FOUNDRY
Oleh:
Ir. Sutrimo, M.Eng
SUTRIMO 1
PENGECORAN (FOUNDRY)
SUTRIMO 2
PROSES CASTING
Merupakan salah satu proses Manufaktur
Metal Forming
Hot Forming : baja tulangan, plat tebal, baja profil
Permukaan kasar
Toleransi ukuran tidak terlalu ketat
Regangan baik
Cold Forming : plat tipis, panci, press body
Permukaan halus
Toleransi ketat
SUTRIMO 3
PROSES CASTINGJoining
Welding, brazing, soldering, kelingan dll
Machining
Bubut, frais, bor, CNC dll
Powder Metalurgi :
Komponen arloji dll
SUTRIMO 4
PENGECORAN (FOUNDRY) Foundry pertama : China 1766 1122 SM 1500 : foundry sbg Ilmu Pengetahuan 1642 : besi tuang kelabu diproduksi (USA) 1683 : besi tuang maleabel 1704 : tanur tinggi (blast furnace)
oleh Abraham Darby.Jembatan Besi cor pertama di dunia.
1850 : Pembuatan BAJA oleh Sir Bessemer Revolusi Indrustri (Inggris)
SUTRIMO 5
Awal : Bentuk yang Indah / Sakral
Perhiasan/alat pemujaan
Kemudian : Bentuk dan dimensi
Komponen sederhana (statis), alat rumah
tangga.
Sekarang : Bentuk, dimensi dan
Kekuatan. Komponen Engineering : gear box, fly
wheel, blok mesin, manifold dll
SUTRIMO 6
KEUNGGULAN CASTING
BENTUK Sederhana (simetris) rumit (rongga)
Presisi: longgar - ketat
PRODUK : Sebuah massa (banyak) Berat/Ukuran : Ons - Ton
Finishing Proses : minimum, sehingga
mengurangi biaya dan waktu proses.
SUTRIMO 7
KELEMAHAN CASTING Kekuatan kurang, karena terbentuk struktur dendrit pada
metal cor (ferrous dan non ferrous) serta struktur widmanstaten pada baja.
Diperlukan proses HT untuk memperbaiki sifat mekanis (cetakan pasir atau logam).
Cacat yang kecil (pin hole, shrinkage, dll) dapat berpengaruh besar pada sifat mekanis.
Perlu ketrampilan khusus pada proses foundry untuk mendapatkan benda cor yang baik dengan variabel : temperatur, komposisi, kondisi cetakan dan cairan logam disamping casting design.
SUTRIMO 8
BENDA COR YANG BAIK(SOUND CASTING)
Casting design
Ketebalan benda cor sama Bagian penambah (riser) cukup dan posisinya tepat
Pembekuan serentak
Komposisi eutektik Bag.yang tebal digunakan cil (dalam atau luar)
Catatan : logam yang membeku terakhir akan terjadikempot atau shrinkage.
SUTRIMO 9
PERENCANAAN (DESIGN)
PRODUK PENGECORAN Bentuk dibuat sesederhana mungkin, hindari bentuk
rumit yang tidak perlu.
Cegah bagian yang berbentuk sudut, buatlah bagian tersebut dengan radius (bulat).
Usahakan ketebalan seluruh casting sama agar pembekuan serentak dan mencegah terjadinya hot spot dan kempot (shrinkage).
Pada rencana pembuatan pola atau model, perhatikan bentuknya yang tirus untuk mempermudah keluar pola/model dari cetakan pasir.
SUTRIMO 10
BENTUK POLA KAYU
SUTRIMO 11
PERENCANAAN (DESIGN)
PRODUK PENGECORAN
Penggunaan inti hanya kalau perlu saja.
Toleransi ukuran dan sifat permukaan yang
dikehendaki sangat ditentukan oleh metode
pengecoran yang dipilih.
Untuk proses Machining dan manufakturing lanjut
biasanya 1.5 hingga 6 mm.
SUTRIMO 12
Product Design Considerations
Shrinkage, hot spot
Draft and core eliminationSUTRIMO 13
Product Design Considerations
SUTRIMO 14
CETAKAN (MOULD) FUNGSI : memberikan bentuk dan dimensi
pada benda yang akan diproduksi.
tidak ada hasil benda cor yang
lebih baik dari kondisi cetakannya.
Untuk mendapatkan benda cor yang baik, maka
cetakan harus lebih baik lagi.
Cacat pada benda hasil cor yang terjadi terutama
diakibatkan kondisi cetakan yang kurang sempurna
(bermasalah).
SUTRIMO 15
MATERIAL CETAKAN
Pasir (silika, chromit, zircon dll) Murah (silika)
Dapat direklamasi
Bersifat isolator, pendinginan lambat
Hasil permukaan : kasar mulus
Sifat produksi : satuan massal
Dimensi kurang akurat, harus finishing seperti machining (bubut, frais, bor dll)
SUTRIMO 16
PASIR SILIKAPasir silika untuk pengecoranberasal dari : Bangka, Tuban atau Sukabumi.Umumnya berwarna putih dengan kandungan clay yang rendah. Lokasi bisa dipantai, gunung, kali dll.
SUTRIMO 17
PASIR SILIKA
Pasir silika (karung) Pasir resin coated sand
SUTRIMO 18
MATERIAL CETAKAN
K e r a m i k
Agak mahal (bahan import)
Tidak dapat direklamasi
Bersifat isolator
Permukaan : mulus halus
Sifat produksi : massal
Untuk benda cor yang cukup rumit
Metode: investment/precision casting
SUTRIMO 19
MATERIAL CETAKAN
Logam (baja, besi tuang, kuningan dll) Mahal (terutama pembuatan dan design).
Bersifat non isolator, pendinginan cepat: tidak untuk baja atau besi
cor.
Permukaan : halus - sangat halus.
Sifat produksi : harus massal.
Menggunakan coating (pelapis) agar permukaan cetakan tidak
retak atau tererosi.
Persoalan utama dari cacat pada benda cor yang timbul
dalam proses pengecoran umumnya akibat kesalahan
atau kekurangan dari cetakan (mould).
SUTRIMO 20
CETAKAN PASIR Proses pengecoran logam yang paling sering dilakukan,
untuk produksi satuan maupun massal.
Bahan pengikat :
bentonit (secara phisik)
furan atau pep-set
(secara kimia)
Ada juga menggunakan
pasir silika dengan resin
(resin coated sand) yang
digunakan sebagai cetakan
kulit (shell moulding) atau
pasir inti (core).
SUTRIMO 21
Pengadukan Pasir Cetakan(Bahan Pengikat Bentonit)
SUTRIMO 22
PATTERN (POLA, MODEL)
Pola Logam
SUTRIMO 23
PATTERN (POLA, MODEL)
SUTRIMO 24
PROSES PEMBUATAN
CETAKAN PASIR
SUTRIMO 25
PATTERN atau POLAPola Kayu Pola Stereform
SUTRIMO 26
Expendable Mold Casting -
Expanded Polystrene Mold
Pattern made from Polystrene and vaporized when in contact with molten metal. The pattern can include the sprue and runner. No cope / drag is needed.
SUTRIMO 27
PATTERN atau POLA
SUTRIMO 28
PATTERN atau POLAKeuntungan Pola Stereoform
Tanpa adanya parting line
Tanpa inti atau core
Menggunakan flaks tunggal
Penggunaan pasir yang lebih sedikit
Design sangat flexible
Pattern need not be removed.
No cope /drag is needed, all features are built into the pattern.
Possibility for automated production.
Tetapi pola tak dapat dipakai lagi, hanya sekali.
SUTRIMO 29
CETAKAN PASIRPembuatan cetakan pasirmenggunakan bentonit sebagai bahan perekat.Proses pembuatannyamenggunakan mesin,untuk produksi massa.
SUTRIMO 30
CETAKAN PASIRCetakan pasir menggunakan moulding machine dengan ukuran yang besar, menggunakan tenaga hidrolik.Cetakan ini digunakan dalam jumlah yang besar (mass pro-duction) yang menggunakan pola dari logam (aluminium) agar tidak cepat rusak.
SUTRIMO 31
CETAKAN PASIRCetakan pasir yang
dibuat dengan mesin
dan pengikat bento
nit. Pola terbuat dari
logam aluminium un
tuk produksi massal.
Terlihat core/inti
yang dipasang pada
cetakan sebelum
disatukan antara cup
dan drak.
SUTRIMO 32
CETAKAN PASIRCetakan mengeras sendiri Perlu pemanasan (minyak)
Furan atau pep-set
SUTRIMO 33
CETAKAN PASIR
SUTRIMO 34
CETAKAN PASIR
Design suatu cetakan pasir
Sprue, gate dan runner maupun ingate harus
terpenuhi beberapa hal :
1. Pengisian cetakan harus secepatnya
2. Hindari proses turbulensi dan erosi
3. Cegah masuknya slag, dross atau kotoran
4. Gunakan material yang bersih
SUTRIMO 35
CETAKAN PASIRInti/core untuk membuat rongga pada cetakan pasir serta
telapaknya.
SUTRIMO 36
CETAKAN LOGAM Cetakan logam dapat digunakan berulang-ulang, umumnya
dari ribuan hingga ratusan ribu kali penuangan logam cair.
Dalam penggunaannya, digunakan lapisan (coating) pada cetakan agar permukaan cetakan tidak kontak langsung dengan logam cair agar permukaan cetakan tidak tererosi.
Coating juga berfungsi sebagai isolator sehingga permukaan cetakan tidak overheating.
Pendinginan cepat menghasilkan struktur yang halus meningkat sifat mekanis.
Hasil casting sangat halus dengan ukuran yang akurat, pekerjaan finishing sangat minim.
SUTRIMO 37
Permanent Mold Casting -Basic Permanent Mold
1. Preheat mold and spray-coating
2. Insert core and close moldSUTRIMO 38
Permanent Mold Casting -Basic Permanent Mold
3. Pour molten metal
4. Finished part
SUTRIMO 39
Permanent Mold Casting -Basic Permanent Mold
Kelemahan
Generally limited to lower melting point metals.
Simpler part geometries as mold is permanent.
Mold cost is expensive and thus cater for volume
production.
SUTRIMO 40
CETAKAN LOGAMLogam cair sedang ditu
ang kedalam cetakan
logam untuk membuat
manifold.
Nampak adanya inti
(core) yang terbuat dari
pasir resin coated sand,
mempunyai sifat transfer
panas yang berbeda
dengan logam.
banyak masalah
SUTRIMO 42
CETAKAN LOGAMBenda hasil cor
berupa manifold
dikeluarkan dari
cetakan, secara
Manual (bantuan
tangan).
Benda cor dengan
pertolongan pin
keluar dari
cetakan.
SUTRIMO 43
CAIRAN LOGAM (komposisi)
Sebaiknya dipilih komposisi eutektik, agar proses
pembekuan berjalan serentak dan menghindari cacat
cor kempot (shrinkage).
Hindari adanya gas yang larut didalam logam cair
dengan menjaga temperatur tidak terlalu tinggi
sewaktu proses peleburan.
Bersihkan gas yang larut dalam logam cair dengan
proses degasser (tablet atau argon).
Cegah masuknya terak/slag/dross sewaktu
penuangan logam cair kedalam cetakan.
SUTRIMO 45
CAIRAN LOGAM
Temperatur logam cair yang akan dituang (pouring), tergantung dari :
titik bekunya (komposisi)
tebal atau tipis casting
secara umum 100 150o C
dari titik beku
jenis cetakan : pasir, keramik atau
logam.
SUTRIMO 46
MELTING PROSES
Material
Scrap Baja (press) Ingot Aluminium
SUTRIMO 47
MELTING PROSES
Scrap baja Return scrap aluminium
SUTRIMO 48
MELTING PROSES
Dapur Induction
SUTRIMO 49
MELTING PROSES
Dapur Krusibel
SUTRIMO 50
MELTING PROSESCharging scrap baja
eks. plat otomotiv
yang telah dipress
kedalam dapur setelah
tapping logam cair
kedalam ladel.
Charging dilakukan
2 atau 3 kali agar
tercapai kapasitas
dapur.
SUTRIMO 51
MELTING PROSESCharging Material
berupa return scrap
dan reject besi tuang
kedalam dapur
induksi mengguna
kan crane dan
kotak khusus.
SUTRIMO 52
MELTING PROSES
Besi Tuang (induction) Aluminium (krusibel)
SUTRIMO 53
MELTING PROSES
Tapping BTN Besi tuang kelabu
SUTRIMO 54
MELTING PROSES
Ladle Treatment, sete
lah logam cair ditapping
dari furnace keladle,
dilakukan pembersihan
slag atau terak dengan
menciduk atau
pemberian slag
coagulant.
SUTRIMO 55
MELTING PROSES
Penuangan (Pouring)
SUTRIMO 56
HASIL CASTING
Setelah pouring dan pembongkaran pasir
SUTRIMO 57
HASIL CASTING
Pembongkaran Casting
SUTRIMO 58
HASIL CASTINGSand Blasting
Sebelum sand blasting Sesudah sand blasting
SUTRIMO 59
HASIL CASTING
Sand Blasting
SUTRIMO 60
TERIMA KASIH
SUTRIMO 61
Top Related