BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar belakang

Kebutuhan logam ternyata tidak hanya sebatas benda dengan permukaan rata. Kebutuhan akan logam juga berkembang pesat seiring dengan teknologi yang mendukungnya. Sekaramg kita bisa menghasilkan benda logam dalam bentuk apapun tanpa harus mengalami proses penempaan.

Pada zaman dahulu untuk menghasilkan logam yang berbentuk rumit maka benda haruslah dipanaskan dan dipukul sebagaimana prosesnpenempaan pada umumnya. Namun seiring kemajuan zaman tuntutan akan kebutuhan logam semakin meningkat dan atas tuntutan itulah kini telah tercipta tungku-tungku pelebur besi yang menghasilkan suhu di atas 1500°C.

Pengecoran dalah suatu proses manufaktur yang menggunakan logam cair dan cetakan untuk menghasilkan bentuk yang mendekati bentuk geometri akhir produk jadi. Logam cair akan dituangkan atau ditekan ke dalam cetakan yang memiliki rongga cetak (cavity) sesuai dengan bentuk atau desain yang diinginkan. Setelah logam cair memenuhi rongga cetak dan tersolidifikasi, selanjutnya cetakan disingkirkan dan hasil cor dapat digunakan untuk proses sekunder.

Dalam makalah ini tercantum beberapa jenis pengecoran. Namun kita akan lebih membahas tentang pengecoran dengan cetakan pasir. Yang setidaknya pembaca akan lebih

1

tahu tentang pengecoran dengan menggunakan cetakan pasir.

B. Tujuan penulisanTujuan penulisan makalah ini adalah untuk ;1. Memenuhi tugas mata kuliah bahasa Indonesia2. Mengetahui ragam bahasa yang digunakan dalam

industriC. Rumusan masalah

1. Apa yang dimaksud dengan pengecoran?2. Bagaimana teknik pengecoran logam dengan

menggunakan cetakan pasir?3. Apa kelebihan dan kekurangan pengecoran logam

dengan menggunakan cetakan pasir?

2

BAB II

LANDASAN TEORI

1.1 Pengertian pengecoran

Pengecoran dalah suatu proses manufaktur yang menggunakan logam cair dan cetakan untuk menghasilkan bentuk yang mendekati bentuk geometri akhir produk jadi. Logam cair akan dituangkan atau ditekan ke dalam cetakan yang memiliki rongga cetak (cavity) sesuai dengan bentuk atau desain yang diinginkan. Setelah logam cair memenuhi rongga cetak dan tersolidifikasi, selanjutnya cetakan disingkirkan dan hasil cor dapat digunakan untuk proses sekunder.

Untuk menghasilkan hasil cor yang berkualitas maka diperlukan pola yang berkualitas tinggi, baik dari segi kontruksi, dimensi, material pola dan kelengkapan lainnya. Pola digunakan untuk memproduksi cetakan. Pada umumnya, dalam proses pembuatan cetakan, pasir cetak diletakan di sekitar pola yang dibatasi rangka cetak kemudian pasir dipadatkan dengan cara ditumbuk sampai kepadatan tertentu. Pada lain kasus terdapat pula cetakan yang mengeras/menjadi pada sendiri karena reaksi kimia dari perekat pasir tersebut. Pada umumnya cetakan dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian atas (cup) dan bagian bawah

3

(drag) sehingga setelah pembuatan cetakan selesai pola akan dapa dicabut dengan mudah dari cetakan.

Dalam proses pengecoran, ada empat faktor yang berpengaruh atau merupakan cirri dari proses pengecoran, yaitu :

1. Adanya aliran logam cair ke dalam rongga cetak2. Terjadi perpindahan panas selama pembekuan dan

pendinginan dari logam dalam cetakan3. Pengaruh material cetakan.4. Pembekuan logam dari kondisi cair.

Proses pengecoran meliputi : pembuatan cetakan, persiapan dan peleburan logam penuangan logam cair ke dalam cetakan, pembersihan coran dan proses daur ulang pasir cetakan, produk pengecoran disebut coran atau benda cor. Berat coran itu sendiri berbeda, mulai dari beberapa ratus gram sampai beberapa ton dengan komposisi yang berbeda dan hamper semua logam atau paduan dapat dilebur dan dicor.

Proses pengecoran secara garis besar dapat dibedakan dalam proses pengecoran dan proses percetakan. Pada proses pengecoran tidak digunakan tekanan sewaktu mengisi rongga cetakan, sedangkan pada proses percetakan logam cair ditekan agar mengisi rongga cetakan. Karena pengisisan logam berbeda, cetakan pun berbeda, cetakan umumnya dibuat dari logam. Pada proses pengecoran cetakan biasanya dibuat dari pasir meskipun adakalanya digunakan pula plaster, lempung, keramik, atau bahan tahan api lainnya.

2.1 Klasifikasi pengecoran

4

Klasifikasi pengecoran berdasarkan umur dari cetakan, ada pengecoran dengan cetakan nonpermanen / cetakan sekali pakai yang terbuat dari bahan pasir (expendable mold) dan ada pengecoran denga cetakan yang dipakai berulang kali yang biasanya dibuat dari logam (permanent mold) yang memiliki kegunaan dan keuntungan yang berbeda.

1. Pengecoran permanen (permanent mold)

Pengecoran permanen menggunakan cetakan pemanen (permanent mold) yaitu cetakan yang dapat digunakan berulang-ulang dan biasanya dibuat dari logam. Cetakan permanen yang digunakan adalah cetakan logam yang biasanya digunakan pada pengecoran logam dengan suhu cair rendah. Coran yang dihasilkan mempunyai bentuk yang tepat dengan permukaan licin sehingga pekerjaan permesinan berkurang. Pengecoran permanen antara lain :

a. Pengecoran gravitasi (gravity permanent mold casting)Pengecoran gravitasi adalah pengecoran dimana logam cair yang dituangkan ke dalam saluran masuk menggunakan gravitasi. Karena adanya tekanan gravitasi, cairan logam mengisi ke selurung ruang dalam rongga cetaka.

b. Pengecoran cetak tekan (pressure die casting)Adalah pengecoran dimana logam cair yang dituangkan ke dalam saluran masuk menggunakan bantuan tekanan dari luar

c. Pengecoran sentrifugal (centrifugal die casting)Adalah pengecoran yang yang menggunakan cetakan berputar, cetaka yang berputar akan menghasilkan gaya sentrifugal yang akan mempengaruhi kualitas

5

coran. Coran yang dihasilkan akan memiliki bentuk padat, permukaan halus dan sifat fisik struktur logam yang unggul. Pengecoran sentrifugal biasanya digunakan untuk benda coran yang berbentuk simetris.

2. Pengecoran nonpermanen (expandable mold)

Pengecoran expandable mold menggunakan cetakan yang tidak permanen, hanya dapat digunakan satu kali. Perbedaan antara cetakan permanen dan nonpermanen terletak pada penggunaan bahan cetakan dimana cetakan permanen menggunakan logam dan cetakan nonpermanen menggunakan pasir.

Pengecoran cetakan pasir memberikan fleksibilitas dan kemampuan yang tinggi jika dibandingkan dengan cetakan logam. Pengecoran cetakan pasir memiliki keunggulan antara lain : mudah dalam pengoperasiannya, biayanya relative lebih murah dan dapat membuat benda dengan ukuran yang besar. Cetakan biasanya dibuat dengan memadatkan pasir.

Pasir yang dipakai biasanya pasir alam atau pasir buatan yang mengandung tanah lempung. Cetakan pasir mudah dibuat dan tidak mahal. Pasir yang digunakan kadang-kadang dicampur pengikat khusus, misalnya air kaca, semen, resin furan, resin fenol atau minyak pengering, karena penggunaan zat-zat tersebut memperkuat cetakan atau mempermudah operasi pembuatan cetakan. Logam yang dapat digunakan pada pengecoran ini adalah besi, baja, tembaga, perunggu, kuningan, aluminium, ataupun logam paduan. Pengecoran nonpermanen antara lain :

a. Cetakan pasir basah (green sand mold)

6

Cetakan ini dibuat dari pasir cetak basah. Cetakan pasir basah merupakan cetakan yang paling banyak digunakan. Prosedur pembuatan cetaka pasir basah dapat dilihat pada gambar 2.1

b. Cetakan kulit keringMerupakan cetakan pasir yang menggunakan campuran pengikat. Cetakan ini dapat memiliki kekuatan yang mengikat jika permukaan dalam cetakan dipanaskan atau dikeringkan sebelum dituangkan logam cair, cetakan kulit kering dapat diterapkan pada pengecoran produk-produk yang besar.

c. Cetakan pasir kering (dry sand mold)Cetakan dibuat dari pasir yang kasar dengan campuran baha pengikat. Sebelum digunakan. Cetakan ini harus dipanaskan di dalam dapur karena tempat cetaka terbuat dari logam. Cetakan pasir kering tidak menyusut jika terkena panas dan bebas dari gelembung udara. Cetakan pasir kering banyak digunakan pada pengecoran baja.

d. Cetakan lempung (loam molds)Cetkan ini digunakan untuk benda cor yang kasar. Kerangka cetakan terdiri dari batu bara atau besi yang dilapisi dengan lempung dimana permukaannya diperhalus. Selanjutnya cetakan dikeringkan agar kuat menahan beban logam cair. Pembuatan cetakan lempung memakan waktu yang lama sehingga agak jarang digunakan.

e. Cetakan furan (furan molds)Pada cetakan ini, pasir kering dan tajam dicampur dengan asam fosfor. Kemudian resin furan ditambahkan

7

secukupnya dan campuran diaduk hingga mesin merata. Langkah selanjutnya, pasir dibentuk dan dibiarkan mengeras, biasanya dibutuhkan waktu 1 atau 2 jam agar bahan cukup keras. Pasir resin furan dapat digunakan sebagai dinding atau permukaan pada pola sekali pakai.

f. Cetakan co2Pasir yang bersih dicampurkan dengan natrium silat dan campuran dipadatkan di sekitar pola. Kemudian dialirkan gas co2 dan campuran tanah akan mengeras. Cetakan co2 diterapkan untuk bentuk yang rumit dan dapat menghasilkan permukaan yang licin.

3.1 Pengujian pasirPasir cetak yang digunakan harus memiliki bentuk dan

ukuran yang halus dan bulat serta memiliki syarat-syarat sebagai berikut :

- Kemampuan pembentukan adalah sifat ini memungkinkan pasir cetak yang bisa mengisi semua sisi dan ujung dari pola sehingga menjamin bahwa hasil coran memiliki dimensi yang benar

- Plastisitas adalah bisa bergerak naik maupun turun mengisi rongga-rongga yang kosong

- Kekuatan basah adalah kekuatan ini menjamin cetakan tidak hancur/rusak ketika diisi dengan cairan logam maupun ketika dipindah-pindahkan.

- Kekuatan kering adalah kekuatan yang diperlukan pada saat cetakan mongering karena perpindahan panas dengan cairan logam

- Permeabilitas adalah kemampuan cetakan untuk membebaskan udara panas dan gas dari dalam

8

cetakan selama operasi pengecoran melalui celah-celah pasir cetak.

4.1 Proses pengecoran dengan Cetakan pasirProses pengecoran dengan cetakan pasir merupakan

proses tertua dalam proses pembuatan benda dari bahan logam. Menurut perkiraan proses pengecoran ini sudah dilakukan orang antara tahun 4000 sebelum masehi.

Proses ini memberikan fleksibilitas dan kemampuan/keandalan yang tinggi, oleh karenanya proses pengecoran merupakan proses dasar yang penting dalam pembuatan komponen mesin-mesin atau barang-barang teknologi lainnya.

Proses pengecoran yang menggunakan pasir sebagai bahan cetakan ini tidak lain adalah menuangkan logam cair ke dalam rongga cetak.

Material yang biasa dibuat dengan cara ini adalah besi tuang (seperti besi tuang kelabu, besi tuang putih, besi tuang nodular, dan besi tuang malleable) besi tuang campuran, aluminium campuran, brass, bronze, dan lain lain.

Keuntungan yang didapat dari proses ini adalah :1. Dapat dibuat dalam berbagai ukuran mulai dari 0,8 Kg –

hingga 300 ton2. Dapat dibuat dalam berbagai variasi bentuk3. Dapat dilakukan secara otomatis

Kerugiannya adalah :1. Diperlukan toleransi ukuran yang lebih besar dibandingkan

dengan cara pengecoran lain2. Dapat mempercepat keausan pahat potong bila dilakukan

proses permesinan, karena kulit produk yang dihasilkan mungkin mengandung pasir

9

3. Adanya ongkos tambahan untuk pembuatan pola dan inti.

Gambar 1.1 Tahapan proses pengecoran cetakan pasir

5.1 Proses Pembuatan CetakanSecara umum cetakan harus memiliki bagian-bagian utama

sebagai berikut :a. Cavity (rongga), merupakan ruangan tempat logam cair

yang dituangkan ke dalam cetakan. Bentuk rongga ini sama dengan benda kerja yang akan di cor. Rongga cetakan dibuat dengan pola.

b. Core (inti), fungsinya adalah membuat rongga pada benda coran. Inti dibuat terpisah dengan cetakan dan dirakit pada saat cetakan akan digunakan. Bahan inti harus tahan

10

menahan temperature cair logam paling kurang bahannya dari pasir.

c. Gating system (system saluran masuk), merupakan saluran masuk ke rongga cetakan dari saluran turun. Gating system suatu cetakan dapat lebih dari satu, tergantung dengan ukuran rongga cetakan yang akan diisi oleh logam cair.

d. Sprue (saluran turun), merupakan saluran masuk dari luar dengan posisi vertical. Saluran ini juga dapat lebih dari satu, tergantung kecepatan penuangan yang diinginkan. Pouring basin merupakan lekukan pada cetakan yang fungsi utamanya adalah untuk mengurangi kecepatan logam cair masuk langsung dari ladle ke sprue. Kecepatan aliran logam yang tinggi dapat terjadi erosi pada sprue dan terbawanya kotoran-kotoran logam cair yang berasal dari tungku ke rongga cetakan.

e. Raiser (penambah), merupakan cadangan logam cair yang berguna dalam mengisi kembali rongga cetakan bila terjadi penyusutan akibat solidifikasi.

Gambar 1.2 Proses pembuatan cetakan

Proses pembuatan cetakan yang dilakukan di pabrik-pabrik pengecoran di kelompokan sebagai berikut :

1. Pembuatan cetakan di meja (bench molding)

11

Dilakukan untuk benda cor yang kecil2. Pembuatan cetakan dilantai (floor molding)

Dilakukan untuk benda cor berukuran sedang atau besar3. Pembuatan cetakan sumuran (pit molding)4. Pembuatan cetakan dengan mesin (machine molding)6.1 Pembuatan cetakan

Pengecoran dengan cetakan pasir melibatkan aktivitas-aktivitas seperti menempatkan pola dalam kumpulan pasir untukmembentuk rongga cetak, membuat system saluran, mengisi rongga cetak dengan logam cair, membiarkan logam cair membeku, membongkar cetakan yang berisi produk cor dan membersihkan produk cor. Hingga sekarang, proses pengecoran dengan cetakan pasir masih menjadi andalan industri pengecoran terutama industri-industri kecil. Tahapan pengecoran logam dengan cetakan pasir :

- Pembuatan pola, sesuai dengan bentuk coran yang akan dibuat

- Persiapan pasir cetak- Pembuatan cetakan- Pembuatan inti (bila diperlukan)- Peleburan logam- Penuangan logam cair ke dalam cetakan- Pendinginan dan pembekuan- Pembongkaran cetakan pasir- Pembersihan dan pemeriksaan hasil coran- Produk cor selesai

Keuntungan dari proses cetak sekali pakai ini meliputi :1. Sangat tepat untuk mengecor benda-benda dalam jumlah

kecil2. Tidak memerlukan permesinan lagi

12

3. Menghemat bahan coran4. Permukaan mulus5. Tidak diperlukan pembuatan pola belahan kayu yang rumit6. Tidak diperlukan inti atau kotak inti7. Pengecoran jauh lebih sederhana

Kerugiannya adalah :1. Pola rusak sewaktu dilakukan pengecoran2. Pola lebih mudah rusak, oleh karena itu memerlukan

penanganan yang lebi sederhana3. Pada pembuatan pola tidak dapat digunakan mesin

mekanik4. Tidak ada kemungkinan untuk memeriksa keadaan rongga

cetakan7.1 Pembuatan pola

Pola merupakan gambaran bentuk produk yang akan dibuat. Pola dapat dibuat dari kayu, plastic/polimer, atau logam. Pemilihan material pola tergantung pada bentuk dan ukuran produk cor, akurasi dimensi, jumlah produk cord an jenis pengecoran yang akan digunakan.

Jenis-jenis pola :

Gambar 1.3 Beberapa Jenis Polaa. Pola padat (solid pattern)

13

Pola padat disebut pula dengan pola tunggal. Pada pola padat dibuat sama dengan geometri benda cor dengan mempertimbangkan penyusutan dan kelonggaran untuk permesinan. Biasanya digunakan untuk jumlah produksi yang sangat kecil. Walaupun pembuatan pola ini mudah, akan tetapi sulit untuk membuat cetakannya, seperti membuat garis pemisah antara bagian atas cetakan (cope) dengan bagian bawah cetakan (drag). Demikian pula untuk membuat system saluran (riser) diperlukan tenaga kerja terlatih.

b. Pola belah (split pattern)

Pola belah. Terdiri dari dua bagian yang disesuaikan dengan garis pemisah (belahan) cetakannya. Biasanya digunakan untuk benda cor yang memiliki geometri lebih rumit dengan jumlah produksi menengah. Pola pembuatan cetakannya lebih mudah dibandingkan dengan memakai pola padat.

c. Pola dengan penyambung (match plate pattern)

Pola dengan papan penyambung. Digunakan untuk jumlah produksi yang lebih banyak. Pada pola ini, dua bagian pola belah masing-masing diletakkan pada sisi berlawanan dari sebuah papan kayu atau plat besi.

d. Pola cope dan drag (cope and drag pattern)

Pola cope dan drag. Pola ini hamper sama dengan pola papan penyambung, tetapi pada pola ini dua bagian dari pola belah masing-masing ditempelkan pada papan yang terpisah. Pola ini juga biasa dilengkapi dengan system saluran mauk dan riser.

14

8.1 Operasi Pengecoran Cetakan Pasir

Setelah perancangan produk cor, dilanjutkan dengan tahapan-tahapan berikutnya :

- Menyiapkan bidang dasar datar atau plat datar dan meletakan pola atas (cope) yang sudah ada dudukan inti dipermukaan pelat datar tadi

- Seperti pada langkah sebelumnya, untuk cetakan bagian bawah (drag) beserta system saluran.

- Menyiapkan kotak inti (untuk pembuatan inti)- Inti yang telah jadi disatukan (inti yang dibuat berupa

inti setengah atau paroan inti)- Pola atas yang ada dipermukaan pelat datar ditutupi

oleh rangka cetak atas (cope) dan ditambahkan system saluran seperti saluran masuk dan saluran tambahan (riser). Selanjutnya diisi dengan pasir cetak.

- Setelah diisi dengan pasir cetak dan dipadatkan, pola dan system saluran dilepaskan dari cetakan.

- Giliran drag diisi pasir cetak setelah menempatkan rangka cetak di atas pola dan pelat datar

- Setelah diisi pasir cetak dan dipadatkan, pola dilepaskan dari cetakan

- Inti ditempatkan pada dudukan inti yang ada pada drag

- Cope dipasangkan pada drag dan dikunci kemudian dituangkan logam cair

- Setelah membeku dan dingin, cetakan dibongkar dan produk cor dibersihkan dari sisa-sisa pasir cetakan.

15

- Sistemsaluran dihilangkan dari produk cor dengan berbagai metode dan produk cor siap untuk diperlakukan lebih lanjut.

BAB IIIPENUTUP

1. Kesimpulan

16

Di dunia industri sekarang ini kebutuhan akan logam semakin meningkat tidak lain Karena rasa ingin memiliki dari konsumen yang tidak ada habisnya. Dalam proses pengecoran tentunya memiliki kekurangan dan kelebihan untuk setiap jenis pengecoran. Namun kita tidak boleh melupakan dasar pola pembentuk suatu barang produksi salah satunya pengecoran logam dengan menggunakan cetakan pasir. Pada umumnya proses ini hanya dapat membuat suatu barang produksi dengan jumlah yang relative sedikit.

2. Kritik dan saran

Hal yang harus diperhatikan ketika melakukan pengecoran dengan cetakan pasir adalah jenis pasir yang digunakan harus memiliki syarat tertentu untuk membuat hasil produksi yang baik. Selain jenis pasir, hal yang harus diperhatikan juga pada pembuatan pola yang harus sesuai dengan bahan yang akan dibuat. Dalam penuangan cairan logam harus langsung agar tidak terjadi pembekuan ketika proses penuangan.

Demikian makalah ini saya buat semoga dengan adanya makalah ini pembaca bisa tahu tentang pengecoran dengan menggunakan cetakan pasir. Kritik dan saran yang membantu untuk menyempurnakan makalah ini saya harapkan. Mohon maaf bila ada kesalahan dalam penulisan kata maupun kalimat karena saya hanyalah manusia biasa yang tak luput dari kesalahan.

Daftar Pustaka

17

Doyle, Lawrence E., Cark A. 1985. Proses Pembuatan Material Untuk Permesinan. Jakarta: Erlangga

Http://karinaannisa.blog.com/2014/10/05/tugas-mata-kuliah-proses-manufaktur-pengecoran-logam-menggunakan-cetakan-pasir/

http://automotivehunter.blogspot.com/2013/07/proses-pengecoran-logam-menggunakan.html

http://mochamadnurman.blogspot.co.id/2013/03/sand-casting_19.html

http://wikipedia.co.id/pengecoran.html

18