Tahapan persiapan sebelum pengecoran

Tahapan

A.  Desain Produk dan Cetakan (Pattern) dalam Pengecoran Logam

Desain Produk:

Desain produk merupakan langkah awal yang sangat penting dalam proses pengecoran logam. Pada tahap ini, produk yang akan dicor dirancang dengan mempertimbangkan berbagai aspek, seperti fungsi, bentuk, dimensi, dan material yang akan digunakan. Proses desain yang baik akan memastikan produk cor memenuhi persyaratan teknis dan estetika yang diinginkan. Berikut adalah beberapa poin yang harus diperhatikan dalam desain produk untuk pengecoran logam:

1.   Fungsi Produk: Tentukan fungsi utama produk yang akan dicor. Pahami kebutuhan dan tujuan produk tersebut agar desainnya dapat memenuhi persyaratan fungsional.

2.   Bentuk dan Dimensi: Rancang bentuk produk secara detail, termasuk dimensi, sudut, dan geometri. Perhatikan toleransi dan presisi yang diperlukan untuk mencapai kualitas produk yang diinginkan.

3.   Material Produk: Pilih material yang sesuai untuk produk cor, berdasarkan sifat mekanik, ketahanan terhadap suhu atau lingkungan tertentu, dan biaya material.

4.   Kemudahan Pengecoran: Pertimbangkan faktor-faktor yang mempengaruhi proses pengecoran, seperti perubahan ketebalan dinding, penghindaran sudut tajam, dan penggunaan riser (tempat penampungan logam cair lebih) untuk memastikan pengisian cetakan yang baik.

5.   Finishing dan Perawatan: Pikirkan juga tentang proses finishing yang akan diperlukan setelah pengecoran. Hal ini mencakup pembersihan, pengamplasan, dan perlakuan permukaan untuk mencapai hasil akhir yang diinginkan.

Cetakan (Pattern):

Cetakan atau pattern adalah model atau pola fisik dari produk yang akan dicor. Pattern berfungsi sebagai cetakan negatif yang digunakan untuk mencetak rongga cetakan di pasir atau material lainnya sebelum logam cair dituangkan. Cetakan menjadi bagian kritis dalam proses pengecoran, karena menentukan bentuk akhir produk. Berikut adalah beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan cetakan (pattern) untuk pengecoran logam:

1.   Bahan Cetakan: Pilih bahan untuk pembuatan pattern yang sesuai dengan proses pengecoran dan material yang akan digunakan. Bahan umum yang digunakan adalah kayu, aluminium, plastik, dan logam lainnya.

2.   Akurasi Dimensi: Pastikan pattern memiliki akurasi dimensi yang tinggi sesuai dengan desain produk. Ketidakakuratan pada pattern akan berdampak pada akurasi produk cor akhir.

3.   Penggunaan Core (Inti): Jika produk memerlukan rongga dalam yang kompleks atau bagian internal tertentu, gunakan core atau inti yang berbentuk negatif dari bagian tersebut pada pattern.

4.   Kekuatan dan Durabilitas: Pastikan pattern cukup kuat dan tahan lama untuk digunakan berulang kali dalam pembuatan cetakan.

5.   Kontraksi Logam: Perhitungkan faktor kontraksi logam ketika menciptakan pattern, karena logam cair akan menyusut ketika mendingin dan mengisi cetakan.

Penting untuk mengkombinasikan desain produk yang baik dengan pattern yang tepat agar proses pengecoran logam dapat berjalan dengan efisien dan menghasilkan produk akhir yang berkualitas tinggi sesuai dengan harapan.

B.  Bahan Cetakan (Mold Material) dan Inti (Core) dalam Pengecoran Logam

Bahan Cetakan (Mold Material):

Bahan cetakan, atau yang juga disebut mold material, adalah material yang digunakan untuk membuat cetakan atau rongga yang akan diisi oleh logam cair saat proses pengecoran. Bahan ini harus mampu menahan tekanan dan suhu tinggi dari logam cair tanpa mengalami deformasi atau kerusakan. Beberapa jenis bahan cetakan yang umum digunakan dalam pengecoran logam adalah:

1.   Pasir Cetakan (Sand Mold): Pasir cetakan adalah bahan cetakan yang paling umum digunakan dalam pengecoran logam. Pasir cetakan terdiri dari campuran pasir yang halus dan aglutinatif (adhesive). Bahan ini relatif murah, mudah dibentuk, dan dapat digunakan untuk berbagai jenis produk dan metode pengecoran.

2.   Cetakan Logam (Metal Mold): Cetakan logam adalah bahan cetakan yang terbuat dari logam, seperti besi cor atau baja. Cetakan logam digunakan untuk pengecoran tekanan tinggi atau produksi massal karena tahan terhadap suhu tinggi dan memiliki umur pemakaian yang lebih lama dibandingkan dengan bahan cetakan lainnya.

3.   Cetakan Keramik (Ceramic Mold): Cetakan keramik digunakan untuk pengecoran logam dengan kebutuhan dimensi yang tinggi dan permukaan yang halus. Bahan cetakan keramik mampu menghasilkan produk dengan ketelitian yang lebih baik.

4.   Cetakan Tanah Liat (Clay Mold): Cetakan tanah liat jarang digunakan dalam industri modern, tetapi masih digunakan dalam pengecoran tradisional atau produksi skala kecil. Cetakan tanah liat relatif mudah dibuat dan merupakan pilihan yang cocok untuk produk-produk sederhana.

Inti (Core):

Inti, atau yang juga disebut core, adalah bagian cetakan yang digunakan untuk membentuk rongga internal atau lubang pada produk cor yang kompleks. Inti memiliki bentuk negatif dari bagian dalam produk yang diinginkan dan ditempatkan dalam cetakan sebelum pengecoran. Penggunaan inti memungkinkan pembuatan produk dengan struktur internal yang lebih rumit dan presisi. Beberapa jenis inti dalam pengecoran logam adalah:

1.   Inti Pasir (Sand Core): Inti pasir dibuat dari campuran pasir yang dibentuk sedemikian rupa untuk menciptakan rongga yang diinginkan dalam produk cor. Inti pasir digunakan dalam pengecoran pasir dan pengecoran tekanan rendah.

2.   Inti Logam (Metal Core): Inti logam terbuat dari logam atau paduan logam dan digunakan dalam pengecoran tekanan tinggi atau ketika dibutuhkan dimensi dan ketelitian yang tinggi pada struktur internal produk cor.

3.   Inti Wadah (Core Box): Inti wadah adalah teknik pengecoran di mana cetakan dibuat dari dua atau lebih bagian yang terpisah. Setiap bagian cetakan membentuk inti berbentuk negatif dari bagian produk yang diinginkan. Bagian-bagian cetakan kemudian disatukan untuk membentuk rongga cetakan utuh.

Penggunaan bahan cetakan dan inti yang tepat sangat penting untuk mencapai hasil pengecoran logam yang berkualitas tinggi dan sesuai dengan desain produk yang diinginkan. Pemilihan bahan dan teknik yang sesuai akan berkontribusi pada efisiensi dan akurasi proses pengecoran.

C.   Sistem Gating dan Riser (Feeding System) dalam Pengecoran Logam

Sistem Gating:

Sistem gating, juga dikenal sebagai sistem penuangan, adalah bagian dari proses pengecoran logam yang bertugas mengarahkan aliran logam cair dari tempat peleburan menuju rongga cetakan untuk mengisi bentuk produk yang diinginkan. Sistem gating berperan penting dalam mengatur aliran logam cair agar produk cor dapat terbentuk dengan baik dan dengan sedikit cacat. Beberapa elemen penting dalam sistem gating adalah:

1.   Saluran Penuangan Utama (Main Runner): Saluran penuangan utama adalah saluran besar yang menghubungkan tempat peleburan (ladle) dengan rongga cetakan. Fungsinya adalah untuk mengalirkan logam cair dari ladle menuju saluran-saluran penuangan yang lebih kecil.

2.   Saluran Penuangan Anak (Sprue): Saluran penuangan anak adalah saluran yang terhubung dari saluran utama menuju gerbang cetakan (gate). Saluran ini berfungsi untuk mendistribusikan logam cair ke setiap gerbang cetakan yang sesuai dengan jumlah produk yang akan dicor.

3.   Gerbang Cetakan (Gate): Gerbang cetakan adalah lubang kecil yang terletak di antara saluran penuangan anak dan rongga cetakan. Gerbang cetakan mengatur aliran logam cair menuju rongga cetakan dan mengontrol kecepatan pengisian cetakan.

4.   Saluran Pengisian Cetakan (Cavity Filling System): Saluran pengisian cetakan adalah jaringan saluran yang mengarahkan logam cair menuju setiap bagian rongga cetakan agar produk cor terisi dengan merata.

Sistem Riser (Feeding System):

Sistem riser, juga dikenal sebagai feeding system, adalah bagian penting dalam pengecoran logam yang berfungsi untuk mencegah terbentuknya cacat pada produk cor akibat pengecilan volumetrik logam saat proses pendinginan dan solidifikasi. Selama proses pendinginan, logam cair akan menyusut dan menyebabkan penurunan volume, yang dapat mengakibatkan retak, porositas, atau cacat lain pada produk cor. Untuk mengatasi masalah ini, beberapa riser ditempatkan di sekitar produk cor untuk menyediakan sumber tambahan logam cair yang akan menggantikan volume yang menyusut. Beberapa jenis riser yang umum digunakan adalah:

1.   Riser Berongga (Open Riser): Riser berongga adalah riser yang berbentuk terbuka, sehingga logam cair dapat mengalir bebas dari riser ke rongga cetakan untuk menggantikan volume yang menyusut.

2.   Riser Tertutup (Blind Riser): Riser tertutup adalah riser yang memiliki tutup untuk mencegah udara masuk. Logam cair di riser ini hanya akan digunakan untuk mengisi volume produk yang menyusut tanpa membentuk cacat permukaan.

3.   Riser Memanjang (Side Riser): Riser memanjang ditempatkan pada bagian samping cetakan dan berfungsi untuk mengalirkan logam cair ke bagian produk yang cenderung menyusut lebih banyak.

Sistem gating dan riser dirancang dengan cermat untuk memastikan distribusi logam cair yang tepat dan menghindari terbentuknya cacat pada produk cor. Keberhasilan sistem ini sangat penting dalam mencapai hasil pengecoran logam yang berkualitas tinggi.