MODIFIKASI CETAKAN CENTRIFUGAL CASTING
UNTUK PEMBUATAN VELG SEPEDA MOTOR
MENGGUNAKAN METODE GRAVITY DIE CASTING
Modification of Centrifugal Casting Mold for Manufacturing Motorcycle Rim using Gravity Die Casting Method
Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan
Diploma III Program Studi Teknik Mesin Jurusan Teknik Mesin
Oleh :
Andriansyah Permana Putra
NIM : 091211063
Yusuf Sutajiri
NIM : 091211090
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012
Ya Allah..
Pada-Mu kutitip secuil harapan, Kau berikan selaksa bahagia.
Pada-Mu kuharap setetes cinta, Kau limpahkan samudera cinta. Sebuah harapan berakar keyakinan dari perpaduan hati yang memiliki keteguhan. Walaupun didera oleh cobaan dan membutuhkan perjuangan panjang demi cita
cita yang tak mengenal kata usai. Setitik harapan itu telah kuraih, namun sejuta harapan masih ku impikan dan ingin kugapai.
Ibunda …. mu menjadikan ku bersemangat Do’a
Kasih sayang mu yang membuatku menjadi kuat hingga aku selalu bersabar melalui ragam cobaan yang mengejar. Kini cita-cita dan harapan telah ku gapai. Ayahanda ….. Petuah mu bak pelita, menuntun ku dijalan-Nya, peluh mu bagai air, menghilangkan haus dahaga hingga darah ku tak membeku dan raga ku belum berubah kaku …. Dengan segenap kasih sayang dan diiringi Do’a yang tulus ku persembahkan karya tulis ini kepada ibunda dan ayahanda serta adik ku dan seluruh kelurga ku, serta tak lupa kepada teman-teman seangkatan, yang telah membantu dan memberikan semangat hingga terselesaikan tugas akhir ini.
KATA-KATA MUTIARA “Niscaya Allah akan meninggikan beberapa derajat orang-orang yang
beriman dan orang-orang berilmu diantaramu. Dan Allah Maha mengetahui apa yang kamu kerjakan”. (Q.S. Al Mujadilah, 58:11) Syukurilah kesulitan, karena terkadang kesulitan mengantarkan kita pada
hasil yang lebih baik dari apa yang kita bayangkan.
Jangan jadikan masalah yang ada sebagai beban, tapi jadikan masalah
sebagai suatu tantangan yang harus dihadapi dan diselesaikan. Setiap masalah ada jalan keluarnya. Kamu mungkin tak melihatnya, namun Tuhan tahu jalan keluarnya, yakin dan percayalah pada-Nya. Jika kamu terus mengeluh atas apa yang tak kamu miliki, kamu tak akan pernah merasa cukup dalam hidup ini maka syukuri apa yang kamu miliki. Jangan ragu berikan yang terbaik meski itu hal kecil, karena jika hal besar datang tak akan menyulitkanmu. Bisa karena terbiasa. Upayakan apapun dengan baik dan jujur agar mendapat kepercayaan. Karena kepercayaan jauh lebih berharga daripada sekedar pujian.
1
ABSTRAKSI
Velg merupakan suatu komponen pada sebuah kendaraan. Proses
pengecoran pada velg biasanya menggunakan high pressure die casting, pada
proses tersebut biaya yang dibutuhkan relatif besar. Alternatif lain yang bisa
digunakan adalah pengecoran dengan metode gravity die casting yang biayanya
relatif lebih murah. Dalam Tugas Akhir ini dibuat sebuah “Modifikasi Cetakan Centrifugal
Casting Untuk Pembuatan Velg Sepeda Motor Menggunakan
Metode
Gravity Die Casting”. Adapun ruang lingkup proses pembuatan tersebut seperti
modifikasi cetakan logam, proses pengecoran, serta teknik pengukuran dan
pengendalian kualitas. Cetakan permanen yang dimodifikasi dari bahan mild steel. Proses pengecoran dilakukan dengan mengacu pada parameter temperatur preheating cetakan sebesar 300°C dan temperatur tuang mencapai 750°C. Bahan pengecoran yang digunakan adalah paduan aluminium bekas dari komponen otomotif. Pemeriksaan kualitas hasil pengecoran dilakukan secara visual untuk mengidentifikasi kemungkinan cacat yang terjadi. Dari hasil pengujian, maka produk velg yang dihasilkan masih kurang sempurna, prosentase keberhasilan pengisian logam cair keseluruh bagian cetakan hanya sebesar 80% yang terjadi karena masih belum sempurnanya sistem saluran yang digunakan dan waktu penuangan yang masih relatif lebih lama. Kata kunci : Velg, Gravity die casting, Cetakan Permanen, Modifikasi.
iii
2
ABSTRACT
The wheel rim is a component of the vehicle. The molding process of the
wheel rim is usually done by using high pressure dies casting, but it needs a big
cost. The other alternative which can be used is molding by using gravity casting
method which needs a lower cost.
In the final project created a “Modification of Centrifugal Casting Mold
for Manufacturing Motorcycle Rim using Gravity Die Casting Method”. There are also ranges of the making process of the product such as the modification of the metal casting mold, the process of casting, and also the
measurement process and the quality control. The permanent mold is modification
from mild steel material. The casting process is done by pointing at the temperature of the pre-heating mod parameter which is 300oC and the pouring temperature up to 750oC. The casting material which is used is the combination of aluminum from automotive component. The quality control of the casting product is done in a visual way in order to identify the possibility of the flawed. Based on the testing, the wheel rim which is produced is not good enough where the percentage of succeed of filling the liquid metal into whole of parts of the mold is only 80%. It is happened because the line system which is used is not perfect enough and the timing of the pouring which takes much time. Keywords: Wheel rim, Gravity die casting, Permanent mold casting, Modification.
iv
3
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena atas
rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir
dengan judul “Modifikasi Cetakan Centrifugal Casting Untuk Pembuatan
Velg Sepeda Motor Menggunakan Metode Gravity Die Casting”. Tugas Akhir
ini diajukan sebagai syarat untuk menyelesaikan pendidikan program Diploma III,
Program Studi Teknik Mesin, Politeknik Negeri Bandung.
. Dalam kesempatan ini penulis juga bermaksud menyampaikan
penghargaan dan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Duddy Yanpurnadi, M.T., selaku pembimbing I yang telah bersedia memberikan bimbingan dan bantuan dalam proses penyusunan dan pembuatan tugas akhir ini. 2. Bapak Rudi Y Widiatmoko, M.Sc., selaku pembimbing II yang telah bersedia memberikan bimbingan dan bantuan dalam proses penyusunan dan pembuatan tugas akhir ini. 3. Bapak Waluyo Musiono Bintoro, M.Eng., yang telah memberikan bantuan berupa bahan cetakannya, sehingga dapat dipergunakan kembali dalam penyelesaian Tugas Akhir ini . 4. Bapak Ir. Ali Mahmudi, M.Eng., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Bandung. 5. Bapak dan Ibu dosen di Program Studi Teknik Mesin, Jurusan Teknik Mesin yang dengan kesabarannya telah membekali kami dengan ilmu pengetahuan untuk mendukung terselesikannya tugas akhir ini. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan laporan ini masih banyak terdapat kekurangan dan masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis bersedia menerima saran dan kritik untuk peningkatan kualitas penulisan bagi diri penulis di masa selanjutnya.
v
Penulis berharap semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi semua
pihak yang membacanya dan dimanfaatkan sebaik-baiknya bagi perkembangan
dan kemajuan Ilmu Pengetahuan Bahan, khususnya Teknik Pengecoran Logam di Laboratorium Material, Program Studi Teknik Mesin Politeknik Negeri Bandung.
Bandung, Juli 2012
Penulis
vi
4
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. ii
ABSTRAKSI.......................................................................................................... ii
ABSTRACT .......................................................................................................... iv
KATA PENGANTAR .............................................................................................v
DAFTAR ISI ........................................................................................................ vii
DAFTAR TABEL ...................................................................................................x
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xi DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xiii DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN .......................................................... xiv BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... I-1 1.1
Latar Belakang Masalah ......................................................................... I-1
1.2
Tujuan ..................................................................................................... I-2
1.3
Ruang Lingkup dan Batasan Masalah..................................................... I-2
1.4
Sistematika Penulisan Laporan ............................................................... I-3
BAB II LANDASAN TEORI ............................................................................II-1 2.1
Velg Sepeda Motor[9]..............................................................................II-1
2.2
Proses Pengecoran Logam[6] ..................................................................II-2
2.3
Cetakan Pengecoran ...............................................................................II-2
2.3.1 Sistem Saluran[6] .............................................................................II-3 2.3.2 Sistem Bukaan ( Ejector system )[5] ................................................II-4 2.3.3 Temperatur Cetakan (Pre-heat).......................................................II-4 2.4
Pengecoran Gravitasi .............................................................................II-4
2.5
Aluminium[7] ..........................................................................................II-5
vii
BAB III METODE PENYELESAIAN ........................................................... III-1
3.1
Diagram Alir ........................................................................................ III-1
3.2
Studi Literatur ...................................................................................... III-2
Desain Awal Produk ............................................................................ III-2
3.3
3.4
Perencanaan Pengecoran...................................................................... III-3
3.5
Rancang Bangun Cetakan .................................................................... III-3
3.5.1 Pembuatan Gambar Kerja ............................................................. III-4 3.5.2
Proses Pembuatan Cetakan ........................................................... III-4
3.6
Proses Pengecoran Produk ................................................................... III-6
3.7
Karakterisasi Hasil Produk .................................................................. III-6
BAB IV PROSES, HASIL dan PEMBAHASAN ......................................... IV-1 4.1
Proses Perancangan .............................................................................. IV-1
4.1.1 Perencanaan Sistem Pengecoran ................................................... IV-5
4.2
4.1.1.1
Dimensi Coran .................................................................. IV-6
4.1.1.2
Permukaan Pisah (Parting Line) ....................................... IV-6
4.1.1.3
Sistem Saluran Pengecoran ............................................... IV-6
4.1.1.4
Penempatan Sistem Saluran .............................................. IV-7
Perancangan Cetakan Pengecoran ....................................................... IV-7
4.2.1 Pembuatan Gambar Kerja .................................................................. IV-7 4.2.2 Proses Pembuatan Cetakan .................................................................. IV-8 4.3
Proses Pengecoran ............................................................................. IV-12
4.3.1 Proses Persiapan cetakan ............................................................ IV-12 4.3.2 Proses Peleburan Aluminium...................................................... IV-13 4.3.3 Proses Penuangan Aluminium Cair pada Cetakan ..................... IV-13 4.4
Pembahasan........................................................................................ IV-14
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................ V-1 5.1
Kesimpulan ........................................................................................... V-1
viii
5.2
Saran ..................................................................................................... V-1
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN-LAMPIRAN
ix
5
DAFTAR TABEL
TABEL 2. 1 SIFAT FISIK ALUMINIUM ......................................................... II-6 TABEL 2. 2 SIFAT MEKANIK ALUMINUM ................................................. II-6
TABEL 4. 1 PARAMETER PENGECORAN ................................................. IV-14
x
6
DAFTAR GAMBAR
GAMBAR 2. 1 VELG SEPEDA MOTOR ......................................................... II-1 GAMBAR 2. 2 SISTEM SALURAN SECARA UMUM ................................. II-3
GAMBAR 2. 3 ALUMINIUM ........................................................................... II-5 3. 1 DIAGRAM ALIR ..................................................................... III-1 GAMBAR
GAMBAR 3. 2 CETAKAN PENGECORAN SENTRIFUGAL ....................... III-4 GAMBAR 3. 3 MESIN CNC MORI SEIKI NMV5000 DCG .......................... III-5 GAMBAR 3. 4 MESIN BUBUT KONVENSIONAL....................................... III-5
GAMBAR 3. 5 DIAGRAM ALIR PENGECORAN ......................................... III-6 GAMBAR 4. 1 DESAIN PRODUK ALTERNATIF 1 ..................................... IV-1
GAMBAR 4. 2 DESAIN PRODUK ALTERNATIF 2 ..................................... IV-1 GAMBAR 4. 3 DESAIN BOTTOM MOLD ...................................................... IV-3 GAMBAR 4. 4 DESAIN TOP MOLD............................................................... IV-4 GAMBAR 4. 5 DESAIN INSERT SAMPING .................................................. IV-5 GAMBAR 4. 6 PERENCANAAN SISTEM PENGECORAN ......................... IV-5 GAMBAR 4. 7 PEMASANGAN BENDA KERJA .......................................... IV-8 GAMBAR 4. 8 TOP MOLD HASIL MACHINING .......................................... IV-9 GAMBAR 4. 9 BOTTOM MOLD HASIL MACHINING .................................. IV-9 GAMBAR 4. 10 INSERT SAMPING HASIL MACHINING ......................... IV-10 GAMBAR 4. 11 PIN PENEPAT ..................................................................... IV-10 GAMBAR 4. 12 PENUTUP BOTTOM MOLD ............................................... IV-10 GAMBAR 4. 13 CORE .................................................................................... IV-11 GAMBAR 4. 14 SPRUE .................................................................................. IV-11 GAMBAR 4. 15 CETAKAN VELG GRAVITY DIE CASTING ..................... IV-12 GAMBAR 4. 16 BURNER PEMANAS CETAKAN DAN PROSES PREHEAT CETAKAN .......................................................................... IV-13 GAMBAR 4. 17 HASIL PENGECORAN KE 1 TAMPAK PANDANGAN ATAS, BAWAH DAN SAMPING ..................................... IV-14 GAMBAR 4. 18 HASIL PENGECORAN KE 2 TAMPAK PANDANGAN ATAS, BAWAH DAN SAMPING ..................................... IV-15
xi
GAMBAR 4. 19 HASIL PENGECORAN KE 3 TAMPAK PANDANGAN
ATAS, BAWAH DAN SAMPING ..................................... IV-16
GAMBAR 4. 20 HASIL PENGECORAN KE 4 TAMPAK PANDANGAN
ATAS, BAWAH DAN SAMPING ..................................... IV-17
GAMBAR 4. 21 HASIL PENGECORAN KE 5 TAMPAK PANDANGAN ATAS, BAWAH DAN SAMPING ..................................... IV-18
7
xii
8
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1 RIWAYAT PENULIS LAMPIRAN 2 WORKING PLAN TOP MOLD
LAMPIRAN 3 WORKING PLAN BOTTOM MOLD LAMPIRAN 4 WORKING PLAN INSERT
LAMPIRAN 5 GAMBAR TEKNIK
xiii
9
DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN
Ø Al
: Diameter
CAD/CAM
: Computer Aided Design / Computer Aided Manufacturing
CNC
: Computer Numerical Control
HBN
: Hardness Brinnel Number
LPG
: Liquid Petrolium Gas
NC
: Numerically Control
: Aluminium
VHN
: Vickers Hardness Number
ISO
: International Standard of Organization
xiv
