proses piston (1)
Post on 08-Apr-2016
274 Views
Preview:
TRANSCRIPT
PROSES PEMBUATAN PISTON
Piston adalah komponen yang bekerja extra berat, karena tugasnya adalah
menahan ledakan dalam ruang bakar. Selain harus tahan tekanan, piston juga wajib
tahan panas.
Fungsi Piston :
a. Menghisap, mengkopresi gas baru dan membuang gas bekas hasil
pembakaran.
b. Merubah tekanan hasil pembakaran menjadi gaya dorong pada setang
piston/seher.
c. Mengatur pemasukan dan pembuangan gas pada motor 2 tak.
Piston mempunyai pembebanan tugas yang berat, antara lain :
a. Menerima tekanan dan temperatur gas pembuangan yang tinggi.
b. Menerima gaya percepatan yang tinggi.
c. Menerima gaya gesek dan gaya samping
Karena tugasnya yang berat, piston wajib memenuhi persyaratan sebagai berikut:
a. Kuat terhadap tekanan tinggi
b. Tahan terhadap temperatur tinggi.
c. Tahan terhadap gesekan dan mempunyai sifat luncur yang baik.
d. Mempunyai koefisien muai panas yang kecil
e. Mempunyai bobot yang ringan
Bahan utama pembuatan Piston :
Bahan pembuatan piston adalah almunium karena sifatnya yang ringan. Tetapi
almunium murni terlalu lembek dan mempunyai pemuaian yang tinggi untuk di
jadikan piston. Maka dari itu piston di campur dengan beberapa logam lain agar lebih
kuat.
Bahan yang biasanya menjadi bahan campuran almunium dalam pembuatan
piston,
a. Silikon, makin tinggi kadar silikon maka makin kecil pemuaian akibat panas
dan gesekan tetapi makin sulit dalam pembuatannya.
b. Tembaga, lebih tahan terhadap karat dan kemampuan penyaluran panas lebih
baik.
c. Nikel, memiliki kekenyalan yang tinggi, tahan terhadap temperatur tinggi,
tingkat pemuaian rendah dan tahan terhadap karat.
Cara pembuatan piston ada 2, yaitu:A. Pengecoran (casting)
Proses pengecoran logam pada dasarnya ialah penuangan logam cair
kedalam cetakan yang telah terlebih dahulu dibuat pola, hingga logam cair
tersebut membeku dan kemudian dipindahkan dari cetakan.
Jenis-jenis pengecoran logam yaitu:
a. Sand Casting,
Yaitu jenis pengecoran dengan menggunakan cetakan pasir. Jenis
pengecoran ini paling banyak dipakai karena ongkos produksinya murah
dan dapat membuat benda coran yang berkapasitas berton–ton.
b. Centrifugal Casting
Yaitu jenis pengecoran dimana cetakan diputar bersamaan dengan
penuangan logam cair kedalam cetakan. Yang bertujuan agar logam cair
tersebut terdorong oleh gaya sentrifugal akibat berputarnya cetakan.
Contoh benda coran yang biasanya menggunakan jenis pengecoran ini
ialah pelek dan benda coran lain yang berbentuk bulat atau silinder.
c. Die Casting
Yaitu jenis pengecoran yang cetakannya terbuat dari logam. Sehingga
cetakannya dapat dipakai berulang-ulang. Biasanya logam yang dicor
ialah logam non ferrous.
d. Investment Casting
Yaitu jenis pengecoran yang polanya terbuat dari lilin (wax), dan
cetakannya terbuat dari keramik. Contoh benda coran yang biasa
menggunakan jenis pengecoran ini ialah benda coran yang memiliki
kepresisian yang tinggi misalnya rotor turbin.
Ada beberapa macam pasir yang dipakai dalam pengecoran sand casting.
Tetapi ada beberapa syarat yang harus dipenuhi agar hasil cetakan tersebut sempurna.
Syarat bagi pasir cetak antara lain:
1. Mempunyai sifat mampu bentuk sehingga mudah dalam pembuatan cetakan
dengan kekuatan cocok. Cetakan yang dihasilkan harus kuat dan dapat
menahan temperatur logam cair yang tinggi sewaktu dituang kedalam cetakan.
2. Permeabilitas yang cocok. Agar udara yang terjebak didalam cetakan dapat
keluar melalui sela-sela butir pasir untuk mencegah terjadinya cacat coran
seperti gelembung gas, rongga penyusutan dan lain-lain.
3. Distribusi besar butir yang cocok.
4. Mampu dipakai lagi supaya ekonomis
5. Pasir harus murah.
6. Tahan panas terhadap temperatur logam pada saat dituang ke cetakan.
Pasir cetak yang lazim digunakan didalam industri pengecoran adalah sebagai
berikut:
a. Pasir Silika
Pasir silika didapat dengan cara menghancurkan batu silika, kemudian
disaring untuk mendapatkan ukuran butiran yang diinginkan.
b. Pasir Zirkon
Pasir Zirkon berasal dari pantai timur australia yang mempunyai daya yahan
api yang efektif untuk mencegah sinter.
c. Pasir Olivin
Pasir Olivin didapat dengan cara menghancurkan batu yang membentuk
2MgO, SiO2 dan 2FeO.SiO2. Pasir olivin mempunyai daya hantar panas yang
lebih besar dibanding pasir silika.
Dalam proses pengecoran logam ada beberapa bahan logam yang sering
digunakan untuk membuat benda kerja melalui proses pengecoran (casting). Dan
bahan pengecoran tersebut dikelompokkan menjadi lima kelompok yaitu :
a. Besi Cor
b. Baja Cor
c. Coran paduan tembaga
d. Coran paduan ringan
e. Coran paduan lainnya
B. Penempaan (forging)
Forged Piston adalah piston yang dibuat dengan sistem forging
(tempa) memiliki ketahanan yang tinggi dibanding piston konvensional,
teknologi Forged Piston adalah teknologi motor balap yang diaplikasikan ke
moped. teknologi ini hanya dimiliki oleh yamaha dan indonesia adalah negara
pertama yang menggunakannya. Berbeda dengan cast piston, forged piston
dibentuk dari segumpal alumunium yang dipanaskan dan ditempa atau dipress
sehingga membentuk piston yang diinginkan. Demikian pula dengan forged
piston kualitas yang dihasilkan memang berbeda jika dibandingkan cast
piston. Penggunaan forged piston sangat sesuai dengan engine yang
mempunyai compression ratio tinggi.
Keunggulan Forging Piston dengan dibandingkan piston biasa / casting piston
adalah :
Tahan lama, kekuatan tahan aus dimana proses pembentukan yang dipilih
adalah proses penempaan.
Suhu muai lebih tinggi.
Koefisien gesek lebih rendah.
Berat piston lebih ringan.
Menghasilkan ‘noise’ lebih kecil.
Mencegah piston seizure (piston macet).
Tahan terhadap suhu tinggi.
Biaya produksi yang efisiensi lapisan timah berfungsi untuk mencegah piston
baret sehingga terlihat “berkilau” walaupun bergesekan dengan dinding
Cylinder.
Forging Piston mempunyai daya tahan yang lebih kuat dikarenakan proses
pembuatannya yang melalui proses penempaan dengan teknologi tinggi.
Diciptakan untuk mengoptimalkan rasio berat piston dengan kekuatan piston
sehingga dapat meningkatkan kinerja mesin.
Dapat memenuhi kebutuhan dalam kondisi ekstrim baik itu untuk balap atau
modifikasi yang memerlukan piston yang kuat dan tahan lama
Langkah pengerjaan proses pembuatan piston :A. Proses Pengecoran Piston
1. Design (Gambar)
Langkah pertama dalam proses pengecoran logam adalah mendesign atau
menggambar, dimana proses menggambar tersebut menggunakan software
Autocad atau Catia. Untuk menggambar piston kopling kami
menggunakan software Autocad dengan gambar dan ukurannya.
2. Persiapan Bahan
Bahan-bahan yang akan digunakan dalam proses pembuatan produk
Piston melalui proses pengecoran logam diantaranya adalah sebagai
berikut :
a. Papan kayu yaitu papan yang digunakan sebagai dasar dari pola Piston
yang akan dibuat dengan luas ukuran 400×600 mm.
b. Kayu balok yaitu kayu yang digunakan untuk membuat pola Piston
dengan tebal 20 mm.
c. Dempul merupakan bahan yang digunakan untuk melapisi pola Piston
dan menutup rongga-rongga yang ada pada pola.
d. Isamu yaitu cat yang digunakan untuk melapisi pola Piston.
e. Methanol adalah campuran yang digunakan dalam proses isamu atau
pelapisan pola.
f. Lem yang digunakan sebagai perekat amtara pola Piston dengan papan
kayu.
g. Alumunium ADC 12 merupakan logam utama yang akan digunakan
sebagai bahan untuk membuat Piston.
3. Pembuatan Cetakan Pasir Co2
Jenis pengecoran logam yang digunakan untuk membuat
handle kopling dilakukan dengan menggunakan metode pengecoran
cetakan pasir Co2 (Sand Casting), Maka hal-hal yang perlu dipersiapkan
antara lain ialah : Pasir Silika, Water glass, air, Cup & Drag, gas Co2 dan
Bahan Coating (Spirtus dan grafit).
Langkah pertama yaitu menentukan berapa banyak pasir silika
yang kita butuhkan sesuai dengan cup & drag yang ada. Lalu kita
campurkan waterglass ke dalam pasir kemudian diaduk hingga rata.
Waterglass yang dipakai sekitar 3-6% berat pasir. Setelah pasir dan
waterglass rata, kemudian dimasukan kedalam cup & drag yang telah
dimasukan terlebih dahulu pola coran dan pada saat pasir dimasukan
kedalam cup kita pasang cawan tuang yang langsung dilengkapi dengan
saluran turun dan memasang saluran penambah pada samping kiri dan
kanan dari pola coran.
Setelah terisi penuh kita tembakan gas Co2 hingga pasir
mengeras. Kemudian pola bisa kita lepas dari cetakan dan selanjutnya pola
tersebut kita coating dengan bahan coating yaitu grafit yang dicampur
dengan spirtus dicampur menjadi satu didalam wadah, selanjutnya
disemprotkan pada pola yang terbentuk pada pasir cetak yang bertujuan
agar logam cair tidak menempel pada cetakan sehingga mempermudah
dalam pembongkaran dan pengambilan coran dari cetakan. Selain itu
proses couting juga dilakukan terhadap ladel dan tempat yang disiapkan
sebagai wadah jika ada logam cair yang tersisa.
4. Proses Peleburan
Logam yang kita lebur adalah logam alumunium ADC 12 yang
dimasukan kedalam tungku yang kemudian dipanaskan menggunakan
burner dengan bahan bakarnya menggunakan solar. Alumunium saat ini
ialah logam kedua terbanyak setelah besi karbon (cast iron) yang dipakai
untuk komponen mesin, contoh dalam bidang otomotif. Selain itu juga
dipakai pada alat-alat rumah tangga seperti panci dll.
Kelebihan dari alumunium ialah logam ini ringan, kuat,
konduktor panas dan listrik yang baik setelah emas dan tembaga. Titik cair
dari alumunium murni + 6500C. Tetapi alumunium jika dipadukan oleh
unsur paduan maka titik cairnya akan bertambah. Unsur-unsur paduan
yang biasanya dipakai sebagai paduan aluminium adalah silikon, tembaga,
magnesium, timah dan lain-lain.
Alumunium cair sangat reaktif sekali terhadap gas hidrogen
(H). gas hidrogen dapat membuat gelembung udara terikat didalam
alumunium cair yang mengakibatkan porositas pada produk coran
nantinya. Reaksi kimianya:
Steam Alumunium Hidrogen Alumunium oxide
Untuk mencegah porositas pada logam alumunium
maka dapat dilakukan beberapa cara, antara lain dengan
melindungi alumunium cair menggunakan gas nitrogen (N2).
Karena gas nitrogen mengikat hidrogen sebagai penyebab
porositas pada alumunium.
Caranya yaitu dengan menyemburkan gas nitrogen
diatas alumunium cair hingga alumunium cair tersebut masuk
kedalam cetakan. atau dengan cara menggunakan flux . Yaitu flux
ditaburkan pada permukaan alumunium cair secara merata yang
bertujuan agar gas hidrogen tidak dapat masuk kedalam
alumunium cair. Proses penaburan flux ini dilakukan ketika
alumunium tersebut dalam keadaan telah mencair.
Ada 4 macam flux yang dipakai dalam membuat produk
alumunium menjadi lebih baik dalam hal sifat-sifat fisik ataupun sifat
mekaniknya, yaitu:
Covering fluxe
Digunakan untuk mencegah gas hidrogen masuk kedalam
alumunium cair
Cleaning fluxes
Untuk menghilangkan kandungan padat nonmetalik dari
alumunium cair
Degassing fluxes
Dimasukan kedalam alumunium cair untuk menghilangkan gas
yang terjebak dalam alumunium cair yang dapat menyebabkan
porositas
Drossing-off fluxes
Digunakan untuk memperbaiki logam alumunium dari drosses.
5. Proses Tapping
Yaitu proses penuangan logam cair dari tungku ke dalam ladel
yang dilakukan setelah logam alumunium mencair dan telah ditaburi flux
pada permukaan alumunium agar gas hydrogen tidak dapat masuk ke
dalam alumunium cair. Dalam proses penuangan logam cair dari tungku
ke dalam ladel harus berhati-hati dengan menempatkan ladel pada corong
tungku supaya logam cair yang dituang tidak terbuang keluar dari tungku.
6. Proses Pouring
Proses pouring adalah proses penuangan logam cair dari ladel
ke dalam cetakan. Dalam proses penuangan logam cair ke dalam cetakan
ini tidak boleh terputus sampai cetakan pasir tersebut benar-benar penuh
oleh logam cair dan jika ada sisa, logam cair tersebut dituang ke dalam
wadah yang telah dipersiapkan dan sudah dicouting. Setelah selesai
penuangan, logam cair tersebut kita tunggu sampai membeku dengan
waktu ± 30 menit. Berikut adalah gambar proses pouring.
7. Pembongkaran Cetakan
Setelah logam cair membeku dalam cetakan, baut penyambung
antara cup dan drag kita buka, kemudian cup dan drag kita pisahkan, cup
diangkat bersama coran dan menyingkirkan pasir dari cup, drag dan coran
dengan cara memukul pasir tersebut menggunakan palu. Setelah terpisah,
coran kita angkat kemudian cawan turun, saluran turun, saluran masuk,
saluran pengalir dan penambah dipisahkan dari coran dan akhirnya sirip-
sirip dipangkas serta permukaan coran dibersihkan. Dalam proses
pembongkaran ini dilakukan secara mekanis atau dengan tangan. Pasir
yang telah dpisahkan dikumpulkan dan cuci untuk memisahkan pasir
dengan waterglass sehingga pasir dapat digunakan kembali untuk
membuat cetakan.
8. Pemeriksaan (Quality Control)
Proses pemeriksaan produk coran terdiri dari beberapa proses
pemeriksaan yaitu :
a. Pemeriksaan rupa
Pemeriksaan rupa/fisik
Pemeriksaan dimensi (menggunakan jangka sorong,
micrometer, jig pemeriksa dan alat ukur lainnya)
b. Pemeriksaan Cacat dalam
Pemeriksaan ketukan
Pemeriksaan penetrasi (dye-penetrant)
Pemeriksaan magnafluks (magnetic-particle)
Pemeriksaan supersonic (ultrasonic)
Pemeriksaan radiografi (radiografi)
c. Pemeriksaan material
Pemngujian kekerasan (menggunakan metode Rockwell,
Brinell, Vickers)
Pengujian tarik
Pengujian analisa kimia (spektrometri, EDS)
Pengujian struktur mikro dan struktur makro
Setelah benda coran dibersihkan kemudian dilakukan
pemeriksaan pada coran tersebut apakah pada benda coran
terdapat cacat, jika terdapat cacat yang memungkinkan tidak
bisa diperbaiki melalui proses finishing atau proses pemesinan
maka benda kerja coran tersebut dilebur kembali. dan
selanjutnya dilakukan proses pemesinan (machining process)
untuk mendapatkan hasil produk yang lebih baik.
9. Produk Finishing
Setelah proses pemeriksaan selesai dan dipilih benda coran
dengan hasil yang baik, selanjutnya benda kerja tersebut dilakukan proses
pemesinan menggunakan mesin milling dan mesin gerinda dengan hasil
produknya.
B. Proses penempaan piston
1. Siapkan bahan-bahan dan alat untuk pembuatan forged piston, sepeti
aluminium batangan yang berbentuk tabung dan lain-lain seperti
gambar di atas.
2. Potonglah aluminium batangan tersebut dengan mesin potong, sesuai
standar yang telah ditentukan oleh pabrik (meliputi: ukuran,berat,dan
bentuk)
3. Kemudian potongan aluminium tersebut dilebur dan dicetak dengan
mesin pencetak, setelah pencetakan selesai celupkan torak setengah
jadi kedalam air untuk mempercepat proses pendinginan dan
memadatkan komponen penyusunnya.
4. Setelah proses pencetakan selesai kemudian torak tersebut dihaluskan
permukaannya dengan mesin bubut.
5. Langkah selanjutnya yaitu memberi lubang-lubang kecil pada
pinggirnya secara melingkar dengan mesin bor dengan mata bor yang
telah ditentukan.
6. setelah diberi lubang pada pinggirnya kemudian buatlah 3 uliran
secara bertingkat yang berfungsi untuk tempat ring piston dengan
menggunakan mesin bubut (mesin pembuat ulir)
7. Kemudian lubangi tengah-tengah piston dengan mesin bor yang
fungsinya untuk mnghubungkan poros engkol
8. Setelah itu langkah berikutnya adalah buatlah cekungan diantara
lubang poros engkol tadi.
9. Kemudian langkah selanjutnya adalah proses milling caranya buat
cekungan dipermukaan atas piston dengan menggunakan mesin bubut.
10. Kemudian setelah itu piston tersebut dihaluskan lagi dengan mesin
bubut.
11. Lalu langkah selanjutnya adalah lubang pada belakang piston
kemudian buat cekungan di ulir pada celah oli.
12. Setelah itu langkah berikutnya adalah membuat kode/nomor untuk
piston diatas permukaan piston dengan cara diukir dengan
menggunakan mesin untuk mengukir.
13. Setelah itu rapikan piston dari kotoran atau sesuatu yang menonjol.
14. Kemudian yang terakhir adalah langkah reaming ( menghaluskan)
pada lubang untuk poros engkol.
Perbedaan piston casting dengan piston forgingPiston biasa disebut juga cast piston yang diproduksi dari aluminium cair
dimasukkan ke dalam cetakan (cast). Sedangkan piston forging dari aluminium padat
yang dibentuk dengan cara dipukul seperti bikin pedang.
A. CAST PISTON (PISTON BIASA)
Cast piston atau piston biasa sudah lama digunakan. Bahan bakunya
dari aluminium yang dicairkan kemudian dituang ke dalam cetakan. Bahan
cetakan biasanya dari pasir khusus, kemudian aluminium cair dituangkan
secara gravity atau mengandalkan gaya gravitasi bumi.Hasil cetakan
bentuknya masih seperti kue apem yang kudu dilakukan proses pemesinan
menggunakan mesin bubut atau CNC. Agar hasilnya jadi piston
sesungguhnya.
Itu yang membuat piston biasa (cast piston) kurang kuat. Karena
sistem tuang hanya mengandalkan gravity. Hanya Mengandalkan aliran dari
aluminium cair akibat tertarik gaya gravitasi bumi.
Makanya piston biasa dibikin tebal-tebal supaya tidak pecah. Efeknya bikin
berat putaran mesin dan boros bahan bakar
B. FORGING PISTON
Piston forging digunakan di motor-motor baru. Bahan bakunya dari
pipa aluminium padat yang dipotong-potong. Kemudian potongan pipa padat
dipanaskan tapi tidak sampai mencair. Lalu dibentuk dengan cara ditempa
atau dipukul seperti halnya orang bikin pedang.
Akibat dibikin dengan cara dipukul, membuat piston forging lebih
kuat karena lebih padat. Bagian-bagian dari piston juga cukup dibuat tipis
karena sudah kuat. Kelebihannya piston jadi enteng alias ringan. Juga
permukaan yang bergesekan dengan boring jadi sedikit.
Kelebihan itu yang membuat piston forging dipakai di motor-motor modern.
Bikin putaran mesin enteng dan hemat bahan bakar. Pastinya lagi jadi lebih
tahan gesekan.
Seperti piston Yamaha Jupiter MX135, V-Ixion dan Xeon. Pihak
Yamaha berani kasih garansi 5 tahun. Boring dan seher dijamin tidak bakal
oblak. Teknologi ini sebelumnya dipakai di moge-moge Yamaha macam di
R1 dan R6.Karena kelebihan itu, pihak Kawahara berani meluncurkan piston
forging untuk racing. Karena menguntungkan, putaran mesin jadi enteng dan
bertenaga.
top related