pembentukan manual

MEMAHAMI PROSES-PROSES DASAR PEMBENTUKAN LOGAM
1 Mengenal Proses Pengecoran Logam1.1 PengertianPengocoran (Casting) adalah suatu proses penuangan materi cair seperti logamatau plastik yang dimasukkan ke dalam cetakan, kemudian dibiarkan membeku didalam cetakan tersebut, dan kemudian dikeluarkan atau di pecah-pecah untuk dijadikankomponen mesin. Pengecoran digunakan untuk membuat bagian mesin dengan bentuk yangkompleks.Pengecoran digunakan untuk membentuk logam dalamkondisi panas sesuai dengan bentuk cetakan yang telah dibuat.Pengecoran dapat berupa material logam cair atau plastik yang bisa meleleh (termoplastik), juga materialyang terlarut air misalnya beton atau gips, dan materi lainyang dapat menjadi cair atau pasta ketika dalamkondisi basah seperti tanah liat, dan lain-lain yang jikadalam kondisi kering akan berubah menjadi kerasdalam cetakan, dan terbakar dalam perapian. Proses pengecoran dibagi menjadi dua: expandable (dapatdiperluas) dan non expandable (tidak dapat diperluas)mold casting.Gambar 1. Logam cair sedang dituangkan ke dalam cetakanGambar 2. Proses Pengecoran logamPengecoran biasanya diawali dengan pembuatan cetakandengan bahan pasir. Cetakan pasir bisadibuat secara manual maupun dengan mesin.Pembuatan cetakan secara manual dilakukan bila jumlah komponen yang akan dibuat jumlahnya terbatas, dan banyak variasinya.Pembuatan cetakan tangan dengan dimensi yang besar dapat menggunakan campurantanah liat sebagai pengikat. Dewasa ini cetakan banyak dibuat secara mekanik denganmesin agar lebih presisi serta dapat diproduk dalam jumlah banyak dengan kualitasyang sama baiknya.1.1 Pembuatan Cetakan ManualPembuatan cetakan tangan meliputi pembuatan cetakan dengan kup dan drag,seperti pada gambar di bawah ini:(b)(a) (d)(c)(e)Gambar 3, Dimensi benda kerja yang akandibuat (a), menutupi permukaan pola dalamrangka cetak dengan pasir, (c) cetakan siap, preses penuangan (d), dan produk pengecoran 1


Selainpembuatan cetakan secaramanual,juga dikenal pembuatan cetakan denganmesin guncang, pembuatan cetakan dengan mesin pendesak, pembuatan cetakan denganmesin guncang desak, prembuatan cetakan dengan mesin tekanan tinggi, dan pembuatan cetakan dengan pelempar pasir.1.2 Pengolahan Pasir Cetak dengan mencampur pasir baru dan pengikat baru setelah kotoran-kotorandalam pasir tersebut dibuang. Pasir cetak dapat digunakan berulang-ulang. Setelahdigunakan dalam proses pembuatan suatu cetakan, pasir cetak tersebut dapat diolahkembali tidak bergantung pada bahan logam cair. Prosesnya dengan cara pembuangandebu halus dankotoran, pencampuran, serta pendinginan pasir cetak. Adapun mesin-mesin yang dipakai dalam pengolahan pasir, antara lain:a. Penggiling Pasir Penggiling pasir digunakan apabila pasir tersebut menggunakan lempungsebagai pengikat,sedangkanuntukpengadukpasir digunakan jika pasir menggunakan bahan pengikat seperti minyak pengering atau natrium silikat. b. Pencampur Pasir Pencampur pasir digunakan untuk memecah bungkah-bungkah pasir setelah pencampuran.Jadi, pasir dari penggiling pasir kadang- kadang diisikan ke pencampur pasir atau biasanya pasir bekas diisikan langsung ke dalamnya.c. PengayakanUntukmendapatkanpasircetak,ayakandipakaiuntuk menyisihkan kotorandan butir-butir pasir yang sangat kasar. Jenis ayakan ada dua macam, yaitu ayakan berputar dan ayakan bergetar.d. Pemisahan magnetisPemisahan magnetis digunakan untuk menyisihkan potongan- potongan besi yang berada dalam pasir cetak tersebut.e. Pendingin Pasir Dalam mendinginkan pasir, udara pendingin perlu bersentuhan dengan butir-butir pasir sebanyak mungkin. Pada pendingin pasir pengagitasi, udara lewat melalui pasir yangdiagitasi. Adapun pada pendingin pasir tegak, pasir dijatuhkan ke dalam tangki dandisebar oleh sebuah sudu selama jatuh, yang kemudian didinginkan oleh udara dari bawah. Pendingin pasir bergetar menunjukkan alat dimana pasir diletakkan pada pelat dan pengembangan pasir efektif.1.3 Pengecoran Cetakan Ekspandable (ExpandableMold Casting)Expandable mold casting adalah sebuah klasifikasi generik yang melibatkan pasir, plastic, tempurung, gips, dan investment molding (teknik lost-wax). Metodeini melibatkan penggunaan cetakan sementara dan rcetakan sekali pakai.1.5 Pengecoran dengan GipsGips yang tahan lama lebih sering digunakan sebagai bahan dasar dalam produksi pahatan perunggu atau sebagai pisau pahat pada proses pemahatan batu.Dengan pencetakan gips, hasilnya akan lebih tahan lama (jika disimpan di tempattertutup) dibanding dengan tanah liat asli yang harus disimpan di tempat yang basahagar tidak pecah. Dalam proses pengecoran ini, gips yang sederhana dan tebal dicetak,diperkuat dengan menggunakan serat, kain goni, semua itu dibalut dengan tanahliat asli. Pada proses pembuatannya, gips ini dipindah dari tanah liat yanglembab, proses ini akan secara tidak sengaja merusak keutuhan tanah liattersebut. Akan tetapi ini bukanlah masalah yang serius karena tanah liat tersebuttelah berada di dalam cetakan. Cetakan kemudian dapat digunakan lagi di lainwaktu untuk melapisi gips aslinya sehingga tampak benar-benar seperti tanah liatasli. Permukaan gips ini selanjutnya dapat diperbarui, dilukis, dan dihaluskan agar menyerupai pencetak dari perunggu.1.6 Pengecoran dengan pasir (Sand Casting)Pengecorandenganpasirmembutuhkanwaktuselama beberapa hari dalam proses produksinya dengan hasil rata-rata (1-20 lembar/jam proses pencetakan) dan proses pengecoran dengan bahan pasir ini akanmembutuhkan waktu yang lebih lama terutama untuk produksi dalam skala yang besar. Pasir hijau/green sand (basah) hampir tidak memiliki batas ukuran beratnya,akan tetapi pasir kering memiliki batas ukuran berat tertentu, yaitu antara 2.300-2.700kg. Batas minimumnya adalah antara 0,05-1kg. Pasir ini disatukan dengan menggunakantanah liat (sama dengan proses pada pasir hijau) atau dengan menggunakan bahan perekat kimia/minyak polimer. Pasir hampir pada setiap prosesnya dapat diulang beberapa kalidan membutuhkan bahan input tambahan yangsangat sedikit.Padadasarnya, pengecorandengan pasir inidigunakanuntuk mengolah logam bertemperatur rendah,2


seperti besi, tembaga, aluminium, magnesium, dannikel. Pengecoran dengan pasir ini juga dapatdigunakan pada logam bertemperatur tinggi, namununtuk bahan logam selain itu tidak akan bisadiproses. Pengecoran ini adalah teknik tertua dan paling dipahami hingga sekarang. Bentuk- bentuk ini harus mampu memuaskan standar tertentu sebab bentuk- bentuk tersebut merupakan inti dari proses pergecoran dengan pasir .Gambar 4. Pengecoran logam pada cetakan pasir 1.7 Pengecoran dengan gips (Plaster Casting)Pengecoran dengan gips hampir sama dengan pengecoran dengan pasir kecuali pada bagian gips diubah dengan pasir. Campuran gips pada dasarnya terdiri dari 70-80 %gipsum dan 20-30 % penguat gipsum dan air. Pada umumnya, pembentukan pengecorangips ini membutuhkan waktu persiapan kurang dari 1 minggu, setelah itu akanmenghasilkan produksi rata-rata sebanyak 1-10 unit/jam pengecorannya dengan beratuntuk hasil produksinya maksimal mencapai 45 kg dan minimal 30 kg, dan permukaan hasilnyapunmemiliki resolusi yang tinggi dan halus.Jika gips digunakan dan pecah, maka gips tersebut tidak dapat diperbaiki dengan mudah.Pengecoran dengan gips ini normalnya digunakan untuk logam non belerangseperti aluminium, seng, tembaga. Gips ini tidak dapat digunakan untuk melapisi bahan- bahan dari belerang karena sulfur dalam gipsum secara perlahan bereaksi dengan besi.Persiapan utama dalam pencetakan adalah pola yang ada disemprot dengan film yangtebal untuk membuat gips campuran. Hal ini dimaksudkan untuk mencegah cetakanmerusak pola. Unit cetakan tersebut dikocok sehingga gips dapt mengisi lubang-lubang kecil di sekitar pola. Pembentuk pola dipindahkan setelah gips diatur.Pengecorangipsinimenunjukkankemajuan,karena penggunaan peralatan otomatis dapat segera digunakan dengan mudah ke sistemrobot, karena ketepatan desain permintaan semakin meningkat yang bahkan lebih besar darikemampuan manusia.1.8 Pengecoran gips, beton, atau plastic resinGips sendiri dapat dilapisi, demikian puladengan bahan-bahan kimia lainnyaseperti beton atau plastik resin. Bahan- bahan ini juga mengunakan percetakanyang sama seperti penjelasan di atas(waste mold) atau multiple use piecemold, atau percetakan yang terbuat dari bahan-bahan yang sangat kecil atau bahanyang elastis seperti karet latex (yang cenderung disertai dengan cetakan yangekstrim). Jika pengecoran dengan gips atau beton maka produk yang dihasilkanakan seperti kelereng, tidak begitu menarik, kurang transparan dan biasanyadilukis. Tak jarang hal ini akan memberikan penampilan asli dari logam/batu.Alternatif untuk mengatasi hal ini adalah lapisan utama akan dibiarkan mengandungwarna pasir sehingga memberikan nuansa bebatuan. Dengan menggunakan pengecoran beton, bukan pengecorangips, memungkinkankita untuk membuat ukiran, pancuran air, atau tempat duduk luar ruangan. Selanjutnya adalah membuat mejacuci (washstands) yang menarik, washstands dan shower stalls dengan perpaduan beraneka ragam warna akan menghasilkanpola yang menarik seperti yangtampak pada kelereng/ravertine.Gambar 5 . Turbin air produk hasil pengecoran logamPross pengecoran seperti die casting dan sand casting menjadisuatu proses yang mahal, bagaimanapun juga komponen-komponen yang dapatdiproduksi menggunakan pengecoran investment dapat menciptakan garis-garis yangtak beraturan dan sebagian komponen ada yang dicetak near net shape sehinggamembutuhkan sedikit atau bahkan tanpa pengecoran ulang.1.9 Pengecoran Sentrifugal (Centrifugal Casting)Pengecoran sentrifugal berbeda dengan penuangan gravitasi- bebas dan tekanan-bebaskarena pengecoran sentrifugal membentuk dayanya sendiri menggunakan cetakan pasir yang diputar dengan kecepatan konstan. Pengecoran sentrifugal roda keretaapi merupakan aplikasiawal dari metode yangdikembangkan oleh perusahaan industriJerman Krupp dankemam puan inimenjadikan perkembangan perusahaan menjadi sangatcepat.Gambar 6. Turbin air produk hasil pengecoran logam1.10 Die CastingDiecastingadalahprosespencetakanlogamdengan menggunakan penekanan yangsangat tinggi pada suhu rendah. Cetakan tersebutdisebut Die. Rentang kompleksitas Die untuk 3