NASKAH PUBLIKASI ILMIAH Analisa Penyusutan Dan Areamachining Pada Proses Casting Untuk Pola Dies (Pattern) Fender Mini Truck Esemka Sang Surya.
NASKAH PUBLIKASI ILMIAH
ANALISA PENYUSUTAN DANAREA MACHINING PADA PROSES
CASTING UNTUK POLA DIES (PATTERN) FENDER MINI TRUCK
ESEMKA SANG SURYA
Disusun Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi
Strata Satu Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh:
KHOIRUDIN YUNIANTO
D200070003
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2014
ANALISA PENYUSUTAN DANAREA MACHINING PADA PROSES
CASTING UNTUK POLA DIES (PATTERN) FENDER MINI TRUCK
ESEMKA SANG SURYA
Khoirudin Yunianto, Bambang Waluyo Febriantoko, Bibit sugito
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A.Yani Tromol Pos l Pabelan, Kartasura
Email : Gustha55@Yahoo.Co.Id
ABSTRAKSI
Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisa dan menghitung
penambahan ukuranpada pembuatan pola dies sebagai pembantu proses
pembuatan komponen pada mobil mini truck esemka sang surya. Salah
satunya pada pembuatan fender. Dengan menggunakan proses ini
membantu dalam kemudahan pembuatan komponen dan peningkatan
hasil produksi dalam jumlah banyak.
Pembuatan pola ini dikerjakan dengan cara membuat gambar kerja
terlebih dahulu dengan bantuan komputer, yaitu dengan autocad sebagai
aplikasinya, kemudian pola dibuat dengan cara manual sesuai dengan
gambar kerja yang telah ditentukan ukurannya.Material y ang digunakan
berupa styrofoam.
Hasildananalisadaripenelitianinimendapatkanhasil
–
hasilsebagaiberikut:
untukmengatasipenyusutanukuranbendacoranmakaperlupenambahanukur
anpadapola dies sebesar 0,0 16 mm untukbaja cor sedangdan 0,025 mm
untukbajacortebaldariukuransebenarnya, dan penambahan ukuran untuk
proses permesinan atau machining yaitu sebesar 4,3 mm untukbaja cor
sedang dan12 mm untukbaja cor besardariukuransebenarnya .
Kata kunci : Pola, Penyusutan, Area Machining
1
2
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Batasan Masalah
Seiring
berkembangnya
sumber daya manusia (SDM)
terutama pada bidang manufaktur,
telah dikembangkan pembuatan
mobil nasional (mobnas) diantaranya
mobil nasional (mobnas) esemka
sang surya. Seperti diketahui
sebuah mobil terdiri lebih dari 1000
komponen. Ko mponen vital yang
bertugas
menopang
dan
memperkuat
serta
membentuk
kendaraan
(body)
merupakan
komponen yang terdiri dari susunan
panel – panel yang terbuat dari plat
dengan
ketebalan
tertentu.
Komponen – komponen ini diproses
dalam sebuah alat cetek (dies)
dengan bantuan mesin pres sebagai
pemberi tekanan. Terutama dalam
pembuatan fender pada mobil
esemka sang surya, Dengan
menggunakan
peralatan
ini
membantu
dalam
kemudahan
pembuatan
komponen
dan
peningkatan hasil produksi dalam
jumlah banyak.
Pembatasan masalah yang
akan dipaparkan dalam tugas akhir
ini mengambil kasus perancangan
pembuatan pola (pattern) dies
fender dengan menggunakan bahan
styrofoam
dengan
density
/
kekerasan 50, pembuatan pola
(pattern) dengan cara manual.
Dengan harapan dari pembahasan
ini dapat digunakan sebagai acuan
untuk pembuatan pola (pattern ) dies.
Tujuan Penelitian
Maksud dan tujuan yang
ingin dicapai dari perancangan dan
pambuatan pola (pattern) dies
adalah :
a. Untuk
mengetahui
nilai
penambahan
penyusutan
pada proses pengecoran.
b. Untuk
menentukan
nilai
penambahan area machining
dalam proses permesinan
Manfaat Penelitian
Manfaat
bagi
penulis
dalam penelitian ini adalah :
a.
Mendapatkan
ilmu
pengetahuan baru tentang
pembuatan pola(pattern).
b. Sebagai dasar pemahaman
kontruksi dies secara umum
melalui desain yang tepat
dan pengalaman kenyataan
di lapangan.
c. Mampu membuat pola ataau
pattern dengan menggunakan
styrofoam berdasarkan panduan
dan teoritis.
Proses
pembuatan
dies
memiliki alur yang panjang. Dari alur
pendesainan,
pembuatan
pola
(pattern), pengecoran (casting ),
hingga akhirnya di rakit a
( ssembly),
dan uji coba (tryout). Didalam
pembuatan pola terdapat dua
macam cara pembuatan pola
(pettern) dies.
Metode
manual
adalah
metode pembuatan pola (pattern)
dies dengan menyusun bagian –
perbagian kontruksi pola dari
potongan styrofoam dengan cara di
lem berdasarkan gambar.
3
rongga cetakan selama beberapa
lama.
Setelah
benda
cair
membeku
seluruhnya
maka
cetakan dapat di bongkar.
Tinjauan Pustaka
Menurut surdia (2000), telah
dikatakan
bahwa
ketika
pengocoran logam pertama kali
ditemukan
di
Mesopotamia,
logam cair dituang ke dalam
pasir, kemudian seperti halnya
cara baru, dicari akal untuk
menuang logam cair ke dalam
rongga yang dibuat dalam batu.
Bahan batu tersebut adalah pasir,
batu gamping, atau serpentin
yang mudah diolah, kadangkadang dipergunakan juga tanah
liat untuk menguatkankan. Selain
dari pada cara mengukir batu
atau membuat cetakan dari
tanah, dikembangkan juga caracara membuat cetakan dengan
pola. Pola ditutup oleh campuran
tanah pasir dan tanah liat yang
kemudian dipanaskan agar pola
mencair dan terbuat maka
membentuk rongga cetakan cara
tersebut merupakan dasar dari
pengecoran.
Dasar Teori
Pengertian Pengecoran
Proses pengecoran pada
dasarnya ia lah penuangan logam
cair kedalam cetakan yang telah
terlebih dahulu dibuat pola,hingga
logam cair gersebut membaku
dan dipindahkan dari cetakan.
Jenis – jenis pengecoran :
a. Sand casting yaitu jenis
pengecoran
dengan
menggumakan cetakan pasir.
Jenis pengecoran ini paling
banyak
dipakai
karena
biayanya
murah
dan
menghasilkan benda coran
berkapasitas berton – ton.
b. Centrifugal cesting yaitu jenis
pengecoran dimana cetakan
diputar bersamaan dengan
penuangan
logam
cair
kedalam cetakan. Dengan
tujuan agar logam cair
tersebut terdorong oleh gaya
sentrifugal akibat berputarnya
cetakan.
c. Die cesting yaitu jenis
pengecaran yang cetakannya
terbuat dari logam.sehingga
cetakannya dapat digunakan
berulang – ulang.
d. Investment cesting yaitu
jenis
pengecoran
yang
polanya terbuat dari lilin dan
cetakannya terbuat dari
keramik.
Pengecoran logam merupakan
salah satu proses pembentukan
logam dengan menggunakan
cetakan yang kemudian diisi
dengan logam cair. Pada proses
pengecoran logam bahan baku
dicairkan
dengan
cara
memenaskannya
hingga
mencapai titik lebur, kemudian
cairan logam ini di tuangkan
kedalam rongga cetakan yang
telah disediakan sebelumnya.
Logam cair dibekukan dengan
cara membiarkannya didalam
4
Pengecoran Dengan Pola Busa
( Lost Foam Casting )
sesuai
dengan
penggunaannya.
Sebagai
contoh, logam tahan panas
seperti : besi cor, baja cor
daan
paduan
tembaga
adalah cocok untuk pola
pada pembuatan cetakan
kulit, sedangkan paduan
ringan, adalah mudah diolah
dan dipilih untuk pola
yangdipergunakan
dalam
masa produksi di mana
pembuatan
cetakan
dilakukan dengan tangan.
Varian menarik pengecoran pasir
memanfaatkan cetakan sekali
pakai dengan pola sekali pakai
yang
terbuat
dari
busa
polystyrene.
Proses
ini
menggunakan cetakan pasir yang
dikemas di sekitar pola busa
polystyrene yang menguap ketika
logam cair dituangkan ke dalam
cetakan. Proses dan variasi itu
dikenal dengan nama lain, proses
hilang busa, proses pola hilang,
proses busa evaporasi. Bentuk
yang sangat kompleks dapat
dibuat dan pengalir serta lain-lain
dapat
ditempatkan
dengan
leburan panas atau semen karet.
Proses
ini
memberikan
keleluasaan kebebasan bentuk
tanpa bentukan jalan bebas
karena pola akan tertinggal di
dalam cetakan dan selanjutnya
akan menguap dan terbakar
Macam Pola
Pola
mempunyai
berbagai macam bentuk.
Pada pemilihan macam pola
harus
diperhatikan
produktivitas, kualitas coran
dan harga pola.
a. Pola pejal
Pola pejal yaitu pola yang
biasa
dipakai,
dimana
bentuknya hampir serupa
dengan bentuk coran. Pola
pejal terdiri dari :
1) Pola tunggal.
Bentuknya
serupa
dengan corannya, disamping
itu
kecuali
tambahan
penyusutan,
tambahan
penyelesaian
mesin
dan
kemiringan pola, kadangkadang dibuat juga menjadi
satu dengan telapak inti.
selama pengecoran.
Pengertian Pola
Pola adalah sebuah bentuk
dan
ukuran
benda
yang
menyerupai dengan bentuk asli
benda yang dikehendaki, dimana
pola ini yang nantinyaakan
dibentuk pada cetakan pasir.Pola
yang
dipergunakan
untuk
pembuatan cetakan benda coran,
dapat digolongkan menjadi pola
logam dan pola kayu ( termasuk
pola plastik).
Bahan dari pola logam
bisa
bermacam -macam
5
Gambar 1. Pola tunggal
penyerderhanaan
pemasangan inti.
2) Pola belahan.
Dibelah di tengah untuk
memudahkan
pembuatan
cetaakan.Permukaan
pisahnya
kalau
mungkin
dibuat satu bidang.
Gambar4. pola plat banyak
5) Pola penarikan terpisah.
Pola ini dipakai
untuk pola berukuran
besar
atau
untuk
cetakan jenis mengeras
sendiri.
Gambar 2. Pola belahan
3) Pola setengah.
Dibuat untuk coran di
mana kup dan dragnya
simetri terhadap permukaan
pisah. Kup dan drag dicetak
hanya dengan setengah
pola, sehungga harga pola
setengah dari harga pola
tunggal.
Gambar
5.
penarikan terpisah
Pola
6) Pola penarikan sebagian.
Pada pengambilan pola
dari
cetakan,
apabila
sebagian dari pola tidak
mungkin ditarik, maka bagian
itu harus dipisahkan terlebih
dahulu.
Gambar 3. Pola
setengah
4)
Pola
belahan
banyak.
Pola dibagi menjadi tiga
belahatau lebih untuk
memudahkan penarikan
dari cetakan dan untuk
6
Gambar 8. Pola plat kup
dan drag
d. Pola cetakan sapuan.
Dibentuk dari coran
silinder
atau
bentuk
benda putar. Pembuatan
cetakan
dilakukan
dengan
memutar
penggeret di sekeliling
pemutar.
Gambar 6. Pola penarian
sebagian
b. Pola pelat pasangan.
Merupakan pelat dimana
pada
kedua
belahnya
ditempelkan pola sedemikian
juga saluran turun,pengalir,
saluran
masuk,
dan
penambah, biasanya dibuat
dari logam atau plastik.
Gambar 9. Pola cetakan
sapuan
Gambar 7. Pola plat
pasang
c. Pola pelat kup dan drag.
Pola dilekatkan pada
dua pelat demikian juga
saluran, turun mengakir,
saluran
masuk,
dan
penambah.Pelat
tersebut
ialah pelat kup dan pelat
drag. Kedua pelat dijamin
oleh pena agar bagian atas
dab bawah dari coran
menjadi cocok.
e. Pola penggeret dengan
penuntun.
Dipergunakan untuk
pipa lurus atau pipa
lengkung
yang
penampangnya berubah.
7
Gambar 10. pola penggeret
dengan penuntun
Perencanaan Pola
Pola menentukan dari hasil
coran,oleh karena itu duperlukan
dasar – dasar pengetahuan
tentang perancangan. Sebelum
kita membuat pola terlebih dahulu
memerlukan
gambar
rancangan.Dalam
perencaan
pola untuk pengecoran harus
mempertimbangkan
banyak
faktor.
Faktor-faktor
tersebut
sebagai berikut :
Daftar
1.
Tambahan
penyusutan yang disarankan
Tambahan
penyusutan
Dimana :
?L=
penyusutan
L= ukuran sebenarnya
a. Kelebihan
untuk
pemesinan
Dalam
gambar
teknik
selalu
dicantumkan
tanda
tanda
pada
semua
permukaan
yang
dikerjakan
lanjut
(machining)
terlebihlebih pada produk yang
proses
pengerjaan
mulanya
adalah
pengecoran.
Dari
gambar ini pembuatan
model akan mengetahui
wujud
akhir
(dari
gambar teknik) dari
produk model yang
akandibuatnya, hingga
dapat
menambahkan
berapa besar tambahan
(kelebihan) yang harus
diberikan untuk proses
lanjut.
Bahan
8/1.000
Besi cor, baja cor tipis
9/1.000
Besi cor, baja cor tipis yang
banyak menyusut
10/1.000
Sama dengan
aluminium
atas
12/1.000
Paduan aluminium, brons, baja
cor (tebal 5-7 mm)
14/1.000
Kuningan kekuatan tinggi, baja
cor
16/1.000
Baja cor (tebal lebih dari 10
mm)
20/1.000
Coran baja yang besar
25/1.000
Coran baja besar dan tebal
Dari tabel diatas dapat
asumsikan kedalam rumus :
besarnya
dan
di
?L = L + 25/1000
?L = L + 16/1000
8
Metodologi Penelitian
Mulai
Survei
Studi Pustaka
Perancangan, perhitungan dan desain Pattern
atau pola
Dari tabel diatas dapat
asumsikan kedalam rumus :
Area machining
Pembuatan
di
= ?L + 4,3 mm
Hasil sesuai
Dimana :
tidak
?L
Ya
= Besarnya penyusutan
4,3mm = tambahan ukuran
untuk baja sedang
12mm
= untuk baja tebal
desain
Machining
Kesimpulan
Ya
Selesai
Gambar 11.FlowChart Metode
Penelitian.
Keterangan dari flow chart
di atas antara lain :
a. Metode studi pustaka
dan Penulis mencari
dasar-dasar yang dibuat
sebagai referensi yang
berhubungan
dengan
pembuatan pola atau
pattren.
b. Metode survei lapangan
atau observasi, penulis
melakukan
survei
dengan mengamati dan
memperoleh data-data
objek secara langsung.
c. Tahap
perancangan,
yaitu desain pola atau
pattren
berdasarkan
aspek-aspek
standarisasi
industri
manufaktur.
d. Tahap
pembuatan
dilakukan
dengan
proses
manual,dilakukan rumah
produksi di kaliwungu,
kendal, jawa tengah.
e. Tahap permesinan di
lakukan di PT Tossa
Sakti kaliwugu,kendal,
jawa tengah.
Gambar 12.Styrofoam
b. Lem kayu
Lem kayu ini digunakan
untuk menyatukan bagian –
bagian styrofoam yang telah
di
ptong
sehingga
membentuk pola atau pettern
fender esemka sang surya.
Alat dan Bahan
Bahan
.Gambar 13.Lem Kayu
c . Paku
Paku ini digunakan
untuk
mengencangkan
bagian – bagian dari
styrofoam yang sudah di
lem dengan lem kayu.
Bahan – bahan yang
dipakai untuk membuat pola
atau pettern fender mobil
esemka sang surya antara
lain:
a. Styrofoam
Styrofoam ini adalah
bahan
utama
untuk
pembuatan pola atau
pettern
fender
untuk
mobil
esemka
sang
surya.
Gambar 14.Paku.
10
Alat – Alat yang
Digunakan
Alat – Alat
yang
dipakai untuk membuat pola
atau pettern fender mobil
esemka sang surya antara
lain:
a. Gergaji
Gergaji ini
untuk
styrofoam.
Gambar17.Pemotong
Styrofoam.
digunakan
memotong
Cara membuat pola
1. Persiapkan lembaran –
lembaran styrofoam.
2. Beri ukuran – ukuran
padastyrofoam sesuai
dengan gambar kerja.
3. Potong styrofoam yang
sudah dikasih ukuran.
4. Gabungkan potongan –
potongan
styrofoam
dengan menggunakan
lem kayu.
5. Beri
paku
pada
gabungan – gabungan
stryrofoam yang sudah
di lem,supaya lebih
kuat.
6. Selesai.
Gambar 15.Gergaji.
b. Amplas
Amplas
ini
digunakan
untuk
menghaluskan
styrofoam yang telah di
potong menggunakan
gergaji.
Machining / Permesinan
Prose
machining
ini
dilakukan di Pt tossa sakti jl.
Raya semarang – kendal km
19 mangir,kaliwungu, kendal,
jawa
tengah
51372
menggunakan mesin frais.
Gambar 16.Amplas.
c. Pemotong Styrofoam
Alat ini digunakan
untuk
memotong
styrofoam yang sulit
untuk
dipotong
menggunakan gergaji.
11
Hasil perhitungan upper dies
Gambar 18. Machining
Hasil dan Pembahasan
Perhitungan Penyusutan
(Shrinkage)
Dari
hasil pembuatan pettern
fender mobil esemka sang
surya
diketahui
bahwa
setelah
dingin
terjadi
penyusutan.
Pengukuran
penyusutan
dilakukan
untukmengetahui
prosentase
perubahan
dimensi bentuk produk.
Pengukurandimensi
penyusutan
meliputi
pengukuran arah panjang
lebar dan tinggi.
Upper
dies
L
(m m )
?L(m m )
Panjang 1
320
320,016
Penambahan
unt uk
M achinin g
(m m )
-
Panjang 2
lebar
Tebal
Area
M achining
1460
1330
289
1224
1460,025
1330,025
289,216
1224,025
1236,025
Perhitungan penambahan
ukuran untuk penyusutan
dan penambahan untuk
area
machining
pada
lower Dies Fender.
Perhitungan penambahan
ukuran untuk penyusutan
dan penambahan untuk
area
machining
pada
Upper Dies Fender.
Hasil perhitungan lower dies
12
Lower
Dies
L (mm)
? L (m m )
Panjang
Lebar
Tebal
Area
M achining
1780
1330
420,9
689
1780,025
1330,025
420,916
689,016
Penambaha
n unt uk
M achinin g
(m m )
693,016
Perhitungan penambahan
ukuran untuk penyusutan
dan penambahan untuk
area
machining
pada
blank holder
Perhitungan penambahan
ukuran untuk penyusutan
dan penambahan untuk
area
machining
pada
Guide heel.
Hasilperhitungan guide heel
Hasil perhitungan blank holder
Penambah
Blank
L
holder
(m m )
?L (mm)
an unt uk
L
(m m )
?L
(m m )
Panjang
Lebar
Tebal
355
301
135
355,016
310,016
135,016
M achinin g
(m m )
Panjang 1
Panjang 2
Panjang 3
Lebar 1
Lebar 2
Lebar 3
Lebar 4
Lebar 5
Tebal 1
Tebal 2
Area
Machining
1
Area
Machining
2
Area
Machining
3
Area
Machining
4
Guide
h eel
135
1510
135
185
167,5
340
167,5
185
140
80
178
135,016
1510,025
135,016
185,016
167,516
340,016
167,516
185,016
140,016
80,016
178,016
182,46
178
178,016
182,46
202,8
202,816
207,116
158,6
158,866
163,116
Penambahan
unt uk
M achinin g
(m m )
359,316
314,316
139,316
Kesimpulan dan saran
kesimpulan
Dari hasil analisa pengujian
serta pembahasan maka dapat
diambil
kesimpulan
sebagai
berikut :
1. Untuk mengatasi penyusutan
dalam proses pengecoran, maka
dalam proses pembuatan pola
dies fender esemka sang surya
perlu
menambahkan
ukuran
sebesar 25/100 mm untuk baja
tebal dan 16/1000 mm untuk baja
sedang dari ukuran sebenarnya.
13
2. Untuk proses machining /
permesinan
perlu
menambahkan ukuran pada
pola dies fender esemka
sang surya sebesar 12 mm
untuk baja tebal dan 4,3
untuk baja sedang dari
ukuran sebenarnya.
Saran
1. Dalam pembuatan pola harus
benar – benar diperhatikan
ketelitian dimensinya. Hal ini
untuk menghindari kesalahan
dimensi serta kemudahan
perakitan.
2.Didalam pembuatan komponen
pola
hendaknya
harus
memperhatikan ketentuan –
ketentuan yang standar dan
berdasarkan data – data
observasi
dari
lapangan
maupun dari buku.
3. Trial harus tetap dilaksanakan
untuk
mengetahui
kondisi
kontruksi dan hasil produk
yang
dihasilkan
sudah
memenuhi permintaan.
14
DAFTAR PUSTAKA
Akbar Saiful, 2009, Tugas Akhir: Perancangan dan pembuatan rumah
pompa sentrifugal dengan kapasitas ? ? ? ? / jam air dengan proses
pengecoran menggunakan cetakan pasir. Universitas Sumatra Utara,
Medan.
Black J T, 2013, Materials and processes in manufacturing. Wiley.
Singapure.
http://ft.unsada.ac.id/wp-content/uploads/2008/04/bab2-proses
pengecoran.pdf. Diakses 12 september 2013.
http://tm -lanjut.lab.gunadarma.ac.id/wp content/uploads/2011/07/modulpraktikum-pengecoran-logam.pdf.Diakses 19 september
2013.
http://xa.yimg.com/kq/groups/56882468/137280694/name/Pengecoran
Logam1.pdf. Diakses 17 september 2013.
Kalpakjian serope, 2003, Manufacturing processes for engineering
materials. Prentice Hall, U.S.A.
Leman Arianto, 2010, Tugas Akhir : Kontruksi coran dan perancangan
pola. Universitas Negeri Yogyakarta, yogyakarta.
Schey John A, 2011, Proses Manufactur. Andi, yogyakarta.
Surdia tata dan Kenji chijiiwa, 2000, Teknik Pengecoran Logam . PT
Pratnya Paramita, Jakarta.
15
ANALISA PENYUSUTAN DANAREA MACHINING PADA PROSES
CASTING UNTUK POLA DIES (PATTERN) FENDER MINI TRUCK
ESEMKA SANG SURYA
Disusun Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi
Strata Satu Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh:
KHOIRUDIN YUNIANTO
D200070003
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2014
ANALISA PENYUSUTAN DANAREA MACHINING PADA PROSES
CASTING UNTUK POLA DIES (PATTERN) FENDER MINI TRUCK
ESEMKA SANG SURYA
Khoirudin Yunianto, Bambang Waluyo Febriantoko, Bibit sugito
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A.Yani Tromol Pos l Pabelan, Kartasura
Email : Gustha55@Yahoo.Co.Id
ABSTRAKSI
Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisa dan menghitung
penambahan ukuranpada pembuatan pola dies sebagai pembantu proses
pembuatan komponen pada mobil mini truck esemka sang surya. Salah
satunya pada pembuatan fender. Dengan menggunakan proses ini
membantu dalam kemudahan pembuatan komponen dan peningkatan
hasil produksi dalam jumlah banyak.
Pembuatan pola ini dikerjakan dengan cara membuat gambar kerja
terlebih dahulu dengan bantuan komputer, yaitu dengan autocad sebagai
aplikasinya, kemudian pola dibuat dengan cara manual sesuai dengan
gambar kerja yang telah ditentukan ukurannya.Material y ang digunakan
berupa styrofoam.
Hasildananalisadaripenelitianinimendapatkanhasil
–
hasilsebagaiberikut:
untukmengatasipenyusutanukuranbendacoranmakaperlupenambahanukur
anpadapola dies sebesar 0,0 16 mm untukbaja cor sedangdan 0,025 mm
untukbajacortebaldariukuransebenarnya, dan penambahan ukuran untuk
proses permesinan atau machining yaitu sebesar 4,3 mm untukbaja cor
sedang dan12 mm untukbaja cor besardariukuransebenarnya .
Kata kunci : Pola, Penyusutan, Area Machining
1
2
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Batasan Masalah
Seiring
berkembangnya
sumber daya manusia (SDM)
terutama pada bidang manufaktur,
telah dikembangkan pembuatan
mobil nasional (mobnas) diantaranya
mobil nasional (mobnas) esemka
sang surya. Seperti diketahui
sebuah mobil terdiri lebih dari 1000
komponen. Ko mponen vital yang
bertugas
menopang
dan
memperkuat
serta
membentuk
kendaraan
(body)
merupakan
komponen yang terdiri dari susunan
panel – panel yang terbuat dari plat
dengan
ketebalan
tertentu.
Komponen – komponen ini diproses
dalam sebuah alat cetek (dies)
dengan bantuan mesin pres sebagai
pemberi tekanan. Terutama dalam
pembuatan fender pada mobil
esemka sang surya, Dengan
menggunakan
peralatan
ini
membantu
dalam
kemudahan
pembuatan
komponen
dan
peningkatan hasil produksi dalam
jumlah banyak.
Pembatasan masalah yang
akan dipaparkan dalam tugas akhir
ini mengambil kasus perancangan
pembuatan pola (pattern) dies
fender dengan menggunakan bahan
styrofoam
dengan
density
/
kekerasan 50, pembuatan pola
(pattern) dengan cara manual.
Dengan harapan dari pembahasan
ini dapat digunakan sebagai acuan
untuk pembuatan pola (pattern ) dies.
Tujuan Penelitian
Maksud dan tujuan yang
ingin dicapai dari perancangan dan
pambuatan pola (pattern) dies
adalah :
a. Untuk
mengetahui
nilai
penambahan
penyusutan
pada proses pengecoran.
b. Untuk
menentukan
nilai
penambahan area machining
dalam proses permesinan
Manfaat Penelitian
Manfaat
bagi
penulis
dalam penelitian ini adalah :
a.
Mendapatkan
ilmu
pengetahuan baru tentang
pembuatan pola(pattern).
b. Sebagai dasar pemahaman
kontruksi dies secara umum
melalui desain yang tepat
dan pengalaman kenyataan
di lapangan.
c. Mampu membuat pola ataau
pattern dengan menggunakan
styrofoam berdasarkan panduan
dan teoritis.
Proses
pembuatan
dies
memiliki alur yang panjang. Dari alur
pendesainan,
pembuatan
pola
(pattern), pengecoran (casting ),
hingga akhirnya di rakit a
( ssembly),
dan uji coba (tryout). Didalam
pembuatan pola terdapat dua
macam cara pembuatan pola
(pettern) dies.
Metode
manual
adalah
metode pembuatan pola (pattern)
dies dengan menyusun bagian –
perbagian kontruksi pola dari
potongan styrofoam dengan cara di
lem berdasarkan gambar.
3
rongga cetakan selama beberapa
lama.
Setelah
benda
cair
membeku
seluruhnya
maka
cetakan dapat di bongkar.
Tinjauan Pustaka
Menurut surdia (2000), telah
dikatakan
bahwa
ketika
pengocoran logam pertama kali
ditemukan
di
Mesopotamia,
logam cair dituang ke dalam
pasir, kemudian seperti halnya
cara baru, dicari akal untuk
menuang logam cair ke dalam
rongga yang dibuat dalam batu.
Bahan batu tersebut adalah pasir,
batu gamping, atau serpentin
yang mudah diolah, kadangkadang dipergunakan juga tanah
liat untuk menguatkankan. Selain
dari pada cara mengukir batu
atau membuat cetakan dari
tanah, dikembangkan juga caracara membuat cetakan dengan
pola. Pola ditutup oleh campuran
tanah pasir dan tanah liat yang
kemudian dipanaskan agar pola
mencair dan terbuat maka
membentuk rongga cetakan cara
tersebut merupakan dasar dari
pengecoran.
Dasar Teori
Pengertian Pengecoran
Proses pengecoran pada
dasarnya ia lah penuangan logam
cair kedalam cetakan yang telah
terlebih dahulu dibuat pola,hingga
logam cair gersebut membaku
dan dipindahkan dari cetakan.
Jenis – jenis pengecoran :
a. Sand casting yaitu jenis
pengecoran
dengan
menggumakan cetakan pasir.
Jenis pengecoran ini paling
banyak
dipakai
karena
biayanya
murah
dan
menghasilkan benda coran
berkapasitas berton – ton.
b. Centrifugal cesting yaitu jenis
pengecoran dimana cetakan
diputar bersamaan dengan
penuangan
logam
cair
kedalam cetakan. Dengan
tujuan agar logam cair
tersebut terdorong oleh gaya
sentrifugal akibat berputarnya
cetakan.
c. Die cesting yaitu jenis
pengecaran yang cetakannya
terbuat dari logam.sehingga
cetakannya dapat digunakan
berulang – ulang.
d. Investment cesting yaitu
jenis
pengecoran
yang
polanya terbuat dari lilin dan
cetakannya terbuat dari
keramik.
Pengecoran logam merupakan
salah satu proses pembentukan
logam dengan menggunakan
cetakan yang kemudian diisi
dengan logam cair. Pada proses
pengecoran logam bahan baku
dicairkan
dengan
cara
memenaskannya
hingga
mencapai titik lebur, kemudian
cairan logam ini di tuangkan
kedalam rongga cetakan yang
telah disediakan sebelumnya.
Logam cair dibekukan dengan
cara membiarkannya didalam
4
Pengecoran Dengan Pola Busa
( Lost Foam Casting )
sesuai
dengan
penggunaannya.
Sebagai
contoh, logam tahan panas
seperti : besi cor, baja cor
daan
paduan
tembaga
adalah cocok untuk pola
pada pembuatan cetakan
kulit, sedangkan paduan
ringan, adalah mudah diolah
dan dipilih untuk pola
yangdipergunakan
dalam
masa produksi di mana
pembuatan
cetakan
dilakukan dengan tangan.
Varian menarik pengecoran pasir
memanfaatkan cetakan sekali
pakai dengan pola sekali pakai
yang
terbuat
dari
busa
polystyrene.
Proses
ini
menggunakan cetakan pasir yang
dikemas di sekitar pola busa
polystyrene yang menguap ketika
logam cair dituangkan ke dalam
cetakan. Proses dan variasi itu
dikenal dengan nama lain, proses
hilang busa, proses pola hilang,
proses busa evaporasi. Bentuk
yang sangat kompleks dapat
dibuat dan pengalir serta lain-lain
dapat
ditempatkan
dengan
leburan panas atau semen karet.
Proses
ini
memberikan
keleluasaan kebebasan bentuk
tanpa bentukan jalan bebas
karena pola akan tertinggal di
dalam cetakan dan selanjutnya
akan menguap dan terbakar
Macam Pola
Pola
mempunyai
berbagai macam bentuk.
Pada pemilihan macam pola
harus
diperhatikan
produktivitas, kualitas coran
dan harga pola.
a. Pola pejal
Pola pejal yaitu pola yang
biasa
dipakai,
dimana
bentuknya hampir serupa
dengan bentuk coran. Pola
pejal terdiri dari :
1) Pola tunggal.
Bentuknya
serupa
dengan corannya, disamping
itu
kecuali
tambahan
penyusutan,
tambahan
penyelesaian
mesin
dan
kemiringan pola, kadangkadang dibuat juga menjadi
satu dengan telapak inti.
selama pengecoran.
Pengertian Pola
Pola adalah sebuah bentuk
dan
ukuran
benda
yang
menyerupai dengan bentuk asli
benda yang dikehendaki, dimana
pola ini yang nantinyaakan
dibentuk pada cetakan pasir.Pola
yang
dipergunakan
untuk
pembuatan cetakan benda coran,
dapat digolongkan menjadi pola
logam dan pola kayu ( termasuk
pola plastik).
Bahan dari pola logam
bisa
bermacam -macam
5
Gambar 1. Pola tunggal
penyerderhanaan
pemasangan inti.
2) Pola belahan.
Dibelah di tengah untuk
memudahkan
pembuatan
cetaakan.Permukaan
pisahnya
kalau
mungkin
dibuat satu bidang.
Gambar4. pola plat banyak
5) Pola penarikan terpisah.
Pola ini dipakai
untuk pola berukuran
besar
atau
untuk
cetakan jenis mengeras
sendiri.
Gambar 2. Pola belahan
3) Pola setengah.
Dibuat untuk coran di
mana kup dan dragnya
simetri terhadap permukaan
pisah. Kup dan drag dicetak
hanya dengan setengah
pola, sehungga harga pola
setengah dari harga pola
tunggal.
Gambar
5.
penarikan terpisah
Pola
6) Pola penarikan sebagian.
Pada pengambilan pola
dari
cetakan,
apabila
sebagian dari pola tidak
mungkin ditarik, maka bagian
itu harus dipisahkan terlebih
dahulu.
Gambar 3. Pola
setengah
4)
Pola
belahan
banyak.
Pola dibagi menjadi tiga
belahatau lebih untuk
memudahkan penarikan
dari cetakan dan untuk
6
Gambar 8. Pola plat kup
dan drag
d. Pola cetakan sapuan.
Dibentuk dari coran
silinder
atau
bentuk
benda putar. Pembuatan
cetakan
dilakukan
dengan
memutar
penggeret di sekeliling
pemutar.
Gambar 6. Pola penarian
sebagian
b. Pola pelat pasangan.
Merupakan pelat dimana
pada
kedua
belahnya
ditempelkan pola sedemikian
juga saluran turun,pengalir,
saluran
masuk,
dan
penambah, biasanya dibuat
dari logam atau plastik.
Gambar 9. Pola cetakan
sapuan
Gambar 7. Pola plat
pasang
c. Pola pelat kup dan drag.
Pola dilekatkan pada
dua pelat demikian juga
saluran, turun mengakir,
saluran
masuk,
dan
penambah.Pelat
tersebut
ialah pelat kup dan pelat
drag. Kedua pelat dijamin
oleh pena agar bagian atas
dab bawah dari coran
menjadi cocok.
e. Pola penggeret dengan
penuntun.
Dipergunakan untuk
pipa lurus atau pipa
lengkung
yang
penampangnya berubah.
7
Gambar 10. pola penggeret
dengan penuntun
Perencanaan Pola
Pola menentukan dari hasil
coran,oleh karena itu duperlukan
dasar – dasar pengetahuan
tentang perancangan. Sebelum
kita membuat pola terlebih dahulu
memerlukan
gambar
rancangan.Dalam
perencaan
pola untuk pengecoran harus
mempertimbangkan
banyak
faktor.
Faktor-faktor
tersebut
sebagai berikut :
Daftar
1.
Tambahan
penyusutan yang disarankan
Tambahan
penyusutan
Dimana :
?L=
penyusutan
L= ukuran sebenarnya
a. Kelebihan
untuk
pemesinan
Dalam
gambar
teknik
selalu
dicantumkan
tanda
tanda
pada
semua
permukaan
yang
dikerjakan
lanjut
(machining)
terlebihlebih pada produk yang
proses
pengerjaan
mulanya
adalah
pengecoran.
Dari
gambar ini pembuatan
model akan mengetahui
wujud
akhir
(dari
gambar teknik) dari
produk model yang
akandibuatnya, hingga
dapat
menambahkan
berapa besar tambahan
(kelebihan) yang harus
diberikan untuk proses
lanjut.
Bahan
8/1.000
Besi cor, baja cor tipis
9/1.000
Besi cor, baja cor tipis yang
banyak menyusut
10/1.000
Sama dengan
aluminium
atas
12/1.000
Paduan aluminium, brons, baja
cor (tebal 5-7 mm)
14/1.000
Kuningan kekuatan tinggi, baja
cor
16/1.000
Baja cor (tebal lebih dari 10
mm)
20/1.000
Coran baja yang besar
25/1.000
Coran baja besar dan tebal
Dari tabel diatas dapat
asumsikan kedalam rumus :
besarnya
dan
di
?L = L + 25/1000
?L = L + 16/1000
8
Metodologi Penelitian
Mulai
Survei
Studi Pustaka
Perancangan, perhitungan dan desain Pattern
atau pola
Dari tabel diatas dapat
asumsikan kedalam rumus :
Area machining
Pembuatan
di
= ?L + 4,3 mm
Hasil sesuai
Dimana :
tidak
?L
Ya
= Besarnya penyusutan
4,3mm = tambahan ukuran
untuk baja sedang
12mm
= untuk baja tebal
desain
Machining
Kesimpulan
Ya
Selesai
Gambar 11.FlowChart Metode
Penelitian.
Keterangan dari flow chart
di atas antara lain :
a. Metode studi pustaka
dan Penulis mencari
dasar-dasar yang dibuat
sebagai referensi yang
berhubungan
dengan
pembuatan pola atau
pattren.
b. Metode survei lapangan
atau observasi, penulis
melakukan
survei
dengan mengamati dan
memperoleh data-data
objek secara langsung.
c. Tahap
perancangan,
yaitu desain pola atau
pattren
berdasarkan
aspek-aspek
standarisasi
industri
manufaktur.
d. Tahap
pembuatan
dilakukan
dengan
proses
manual,dilakukan rumah
produksi di kaliwungu,
kendal, jawa tengah.
e. Tahap permesinan di
lakukan di PT Tossa
Sakti kaliwugu,kendal,
jawa tengah.
Gambar 12.Styrofoam
b. Lem kayu
Lem kayu ini digunakan
untuk menyatukan bagian –
bagian styrofoam yang telah
di
ptong
sehingga
membentuk pola atau pettern
fender esemka sang surya.
Alat dan Bahan
Bahan
.Gambar 13.Lem Kayu
c . Paku
Paku ini digunakan
untuk
mengencangkan
bagian – bagian dari
styrofoam yang sudah di
lem dengan lem kayu.
Bahan – bahan yang
dipakai untuk membuat pola
atau pettern fender mobil
esemka sang surya antara
lain:
a. Styrofoam
Styrofoam ini adalah
bahan
utama
untuk
pembuatan pola atau
pettern
fender
untuk
mobil
esemka
sang
surya.
Gambar 14.Paku.
10
Alat – Alat yang
Digunakan
Alat – Alat
yang
dipakai untuk membuat pola
atau pettern fender mobil
esemka sang surya antara
lain:
a. Gergaji
Gergaji ini
untuk
styrofoam.
Gambar17.Pemotong
Styrofoam.
digunakan
memotong
Cara membuat pola
1. Persiapkan lembaran –
lembaran styrofoam.
2. Beri ukuran – ukuran
padastyrofoam sesuai
dengan gambar kerja.
3. Potong styrofoam yang
sudah dikasih ukuran.
4. Gabungkan potongan –
potongan
styrofoam
dengan menggunakan
lem kayu.
5. Beri
paku
pada
gabungan – gabungan
stryrofoam yang sudah
di lem,supaya lebih
kuat.
6. Selesai.
Gambar 15.Gergaji.
b. Amplas
Amplas
ini
digunakan
untuk
menghaluskan
styrofoam yang telah di
potong menggunakan
gergaji.
Machining / Permesinan
Prose
machining
ini
dilakukan di Pt tossa sakti jl.
Raya semarang – kendal km
19 mangir,kaliwungu, kendal,
jawa
tengah
51372
menggunakan mesin frais.
Gambar 16.Amplas.
c. Pemotong Styrofoam
Alat ini digunakan
untuk
memotong
styrofoam yang sulit
untuk
dipotong
menggunakan gergaji.
11
Hasil perhitungan upper dies
Gambar 18. Machining
Hasil dan Pembahasan
Perhitungan Penyusutan
(Shrinkage)
Dari
hasil pembuatan pettern
fender mobil esemka sang
surya
diketahui
bahwa
setelah
dingin
terjadi
penyusutan.
Pengukuran
penyusutan
dilakukan
untukmengetahui
prosentase
perubahan
dimensi bentuk produk.
Pengukurandimensi
penyusutan
meliputi
pengukuran arah panjang
lebar dan tinggi.
Upper
dies
L
(m m )
?L(m m )
Panjang 1
320
320,016
Penambahan
unt uk
M achinin g
(m m )
-
Panjang 2
lebar
Tebal
Area
M achining
1460
1330
289
1224
1460,025
1330,025
289,216
1224,025
1236,025
Perhitungan penambahan
ukuran untuk penyusutan
dan penambahan untuk
area
machining
pada
lower Dies Fender.
Perhitungan penambahan
ukuran untuk penyusutan
dan penambahan untuk
area
machining
pada
Upper Dies Fender.
Hasil perhitungan lower dies
12
Lower
Dies
L (mm)
? L (m m )
Panjang
Lebar
Tebal
Area
M achining
1780
1330
420,9
689
1780,025
1330,025
420,916
689,016
Penambaha
n unt uk
M achinin g
(m m )
693,016
Perhitungan penambahan
ukuran untuk penyusutan
dan penambahan untuk
area
machining
pada
blank holder
Perhitungan penambahan
ukuran untuk penyusutan
dan penambahan untuk
area
machining
pada
Guide heel.
Hasilperhitungan guide heel
Hasil perhitungan blank holder
Penambah
Blank
L
holder
(m m )
?L (mm)
an unt uk
L
(m m )
?L
(m m )
Panjang
Lebar
Tebal
355
301
135
355,016
310,016
135,016
M achinin g
(m m )
Panjang 1
Panjang 2
Panjang 3
Lebar 1
Lebar 2
Lebar 3
Lebar 4
Lebar 5
Tebal 1
Tebal 2
Area
Machining
1
Area
Machining
2
Area
Machining
3
Area
Machining
4
Guide
h eel
135
1510
135
185
167,5
340
167,5
185
140
80
178
135,016
1510,025
135,016
185,016
167,516
340,016
167,516
185,016
140,016
80,016
178,016
182,46
178
178,016
182,46
202,8
202,816
207,116
158,6
158,866
163,116
Penambahan
unt uk
M achinin g
(m m )
359,316
314,316
139,316
Kesimpulan dan saran
kesimpulan
Dari hasil analisa pengujian
serta pembahasan maka dapat
diambil
kesimpulan
sebagai
berikut :
1. Untuk mengatasi penyusutan
dalam proses pengecoran, maka
dalam proses pembuatan pola
dies fender esemka sang surya
perlu
menambahkan
ukuran
sebesar 25/100 mm untuk baja
tebal dan 16/1000 mm untuk baja
sedang dari ukuran sebenarnya.
13
2. Untuk proses machining /
permesinan
perlu
menambahkan ukuran pada
pola dies fender esemka
sang surya sebesar 12 mm
untuk baja tebal dan 4,3
untuk baja sedang dari
ukuran sebenarnya.
Saran
1. Dalam pembuatan pola harus
benar – benar diperhatikan
ketelitian dimensinya. Hal ini
untuk menghindari kesalahan
dimensi serta kemudahan
perakitan.
2.Didalam pembuatan komponen
pola
hendaknya
harus
memperhatikan ketentuan –
ketentuan yang standar dan
berdasarkan data – data
observasi
dari
lapangan
maupun dari buku.
3. Trial harus tetap dilaksanakan
untuk
mengetahui
kondisi
kontruksi dan hasil produk
yang
dihasilkan
sudah
memenuhi permintaan.
14
DAFTAR PUSTAKA
Akbar Saiful, 2009, Tugas Akhir: Perancangan dan pembuatan rumah
pompa sentrifugal dengan kapasitas ? ? ? ? / jam air dengan proses
pengecoran menggunakan cetakan pasir. Universitas Sumatra Utara,
Medan.
Black J T, 2013, Materials and processes in manufacturing. Wiley.
Singapure.
http://ft.unsada.ac.id/wp-content/uploads/2008/04/bab2-proses
pengecoran.pdf. Diakses 12 september 2013.
http://tm -lanjut.lab.gunadarma.ac.id/wp content/uploads/2011/07/modulpraktikum-pengecoran-logam.pdf.Diakses 19 september
2013.
http://xa.yimg.com/kq/groups/56882468/137280694/name/Pengecoran
Logam1.pdf. Diakses 17 september 2013.
Kalpakjian serope, 2003, Manufacturing processes for engineering
materials. Prentice Hall, U.S.A.
Leman Arianto, 2010, Tugas Akhir : Kontruksi coran dan perancangan
pola. Universitas Negeri Yogyakarta, yogyakarta.
Schey John A, 2011, Proses Manufactur. Andi, yogyakarta.
Surdia tata dan Kenji chijiiwa, 2000, Teknik Pengecoran Logam . PT
Pratnya Paramita, Jakarta.
15