•
Aliran tergangu /tidak beraturan setela# gate
2. $ercak 'itam Adala# permukaan produk !asting menunjukan adanya arna #itam. !ara identi%ikasinya: 0nspeksi dengan mata telanjang (tanpa alat bantu) • emungkinan penyebab: Ada sisa air spray di ca&ity die/permukaan die tidak bersi# dari air. • •
ebocoran pada ca&ity die
•
ebocoran pada slee&e die
•
ebocoran pada pada plunger tip.
6. ulit 5eruk Adala# Fisual permukaan part yang berlubang kecilkecil 5eruk. !ara identi%ikasinya: 0nspeksi dengan mata telanjang (tanpa alat bantu) • emungkinan penyebab: ettingan CP terlalu maju • •
$iskuit terlalu tebal
8
<. &er 'eat Adala# !acat pada permukaan part/area lainya/Penempelan dari material produk ke permukaan dies. !ara identi%ikasinya: 0nspeksi dengan mata telanjang (tanpa alat bantu) • emungkinan penyebab: Pada daera# tersebut tidak terkena spray • • •
pada daera# tersebut cooling tersumbat (mampet) atau tidak ada. 4empratur dies tinggi.
. $lister/ $umps (bisul) Adala# =elombang/ 4onjolan kecil pada permukaan produk casting. $lister tersebut sebagai #asil pengelembungan gas yang terjebak pada permukaan produk casting .4ingginya tekanan gas terjebak tersebut serta dikombinasikan nasi# renda#nya kekuatan produk casting karena masi# panas akan meng#asilakan peruba#an bentuk padalapisan itpis anatara lubang gas terjebak dengan produk casting. !ara identi%ikasinya: 0nspeksi dengan mata telanjang (tanpa alat bantu) • emungkinan penyebab: !ooling time renda# (cepat) • •
!ycle time cepat
•
4emperatur ie tinggi
•
*olten tidak di degasser.
9. !rack Product, ie !rack !rack Product Adala# retak yang terjadi pada product casting. ie !rack Adala# @etak pada die se#ingga di product timbul cacat. !ara identi%ikasinya: 0nspeksi dengan mata telanjang (tanpa alat bantu) • emungkinan penyebab: 4emperatur terlalu tinggi • •
ie cacat
•
*ec#anical !rack
D. +nder !ut/ $aret Adala# goresan /baret pada permukaan produk casting akibat dari langka# buka dies dan saat ejector maju. !ara identi%ikasinya: 0nspeksi dengan mata telanjang (tanpa alat bantu) • •
Pengukuran kekerasan permukaaan.
emungkinan penyebab: 4emperatur terlalu tinggi • •
!a&ity ie cacat akibat die erosi
•
*etal presure terlalu tinggi
•
!ampuran die lube sedikit
•
andungan unsur (C>) molten @enda#.
. imensi (bengkok) Adala# ukuran tidak sesuai dengan ukuran yang di ke#endaki (tidak sesuai dengan standart). !ara identi%ikasinya:
9
•
Pengukuran dimensi
emungkinan penyebab: imensi ca&ity tidak bagus (=) • •
Penyusutan
•
Pengaru# *uncrattan (Clas#) pada parting line
•
akibat erosi
•
erataan die tidak sempurna
-. >jector mark( plus atau minus) Adala# >jector pin menyentu# permukaan part baik menonjol atau amblas. !ara identi%ikasinya: Fisual • emungkinan penyebab: >jector terlalu panjang • •
>jector terlalu pendek
•
4emperatur tidak konstan.
18. 4riming (entet,=ate gompal) Adala# esala#an dalam penanganan product seperti terbentur pada saat triming gompal pada saat triming dan sebagainya. !ara identi%ikasinya: 0nspeksi dengan mata telanjang (tanpa alat bantu) • emungkinan penyebab: !ara triming yang sala# • •
$entuk gate kurang baik
•
4emperatur tidak konstan.
11. 0nclusion/ 'ardspot/Porosity on gate Adala# Peruba#an susunan komposisi dalam struktur atau komposisi kimia.$iasanya disebabkan karena ?ide atau kotoran lain partikel non logam dan %lu?. !ara identi%ikasinya: Fisual setela# triming. • •
Penelitian pada permukaan e?gate.
emungkinan penyebab: 4erdapat kotoran di molten/terbaa saat proses cleaning dan pengadukan • •
Clu?ing terlau banyak.
•
F. Keuntungan an Kerugian Die Casting
Die Casting memiliki keuntungan dan kerugian yang dapat dili#at sebagai berikut : euntungan : 1. apat membuat benda berdinding tipis dan berukuran presisi 2. ualitas permukaan yang baik 6. +kuran yang berlebi#an dapat di#indarkan <. Gaktu proses yang sangat singkat . *eng#asilkan kecepatan alir yang tinggi 9. apat meng#asilkan product masal dengan ukuran yang sama dengan cepat
10
erugian : 1. $iaya operasional lebi# tinggi 2. 'arga mesin lebi# ma#al 6. *aterial yang terbuang lebi# banyak karena adanya biscuit dan dengan demikian akan lebi# banyak material kelas dua (return material).
11
TUGAS MAKALAH PENGECORAN KHUSUS HIGH PRESSURE DIE CASTING
O L E H Kelompo 1 ! A"#$#l P%&'# E() *#+%',-+ M. /-,- E+,#$ S)%'o+ #'#$'o# Ale-)#
333411 333411 333411 333412 3334122323
