ANALISA PENGARUH PENAMBAHAN ABU SERBUK KAYU TERHADAP KARAKTERISTIK PASIR CETAK DAN CACAT POROSITAS HASIL PENGECORAN ALUMINIUM 6061
SIDANG TUGAS AKHIR
Latar belakang
Pengecoran logam Hasil pengecoran aluminium
Cacat coran
Pasir cetakAbu serbuk kayu
Permasalahan
Bagaimana pengaruh penambahan abu serbuk kayu ke dalam pasir cetak terhadap karakteristik pasir
cetak dan cacat porositas hasil pengecoran aluminium 6061.
Tujuan Penelitian
1• Mengetahui pengaruh penambahan abu
serbuk kayu terhadap kekuatan tekan dan permeabilitas dan ketahanan pasir cetak.
2• Mengetahui pengaruh penambahan abu
serbuk kayu terhadap cacat porositas hasilcoran.
Batasan masalah
1• Pasir cetak memiliki komposisi dan permeabilitas yang seragam (homogen).
2• Logam cair dianggap sebagai Newtonian Fluid.
3• Temperatur pada saat penuangan dianggap sama.
4• Temperatur pada ruangan dianggap konstan.
5• Waktu penuangan dianggap sama.
6• Sistem saluran dianggap optimal sesuai American Foundrymen’s Society
(AFS).
7• Logam cair tidak dilakukan proses degassing.
Manfaat Penelitian
Mengembangkan teori dan teknologi pasir cetak sehingga dapat digunakan
oleh industri pengecoran logam terutamayang berbahan baku logam aluminium.
Dasar Teori
Logam ringan
• Kekuatan mekanik kurang baik
Dipadukan dengan Cu, Si, Mg, Zn, Sn
• Pemberian kode
Aluminium
Aluminium 6061
- Mudah didapat dipasaran- Aplikasi luas: pesawat terbang,
kamera, komponen elektronik, hardware, dan katup
- Massa Jenis : 2.7 gr/cc- titik lebur : 652° C
Syarat pasir cetak:• Mempunyai sifat mampu bentuk yang
baik. • Permeabilitas yang cocok.• Distribusi besar butir yang cocok. • Tahan terhadap temperatur logam yang
dituang.• Mampu dipakai lagi dan murah
Berpengikat (Pengikat 10%-20% lempung)- Pasir gunung
Perlu pengikat tambahan- Pasir pantai- Pasir sungai- Pasir silika
Dasar Teori (lanjutan)
Pasir Cetak
Komposisi pasir cetak
Pengikat
Bahan tambahPelarut
Bahan baku pasir
- Pasir gunung- Pasir pantai- Pasir sungai- Pasir silika
Air
- Lempung- Bentonit- Semen- Furan/fenol
- Tetes tebu- Tepung kanji- Abu sekam- Fly ash
Dasar Teori (lanjutan)
Sifat – Sifat Pasir
Sifat basah
Sifat kering
Sifat penguatan oleh udara
Sifat sisa
Pengaruh kadar air dan bentonit terhadapkekuatan dan permeabilitas pasir cetak
Dasar Teori (lanjutan)
Abu serbuk kayu
Sifat-sifat dari hasil pembakaran serbuk kayu
Dasar Teori (lanjutan)
Kerapatan 0,45 gr/cm3
Porositas 70%
Sifat-sifat kekuatan Kekuatan pemampatan 26 N/mm2
Kandungan karbon 80-90%
Tujuan penambahanMemperhalus
permukaan
Meningkatkan ketahanan pasir
Dasar Teori (lanjutan)
Cacat Porositas
Penyebab:
1 • Temperatur penuangan yang rendah
2 • Penuangan yang terlalu lambat
3 • Permeabilitas yang kurang baik
4 • Cetakan yang kurang kering
5 • Ventilasi yang kurang memadai
Penelitian terdahulu
Penelitian Soejono Tjitro
Grafik pengaruh penambahan fly ash terhadap kekuatan tekan pasir cetak
Penambahan fly ash sebesar 2% dapat
meningkatkan kekuatan tekan pasir cetak sebesar 11,4%
PENGARUH FLY ASH TERHADAP KEKUATAN TEKANDAN KEKERASAN CETAKAN PASIR
Penelitian Tataram
Penambahan fly ash, coconut shell
dan tamarind powder sebesar 1% dapat meningkatkan
kekuatan tekan pasir cetak
Penelitian terdahulu (lanjutan)
Effect of Variation of Different Additives on Green sand MoldProperties for Olivine sand
Penambahan coconut shell dan tamar ind
powder sebesar 0,6% dapat meningkatkan permeabilitas hingga
batas tertentu
Penelitian Tataram (lanjutan)
Penelitian terdahulu (lanjutan)
Penelitian Tataram (lanjutan)
Penambahan zat aditif dapat
menurunkan mampu ambruk pasir cetak
(collapsibility)
Penelitian terdahulu (lanjutan)
Penelitian Bayu Aditya
Penelitian terdahulu (lanjutan)
1• Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kadar air
terhadap permeabilitas pasir cetak dan cacat porositas hasil pengecoran alumunium.
2• Pasir yang digunakan adalah jenis pasir silika dengan pengikat
bentonit variasi kadar air sebesar 4,5% dan 3,5%.
3
• Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi kadar air pada cetakan pasir dengan pengikat bentonit akan menurunkan nilai permeabilitas pasir cetak dan meninkatkan persentase yaitu porositas pada aluminium hasil pengecoran
Studi Eksperimen Pengaruh Komposisi Pasir Cetak Pada Aluminium Sand Casting Terhadap Porositas Produk Toroidal Piston
Metodologi Percobaan
Flowchart
MULAI
Perumusan masalah
Studi literatur
Pasir cetak A88% pasir silika
8% bentonit4% air
(tanpa abu kayu)
Pasir cetak B87% pasir silika
8% bentonit4% air
1% abu kayu
Pasir cetak C86% pasir silika
8% bentonit4% air
2% abu kayu
Pasir cetak D85% pasir silika
8% bentonit4% air
3 % abu kayu
Pasir cetak E84% pasir silika
8% bentonit4% air
4% abu kayu
A
Pengujian permeabilitas pasir cetak
Perencanaan dan pembuatan sistem saluran
Pembuatan pola
Pengujian kekuatan tekan pasir cetak
Data hasil pengujian permeabilitas dan kekuatan tekan pasir cetak
Pasir cetak F83% pasir silika
8% bentonit4% air
5% abu kayu
Pasir cetak G82% pasir silika
8% bentonit4% air
6% abu kayu
Pasir cetak H81% pasir silika
8% bentonit4% air
7% abu kayu
Pasir cetak I80% pasir silika
8% bentonit4% air
8% abu kayu
Metodologi percobaan (lanjutan)
Flowchart
Analisa data
SELESAI
Kesimpulan dan saran
A
Pembuatan cetakan pasir 1
Pasir cetak tanpa penambahan abu
kayu
Pembuatan cetakan pasir 3
Pasir cetak dengan nilai permeabilitas
terendah
Pembuatan cetakan pasir 2
pasir cetak dengan nilai permeabilitas
tertinggi
Pengecoran
Pengujian porositas
Data hasil pengujian porositas
Hasil coran
Pengamatan pasir sisa pengecoran
Neraca ohaus
Universal sand strength machine
Timbangan digital Cetakan
Permeability meter Tungku peleburan
Peralatan
Metodologi percobaan (lanjutan)
Mesin bubutGelas ukur
Peralatan (lanjutan)
Metodologi percobaan (lanjutan)
Tabel komposisi pasir cetak
Metodologi percobaan (lanjutan)
Tabel komposisi pasir cetak (lanjutan)
Spesimen uji kekuatan tekan dan permeabilitas pasir cetak
Metodologi percobaan (lanjutan)
American Foundrymen’s Society (AFS)
Pembuatan Spesimen Uji Tekan dan Permeabilitas Pasir Cetak
Metodologi percobaan (lanjutan)
Pembuatan cetakan pasir
Pola Cetakan drag Pembalikan drag
Pengeringan cetakanPembuatan pouring basin Pembuatan kup
Metodologi percobaan (lanjutan)
Proses pengecoran dan uji porositas
Peleburan aluminium Penuangan Cetakan yang telah dituang
Pengukuran volume spesimen
Pengukuran massa spesimen
Pengamatan pasir cetak sisa pengecoran
Metodologi percobaan (lanjutan)
Tabel hasil pengujian permeabilitas dan porositas pasir cetak
Tabel hasil pengujian permeabilitas dan porositas pasir cetak (lanjutan)
Butiran abu kayu yang lebih
kecil dibandingkan butiran pasir
silika
Hasil Percobaan
Penambahan abu kayu menurunkan permeabilitas pasir cetak
Penambahan abu kayu terhadap kekuatan pasir cetak
Butiran abu kayu yang lebih kecil
dibandingkan butiran pasir
silika
Kandungan abu kayu yang serupa dengan
bentonit
Hasil Percobaan
Ketebalan Pasir yang Terpengaruh Panas Logam Cair
Pasir cetak 0% abu kayu Pasir cetak 1% abu kayu Pasir cetak 8% abu kayu
Hasil Percobaan
Tabel uji hasil uji porositas
No Komposisi cetakanPengukuran porositas
Volume spesimen(cm3)
Massaspesimen(gr)
P(%)
1
Cetakan Pasir 190% pasir silika
8% bentonit4% air
32,2 86,08 0,99
2
Cetakan Pasir 2Cetakan dengan
nilai permeabilitas tertinggi
(1% abu kayu)
35,8 86,59 1,04
3
Cetakan pasir 3 Cetakan dengan
nilai permeabilitas paling rendah (8%
abu kayu)
38,6 87,51 1,60
Hasil Percobaan
139,33 (cm3/menit)
112,67 (cm3/menit)
53,33 (cm3/menit)
Letak cacat porositas dan cacat inklusi spesimen tanpa penambahan abu bubuk kayu
Tampak atas Tampak bawah Tampak samping
Hasil Percobaan
`
Letak cacat porositas dan cacat inklusi spesimen dengan penambahan 1% penambahan abu bubuk kayu
Tampak atas Tampak bawah Tampak samping
Hasil Percobaan
Letak cacat porositas dan cacat inklusi spesimen dengan penambahan 8% penambahan abu bubuk kayu
Tampak atas Tampak bawah Tampak samping
Hasil Percobaan
• Nilai permeabilitas paling tinggi terdapat pada komposisi pasir cetak tanpa penambahan abu serbuk kayu yaitu sebesar 139,33 cm3/menit dan permeabilitas paling rendah terdapat pada penambahan 8% abu serbuk kayu yaitu sebesar 53,33 cm3/menit.
• Pasir cetak dengan kekuatan tekan paling tinggi terdapat pada komposisi pasir cetak dengan penambahan 8% abu serbuk kayu yaitu mencapai 468,33 kN/m2, sedangkan pasir cetak yang mempunyai kekuatan tekan paling rendah terdapat pada komposisi pasir cetak tanpa penambahan abu serbuk kayu yaitu sebesar 366,67 kN/ m2
• Pasir cetak yang mempunyai ketahanan paling rendah terdapat pada komposisi pasir cetak tanpa penambahan abu kayu. Ketahanan pasir paling tinggi adalah pada penambahan 8% abu serbuk kayu dimana daerah yang terpengaruh panas setebal 2,5 mm dari permukaan logam hasil pengecoran.
Kesimpulan
• Persentase cacat porositas paling tinggi terdapat pada benda hasilcoran dengan komposisi pasir cetak dengan penambahan 8% abuserbuk kayu yaitu sebesar 1,6% dan porositas paling rendah padapasir cetak tanpa penambah abu kayu yaitu sebesar 0,99%.
• Penambahan abu kayu paling optimal yaitu sebesar 1% dan 2%.Pada penambahan ini permeabilitas pasir cetak paling sesuai danhasil benda hasil coran pada penambahan 1% abu kayumempunyai permukaan paling halus dan persentase cacatporositas yang relatif kecil yaitu sebesar 1,04%.
Kesimpulan
Saran
• Dilakukan uji kandungan air terlebih dahulu pada spesimen pasir cetak dengan pasir yang terdapat dalam cetakan. Sehingga dapat diketahui kandungan air dari masing-masing komposisi pasir cetak.
• Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai sifat mekanik benda hasil coran dengan menggunakan pasir cetak yang telah ditambahkan abu serbuk kayu.
Terima kasih
Mohon kritik dan saran