BAB II

DASAR TEORI

II.1 Pengertian Casting

Casting atau pengecoran adalah suatu proses manufaktur yang dilakukan

dengan menuangkan material cair seperti logam ke dalam suatu cetakan kemudian

dibiarkan membeku di dalam cetakan sehingga diperoleh produk yang bentuknya

sesuai dengan cetakan tersebut.  Proses casting diklasifikasikan menjadi dua yaitu

expendable mold casting dan multiple-use casting. Keduanya memiliki perbedaan

pada penggunaan cetakannya.

Expendable mold casting adalah proses pengecoran, dimana cetakan

digunakan hanya sekali dalam membuat produk dan dalam pemrosesan  cetakan

harus dihancurkan untuk mengeluarkan produk jadi. Expendable mold casting

dibedakan menjadi empat yaitu sand casting, shell casting, investment casting dan

lost foam casting.

Multiple-use casting  adalah proses pengecoran, dimana cetakan yang

digunakan permanen sehingga dapat digunakan berulang kali dalam membuat

produk. Multiple-use casting dibedakan menjadi dua yaitu die casting dan permanent

mold casting.

Proses casting memiliki kecacatan yang biasa terjadi yang disebabkan oleh

berbagai hal, diantaranya:

1. Misrun, terjadi karena ada pemadatan logam cair sebelum logam cair

tersebut benar-benar mengisi ruang cetakan. Hal ini terjadi karena fluiditas

material yang kurang, temperatur cetakan yang rendah, serta kecepatan

tuang yang lamban.

2. Cold Shut, terjadi karena adanya pertemuan dua arus logam cair, namun

keduanya tidak bersatu akibat adanya pendinginan yang prematur.

3. Hot cracking, yaitu retaknya logam pada titik yang mengalami tegangan

yang tinggi akibat dari ketidakmampuan logam untuk menyusut secara

natural.

II-5

II DASAR TEORI

4. Gas porosity, terjadi karena terperangkapnya gas pada logam cair saat

dituang dan tidak bisa keluar. Hal ini disebabkan karena beberapa faktor,

contohnya proses penuangan yang terlalu cepat. Akibatnya terdapat

gelembung-gelembung pada permukaan benda saat material membeku.

5. Mold shift, terjadi apabila peletakan cope dan drag pada master die tidak

presisi, menyebabkan benda hasil pengecoran tidak sesuai dengan pola

yang telah ada.

II.2 Six Basic Requirements Casting

Secara umum proses casting memiliki enam hal dasar (six basic

requirements) yang dapat mempengaruhi proses ini. Keenam dasar ini sangat

penting dan perlu diperhatikan dalam melakukan casting. Six basics requirements

meliputi:

1. Mold Cavity

Rongga cetakan memiliki bentuk dan ukuran yang diinginkan, harus

diproduksi dengan memperhatikan penyusutan dari logam pemadat. Setiap

kompleksitas bentuk yang diinginkan dalam pengecoran harus ada dalam

rongga. Maka, bahan cetakan harus mampu mereproduksi rincian yang

diinginkan dan juga harus memiliki karakter tahan api sehingga tidak akan

terpengaruh oleh logam cair yang harus berisi. Cetakan baru harus siap

untuk setiap casting (cetakan dibuang), atau cetakan harus terbuat dari

bahan yang dapat menahan digunakan untuk coran berulang. Jenis lainnya

dikenal sebagai cetakan permanen. Cetakan permanen terbuat dari logam

atau grafit dan cukup mahal, penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk

produksi besar. Cetakan dibuang lebih ekonomis dan lebih disukai untuk

produksi jumlah yang lebih kecil.

2. Melting Process

Melting process harus mampu memberikan bahan cair yang baik. Bahan

cair tidak hanya harus pada suhu yang tepat, tetapi juga harus dalam

jumlah yang diinginkan, dengan kualitas yang dapat diterima, serta dalam

biaya yang wajar.

II-6

II DASAR TEORI

3. Pouring Techniques

Pouring techniques harus dirancang untuk memperkenalkan logam cair ke

dalam cetakan. Ketentuan harus dibuat supaya selama penuangan

memungkinkan udara atau gas dapat melarikan diri dari cetakan sebelum

menuangkan. Logam cair harus dapat benar-benar mengisi rongga agar

menghasilkan pengecoran yang berkualitas yang sepenuhnya padat dan

bebas dari kecacatan.

4. Solidification Process

Proses pemadatan harus dirancang dan dikendalikan dengan baik.

Ketentuan harus dibuat sehingga cetakan tidak akan terlalu banyak

menahan diri terhadap penyusutan selama logam dipadatkan. Jika tidak,

casting akan retak ketika masih panas dan kekuatannya rendah. Selain itu,

desain casting harus sedemikian rupa sehingga pemadatan dan pemadatan

penyusutan dapat terjadi tanpa menghasilkan porositas internal.

5. Mold Remover

Penghapusan cetakan harus dapat dilakukan dengan baik. Ketika logam

dituangkan ke dalam cetakan yang rusak dan hancur setelah setiap

pengecoran dibuat akan menimbulkan kesulitan yang serius. Namun

apabila cetakan permanen yang digunakan, penghapusan casting dapat

menimbulkan masalah desain utama.

6. Cleaning, Finishing, dan Inspection

Setelah pengecoran akan dihapus dari cetakan, cleaning, finishing, dan

inspection mungkin perlu dilakukan. Material tambahan yang terpasang di

mana logam memasuki rongga dan bahan cetakan yang menempel pada

permukaan pengecoran semua harus dihapus.

II.3 Investment Casting

Investment casting yang juga dikenal sebagai lost wax process merupakan

salah satu jenis teknik pengecoran presisi yang dapat menghasilkan suatu produk

coran dengan bentuk geometri kompleks. Teknik pengecoran ini mampu digunakan

untuk memproduksi benda cetak yang memiliki ketebalan tipis, kemiringan dan

II-7

II DASAR TEORI

kelengkungan dengan variasi radius yang kecil, serta menghasilkan permukaan

produk yang halus. Teknik ini juga dapat meminimalkan tahapan pengerjaan akhir

karena produknya tidak perlu untuk dikerjakan menggunakan proses permesinan

lagi. Namun teknik investment casting juga memiliki beberapa kelemahan, seperti

biaya prosesnya yang relatif mahal dan tidak sesuai untuk produk yang memiliki

ukuran terlalu kecil.

Investment casting secara umum dapat dilakukan melalui beberapa

tahapan sebagai berikut :

1. Pembuatan pattern

Pattern dibuat dari bahan bertitik lebur rendah, seperti plastik, lilin, dan lain-

lain. Hal itu dimaksudkan agar pattern dapat dilelehkan dan dibentuk

dengan mudah. Selain itu, pattern yang terbuat dari plastik atau lilin juga

dapat digunakan berulang-ulang.

2. Memasangkan pattern pada central sprue

Setelah pattern terbentuk, pattern tersebut dipasangkan pada central sprue

yang berfungsi sebagai jalur masuk dari logam cair. Pada satu central

sprue, dapat digabungkan beberapa pattern sekaligus untuk lebih

meningkatkan laju produksi. Pattern yang telah digabungkan pada central

sprue biasa disebut sebagai pattern tree.

3. Melapisi pattern tree dengan material refractory

Pattern tree dilapisi dengan material refractory yang merupakan material

penyusun utama seperti silika dan alumina. Pelapisan dilakukan berulang

hingga diperoleh ketebalan yang diinginkan. Kemudian biarkan sampai

kering.

4. Mencairkan material pattern

Pattern tree yang sudah terbentuk dan terlapisi kemudian dipanaskan

dengan suhu 90-175 derajat Celcius untuk melelehkan material

pembentuknya. Material tersebut akan mengalir keluar dan menyisakan

rongga cetakan.  Setelah cetakan terbentuk, cetakan itu dipanaskan

kembali pada suhu 650-1050 derajat Celcius sekitar 4 jam, lalu cetakan itu

pun siap untuk digunakan.

II-8

II DASAR TEORI

5. Menuangkan logam cair ke dalam cetakan

Logam cair dituangkan ke dalam cetakan yang telah terbentuk. Setelah itu

tunggu hingga logam cair dingin dan siap untuk diambil.

6. Menghancurkan material cetakan

Setelah logam cair memadat dan siap diambil, material cetakan pun

dihancurkan. Dengan begitu, benda cetak yang diinginkan akhirnya sudah

terbentuk.

II-9