Proses Pengecoran (bagian 2) "Pola Pengecoran"

BAB  3

Pola    (Pattern)

Proses Pengecoran bagian 3

Proses Pengecoran bagian 4

3.1   Pola  (Pattern)

Pola dapat didefinisikan sebagai model apa pun, dibangun sedemikian rupa sehingga dapat digunakan untuk membentuk kesan yang disebut "cetakan" di pasir lembab atau bahan yang cocok lainnya. Ada juga yang mendefinisikan sebagai tiruan benda kerja yg akan diproduksi dg teknik pengecoran, dg toleransi/suaian ukuran sesuai perhitungan pengecoran. Ukuran pola, biasanya lebih besar dari benda kerja. Untuk membuat benda tuang diperlukan logam cair dan cetakan, dimana logam cair itu dituang ke dalam rongga cetakan, kemudian setelah logamnya membeku dan suhunya cukup untuk pembongkaran dilakukan pembongkaran cetakan. Pada pembuatan cetakan dalam hal membuat rongga-rongga cetak yang teliti ukurannya, dengan berbagai bentuk diperlukan sebuat alat yang disebut pola.

Hal pertama yang harus dilakukan pada pembuatan pola adalah gambar perencanaan menjadi gambar untuk pengecoran. Yang perlu dipertimbangkan dalam pembuatan pola untuk membuat coran yang baik adalah sebagai berikut :

-      biaya pembuatan cetakan murah,

-      pola mudah dibuat,

-      inti (core) stabil,

-      mudah saat pembongkaran,

-      menetapkan kup dan drag,

-      menetapkan garis pisah (parting line),

-      menetapkan tambahan penyusutan,

-      tambahan penyelesaian mesin,

-      kemiringan pola.

Menetapkan kup , drag, dan permukaan pisah (parting line)

Yang perlu diperhatikan dalam penentuan kup, drag, dan permukaan pisah adalah :

-      pola harus mudah dikeluarkan dari cetakan, pemukaan pisah lebih baik satu bidang, dan kup dibuat agak dangkal.

-      Penempatan inti harus mudah.

-      System saluran (gating system) harus dibuat seefisien mungkin agar mendapat aliran logam cair yang optimum.

-      Terlalu banyaknya permukaan pisah akan membuat banyak waktu dalam proses pembuatan cetakan yang menyebabkan tonjolan-tonjolan sehingga pembuatan pola menjadi mahal.

Penentuan tambahan penyusutan

Karena coran menyusut pada waktu pembekuan dan pendinginan, maka pembuat pola perlu mempergunakan mistar susut yang telah diperpanjang sebelumnya sebanyak tambahan penyusutan pada ukuran pola. Besarnya penyusutan sering tidak isotropis sesuai dengan : bahan coran, bentuk, tempat, tebalnya coran, atau ukuran dan kekuatan inti. Kemudian mengingat bentuknya kadang-kadang mistar susut dirubah sesuai dengan arah tegak atau mendatar. Oleh karena itu persyaratan harus dituliskan pada gambar untuk pengecoran.

Tabel 3.1  Tambahan Penyusutan yang Disarankan

No	Paduan Logam	Penambahan ukuran dalam %	Rata-rata dlm pemakaian   %
1	Besi tuan kelabu	0,5 – 1,2	1
2	Besi tuang malleable	0,85 – 1,05	1
3	Besi tuang putih	2,1	2
4	Besi tuang nodular	1,2 – 1,8	1,5
5	Paduan aluminium	1,1 – 1,5	1,25
6	Paduan magnesium	1,3	1,25
7	Kuningan	1,3 – 1,6	1,5
8	Perunggu (Gun metal)	1,05 – 1,6	1,25
9	Perunggu phosphor	1,05 – 1,6	1,25
10	Perunggu alluminium	2,1	2
11	Perunggu mangan	2,1	2
12	Baja open heart	1,6	1,5
13	Baja listrik	2,1	2,0

Penambahan Ukuran untuk Pengerjaan Lanjut

Besarnya tambahan pengerjaan pemesinan tergantung dari :

1. Jenis bahan benda tuang
2. Cara pengerjaan lanjut (dibubut, disekrap)
3. Cara pencetakan, penambahan bagian atas harus lebih besar dari pada bagian bawah, karena benda tuang pada bagian atas biasanya kotor atau bergelombang.
4. Bentuk benda tuang dan ukuran-ukurannya. Bentuk silinder yang bertangga, kadang-kadang dibubut pada bagian-bagian bertangga bias terjadi tidak sepusat.
5. Kehalusan butir-butir pasir cetak.
6. Jumlah benda tuang yang dibuat.

  

Gambar 3.1  Tambahan Penyelesaian Mesin

Kemiringan Pola

Untuk memudahkan pengambilan pola dari pasir cetak, maka bidang-bidang yang tegak lurus terhadap arah penarikan dimiringkan dari mulai garis pisah. Besar kemiringan ini tergantung dari :

1. Kehalusan pola
2. Cara pencetakan, misalnya dengan tangan atau dengan mesin cetak
3. Ketinggian pola
4. Alat Bantu pada pemesinan

Besar kemiringan pola dari bahan logam dengan memakai mesin cetak besarnya 1/200, 1 artinya perbedaan ukuran atas dan bawah, dan 200 adalah ukurang ketinggian pola. Besar kemiringan pola ditentukan sebesar 1 – 2 ^o.

Gambar 3.2  Gambar Kemiringan Pola

3.2        Bahan-Bahan Pola

Bahan utama untuk pembuatan pola adalah :

a.   Kayu

Syarat-syarat kayu untuk pembuatan pola :

1.    Kering sekali (jangan melenting). Kadar air 5-8%.

2.    Mudah dikerjakan dengan mesin atau tangan

3.    Mempunyai serat-serat halus

4.    Tidak mudah retak atau pecah karena pengerjaan pencetakan.

Jenis kayu yang cocok antara lain Jati, mahoni, pinus, damar (agathis), multiplek (cocok sekali untuk landasan pola, terutama untuk pencetakan dengan mesin (kadar air rendah sekali))

b.   Logam

Bahan logam dipakai sebagai bahan pola yang akan dicetak banyak sekali memakai mesin cetak atau jumlah sedang pada cetakan dengan tangan. Bahan logam harus mempunyai syarat-syarat :

1.    tahan aus, bahan yang dipakai besi cor

2.    ringan, bahan yang dipakai aluminium

3.    mudah dikerjakan, bahan yang dipakai alluminium

4.    liat (tidak mudah pecah) bahan yang dipakai besi cor liat

5.    dapat memanaskan cetakan dengan ketebalan merata dalam hal ini cara pencetakan kulit (shell mould) bahan yang dipakai tembaga.

Cara pembuatannya dengan menggunakan mesin perkakas dan proses pengecoran.

c.    Resin

Bahan resin yang sering dipakai adalah epoxy resin. Bahan ini mempunyai sifat-sifat :

1.    tahan aus

2.    penyusutan kecil

3.    bisa dimesin

bahan resin ini dipakai sebagai bahan pola untuk coran kecil-kecil dari satu masa produksi, atau dilakukan pencetakan dengan mesin. Untuk membuat pola dari resin ini harus dibuat negatifnya dari bahan kayu, logam dan resin sendiri.

d.   Lilin

Bahan pola dari lilin biasa dipakai untuk benda coran kecil, produksi masa dan pengecoran paduan kelas tinggi umpanya sudu-sudu turbin. Untuk pola lilin kita harus menyediakan cetakan untuk membuat pola lilin. Pola lilin ni biasanya tidak diambil dari cetakan secara utuh tetapi dikeluarkan dengan cara pemanasan. Pemakaian cetakan  pola lilin akan lebih ekonomis bila benda tuangnya kurang dari 3 kg dan banyaknya lebih dari seratus benda tuang. Ketebalan minimum dari pengecoran ini adalah 1 mm. cara pola lilin cocok sekali untuk benda tuang temperature tinggi, barang ornament (patung) dan bagian-bagian senjata pola.

e.   Styrofoam

Pola dari Styrofoam, biasanya dipakai satu kali karena pola tersebut tidak dikeluarkan lagi dari cetakan, cetakan yang dipakai adalah semen atau chemical moulding yang tidak berpengaruh bahan pola.

f.     Gips

Bahan pola dari gips biasanya dipakai untuk membuat benda tuang dengan jumlahnya satuan, mengingat bahan ini mudah pecah. Bahan pola ini biasanya dipakai untuk benda tuang dari barang-barang seni, alat teknik, dsb. Cara pembuatannya bias secara cetakan atau ukiran dan irisan.

3.3        Macam Pola

Pola mempunyai berbagai macam bentuk seperti diuraikan di bawah ini. Pada pemilihan macam pola, harus diperhatikan produktivitas, kualitas coran, dan harga pola.

a.    Pola pejal; pola yang biasa dipakai yang bentuknya hamper serupa dengan bentuk coran. Pola ini dibagi menjadi pola tunggal dan pola belahan.

b.    Pola pelat pasangan, pola ini merupakan pelat dimana pada kedua belahnya ditempelkan pola demikian juga saluran turun, pengalir, saluran masuk, dan penambah.

c.    Pola pelat kup dan drag

d.    Pola cetakan sapuan, dalam hal ini bentuk coran silinder atau bentuk benda putar.

e.    Pola penggeret dengan penuntun, ini digunakan untuk pipa lurus atau pipa lengkung yang penampangnya tidak berubah.

f.     Pola penggeret berputar dengan kerangka cetak, ini suatu kasus dimana bagian pola dapat ditukar secara konsentris.

g.    Pola kerangka, ini dibuat dengan meletakkan pelat dasar dan mebuat plat dudukan penuntun di atasnya dan mengikat pelat-pelat untuk menahan pasir antara tiap penuntun.

Gambar 3.3  Macam Pola

3.4        Inti  (Core)

Inti adalah bagian dari cetakan yang terpisah yang dibuat khusus memakai cetakan inti atau kotak inti. Maksud pemakaian inti adalah :

1. Untuk membuat rongga
2. Mempermudah cara pencetakan
3. Untuk mendapatkan permukaan halus, biasanya pada permukaan atas.
4. Untuk mengganti bagian-bagian pasir yang tipis supaya lebih kuat.

Dudukan Inti

Maksud dari dudukan inti adalah :

1. Untuk menentukan penempatan inti
2. Menyalurkan udara dan gas-gas dari cetakan yang keluar melalui inti
3. Memegang inti supaya tidak bergerak setelah cetakan terisi oleh logam cair, juga memegang inti terhadap daya apung dari logam.

Kotak Inti

Untuk membuat inti harus disediakan cetakan inti (kotak inti). Bahan kotak inti :

1. Kayu
2. Logam 9untuk seri produksi)
3. Plastik (untuk membuat rongga-rongga yang susah dikerjakan dengan tangan atau mesin)

Syarat-syarat kotak inti adalah :

1. Kuat
2. Pasir mdah dimasukkan dan mudah pula dikeluarkan
3. Ada saluran-saluran udara, terutama untuk inti yang dibuat dengan mesin.

 

Gambar 3.4  Casting

(Diambil dari File Matakuliah Teknik Pengecoran Teknik Mesin Unversitas Jember)