pros man - casting.pdf
DESCRIPTION
manufacture prisesTRANSCRIPT
12/11/2013
2
Tahapan proses manufakturCasting
Material removal
Deformationprocesses
Consolidationprocesses
Finish/UnfinishedProduct
Overview proses pengecoran
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
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
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
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
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
12/11/2013
8
ControlingSolidificationProcess
Masalah yang timbuldalam pengecoran
Porositas
Penyusutan
Solidification process• Proses dimana cairan metal mulai membeku setelah
dituang kedalam cetakan
12/11/2013
9
• Jika molding dibawah ini diisi penuh dengan cairanlogam apa yang akan terjadi setelah solidification?
• Jelaskan kejadian ini?
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
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
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
12/11/2013
13
Design rules
• Ketebalandindingmaksimum
• Draft
• Corners
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
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
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
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
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
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
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)
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
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
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