pros man - casting.pdf

23
12/11/2013 1 PROSES MANUFAKTUR CASTING Muchamada Sugarindra [email protected] Casting / Pengecoran

Upload: rafiadyatmanagata

Post on 03-Feb-2016

243 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

manufacture prises

TRANSCRIPT

Page 1: Pros Man - Casting.pdf

12/11/2013

1

PROSES MANUFAKTURCASTINGMuchamada Sugarindra

[email protected]

Casting / Pengecoran

Page 2: Pros Man - Casting.pdf

12/11/2013

2

Tahapan proses manufakturCasting

Material removal

Deformationprocesses

Consolidationprocesses

Finish/UnfinishedProduct

Overview proses pengecoran

Page 3: Pros Man - Casting.pdf

12/11/2013

3

Definisi• Pengecoran logam adalah proses pembuatan benda dengan

mencairkan logam dan menuangkan ke dalam rongga cetakan.• Pengecoran adalah salah satu proses manufaktur yang

menggunakan logam cair dan cetakan untuk menghasilkanparts dengan bentuk yang mendekati bentuk geometri akhirproduk jadi

Keuntungan:• Proses ini dapat digunakan untuk membuat benda-benda

dengan bentuk rumit.• Benda berlubang yang sangat besar yang sangat sulit atau

sangat mahal jika dibuat dengan metode lain, dapat diproduksimasal secara ekonomis menggunakan teknik pengecoran yangtepat

Basic requirements• Single use molds• Multiple used moldsA Mold CavityA Mold Cavity

• Temperatur• Jumlah dan kualitas

A MeltingProcess

A MeltingProcess

• Free to fill the cavity• High quality casting

A PouringTechniqueA PouringTechnique

• Dirancang dan di kontrol untuk mencegahporositas

SolidificationProcess

SolidificationProcess

• Single use molds can destroyed• Multiple used moldsdesign problemMold RemovalMold Removal

Page 4: Pros Man - Casting.pdf

12/11/2013

4

Jenis-Jenis PengecoranTradisonal1. Sand mold casting

2. Dry sand mold casting

3. Shell mold casting

4. Full mold casting

5. Cement mold casting

6. Vacuum mold casting

Non-Tradisonal1. High pressure die casting

2. Permanent mold casting

3. Centifugal casting

4. Plaster mold casting

5. Investment casting

6. Solid ceramic casting

Single use molds Multiple use molds

Jenis cetakanExpandablle mold• Can produce one metal

casting only• Made of sand, plaster, or

other similar material• Binders used to help

material hold its form• Mold that metal solidifies

in must be destroyed toremove casting

• More intricate geometriesare possible for casting

Permanent mold• Can manufacture many

metal castings• Usually made of metal or

sometimes a refractoryceramic

• Mold has sections that canopen or close, permittingremoval of the casting

• Need to open mold limitspart shapes

Page 5: Pros Man - Casting.pdf

12/11/2013

5

Contoh Konstruksi Cetakan

Mold Cavitypattern & Mold• Pattern / pola merupakan replika dari produk yang akan

dibuat yang digunakan untuk membuat molding(cetakan) yang terbuat dari kayu atau metal

Page 6: Pros Man - Casting.pdf

12/11/2013

6

Pattern & Mold• Mold Cavity dibuat dengan se-presisi mungkin

• Mold Material harus memiliki karakteristik tahansuhu tinggi

• Untuk cetakan yang sekali pakai biasanya mengguanakancetakan pasir, cetakan ini di sebut expendable mold

• Untuk cetakan yang digunakan berulang bisanyamenggunakan logam atau grafit, cetakan ini disebutpermanent mold

• Untuk membuat inti coran biasanya menggunakan pasir

Melting & Pouring

Page 7: Pros Man - Casting.pdf

12/11/2013

7

Melting & PouringMelting• Beberapa jenis tungku (furnace) didesain untuk

melelehkan logam• Pemilihan tungku (furnace) tergantung pada• Jenis logam• Suhu maksimum yang dibutuhkan

Penuangan (pouring)• Desain gating system untuk meminimalkan turbulensi

aliran dan erosi dari rongga cetakan (mold cavity)• Temperatur penuangan dan kecepatan penuangan

Solidifiction & cooling• Sifat dari casting secara signifikan tergantung

pada solidification time cooling rate

• Selama proses solidification, dimungkinkanterjadi penyusutan (shrinkage)

• Desain mold cavity yang kurang baik bisamengakibatkan retak pada hasil coran

Page 8: Pros Man - Casting.pdf

12/11/2013

8

ControlingSolidificationProcess

Masalah yang timbuldalam pengecoran

Porositas

Penyusutan

Solidification process• Proses dimana cairan metal mulai membeku setelah

dituang kedalam cetakan

Page 9: Pros Man - Casting.pdf

12/11/2013

9

• Jika molding dibawah ini diisi penuh dengan cairanlogam apa yang akan terjadi setelah solidification?

• Jelaskan kejadian ini?

Page 10: Pros Man - Casting.pdf

12/11/2013

10

Solidification shrinkageMaterial Penyusutan (%)

Alumunium 6,6

Copper 4,9

Magnesium 4,0

Zinc 3,7

Low carbon steel 2,5-3

High carbon steel 4

White cast iron 4 – 5,5

Grey cast iron -1,9

Mold removal & Cleaning

• Pembongkaran dan pembersihan

• Inspeksi pressure test, magnetic particle test,ultrasonic test, radiographic test, dll

Page 11: Pros Man - Casting.pdf

12/11/2013

11

Manufacturing ProcessesCasting

Expendablemold

Sandcasting

Shellcasting

Investmentcasting

Lost foamcasting

Multipleuse mold

Diecasting

Permanentmold casting

Degarmo, 1997

Sand Casting...(1)

• Besar• Kompleks

SandCasting

Paling banyakdigunakan

SimpleBentuk

Hampir semuapaduan

Tingkat produksirendah

Single use molds

Porositas tinggi

Biaya tenaga kerjatinggi

Hasil• Kurang halus• Pengerjaan

lanjutan

Scrap -recycle

Page 12: Pros Man - Casting.pdf

12/11/2013

12

Materials• Hampir semua material bisa di cor menggunakan metode

ini

• Mampu mengecor material dengan high meltingtemperatures. Misal: steel, nickel, and titanium.

• Secara umum ada 4 material yang digunakan dalam sandcasting• Aluminium alloys 660C

• Brass alloy 1082 C

• Cast iron 1088 – 1260 C

• Cast steel 1371 C

Sand Casting

Page 13: Pros Man - Casting.pdf

12/11/2013

13

Design rules

• Ketebalandindingmaksimum

• Draft

• Corners

Page 14: Pros Man - Casting.pdf

12/11/2013

14

Tools• Solid patterns

• Split patterns

• Match platepatterns

• Cope and dragepatterns

• Model of parts

• Mudah dibuat

• Memisahkanmenjadi 2 bagian

• Mudah dibuat

Sand Condition• Refractoriness – mampu bentuk

• Cohesiveness – mampu terpadu dengan unsur lain

• Permeability – mampu melepaskan panas dengan

• Usahakan untuk reuse

• Tahan terhadap temperatur logam cair selama prosespenuangan

Page 15: Pros Man - Casting.pdf

12/11/2013

15

Sand Condition• Macam-macam pasir cetak

• Pasir gunung

• Pasir pantai

• Pasir sungai

• Pasir silika

Proses

• Sesuaikan ukuran butir

• Tambahan bahan pengikat: bentonit, ter, grafit, resin

Sand Casting ProductSmaller sand cast (example):

• Gears

• Pulleys

• Crankshaft

• Connecting rod

• Propellers

• Engine manifolds

Larger sand cast (example):

• Housings for largeequipment

• Hevay machine base

• Engine blocks

• Cylinder heads

• Transmision cases

Page 16: Pros Man - Casting.pdf

12/11/2013

16

Sand Casting ...(3)

• First step• Setengah

dari cetakan• Replika

produkbagian luar

Mold Making Clamping Pouring Cooling Removal

• Persiapanpenuangan

• Pelumas dipermukaanmolding

• Molding dan intidi clamp

• MencegahkerugianmateriL

• Settingtemperature

• Prepare ladle• Penuangan

kedalamcetakan

• Dibatasi waktu

• Tidak bolehdibuka selammasapendinginan

• Waktu-tergantungtebal/tipis dankaraktermaterial

• Cetakan dihancurkan

• Vibratingmachine

• Shot blasting• Trimming

Kemungkinan catatDefect CausesUnfilled section Insufficient material

Low pouring temperaturePorosity Melt temperature is too

highNon uniform cooling rateSand has low

Hot cracking Non uniform cooling rateSurface projections Erosion of sand mold

interiorA crack in the sand moldMold halves shift

Page 17: Pros Man - Casting.pdf

12/11/2013

17

Shell mold casting• Menggunakan Expendable mold prinsip sama dengan sand

casting

Shell mold casting• Menggunakan Expendable

mold

Urutan proses

• Pembuatan pattern

• Pembuatan mold

• Perakitan mold

• Penuanagan

• Pendinginan

• Casting removal

Page 18: Pros Man - Casting.pdf

12/11/2013

18

Shell mold casting• Dapat membuat bentuk yang komplek

• Menghasilkan permukaan yang lebih baik

• High production rate

• Low labor

• Low tooling cost

• Scrap yang dihasilkan relatif sediki

• Tapi biaya perlatanya lebih mahal• Contoh : cyilinder head, connecting rod

Investment casting

Expandable mold

Page 19: Pros Man - Casting.pdf

12/11/2013

19

Keuntungan & Kerugian• Can form complex shapes and fine details

Many material optionsHigh strength partsVery good surface finish and accuracyLittle need for secondary machining

• Time-consuming processHigh labor costHigh tooling costLong lead time possible

Material dan hasil• Metals

• Alloy Steel

• Carbon Steel

• Stainless Steel

• Aluminum

• Copper

• Nickel

• Cast Iron

• Lead

• Magnesium

• Tin

• Titanium

• Zinc

• Turbin blade• Pipr fitting• Lock part• Hand tools

Page 20: Pros Man - Casting.pdf

12/11/2013

20

Centrifugal Casting ...(1)

• Memerlukan gaya sentrifugal untuk membuat bentukcylinder parts

• Tahapan:• Mold preparation

• Pouring

• Cooling

• Casting removal

• Finishing

Centrifugal Casting ...(2)

Page 21: Pros Man - Casting.pdf

12/11/2013

21

Centrifugal Casting ...(2)

• Bentuk: silinder

• Materials• Metals

• Alloy steel

• Carbon steel

• Cast iron

• Stainless steel• Aluminimum• Copper• Nickel

Centrifugal Casting ...(3)

Keuntungan

• Tidak dapat membentukpart dengan ukuran besar

• Good mechanicalproperties

• Low equipment cost

• Low labor cost

• Litle scrap generated

Kerugian

• Terbatas hanya padabentuk silinder

• Permesinan dibutuhkanuntuk diameter dalam

Page 22: Pros Man - Casting.pdf

12/11/2013

22

Die Casting• Dies – permanent mold• Cairan logam di tuang

kedalam ladel dan diinjeksikan kedalam dies

• 2 tipe die casting• Die casting hot

chamber machineoverview

• Die casting coldchamber machineoverview

Die Casting• Dapat memproduksi bentuk yang komplek

• Reusable molds

• Tools• Furnace

• Metal

• Die casting machine

• Die casting

Page 23: Pros Man - Casting.pdf

12/11/2013

23

Jenis die casting• Hot chamber machines • Cold chamber machines

Use alloy with low melting temp Use alloy with high melting temp