TUGAS PROSES MANUFAKTUR
“PROSES PEMBUATAN PISTON”
KELOMPOK 1
NAMA : AMIN KHOLIL
NIM : 141021013
JURUSAN : TEKNIK INDUSTRI
FAKULTAS : TEKNOLOGI INDUSTRI
KELAS : A
INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND
YOGYAKARTA
2014
Proses Pembuatan Piston
NAMA :
AMIN KHOLIL
NIM : 141021013
JURUSAN TEKNIK INDUSTRI
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
IST AKPRIND YOGYAKARTA 2014
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
:
1. Menghisap, mengkopresi gas baru dan
membuang gas bekas hasil pembakaran.
2. Merubah tekanan hasil pembakaran menjadi
gaya dorong pada setang piston/seher.
3. Mengatur pemasukan dan pembuangan gas
pada motor 2 tak.
Piston mempunyai
pembebanan tugas yang berat, antara lain :
1. Menerima tekanan dan temperatur gas
pembuangan yang tinggi.
2. Menerima gaya percepatan yang tinggi.
3. Menerima gaya gesek dan gaya samping
Karena tugasnya yang berat, piston wajib memenuhi persyaratan sebagai berikut:
1. Kuat terhadap tekanan tinggiTahan
terhadap temperatur tinggi.
2. Tahan terhadap temperatur tinggi.
3. Tahan terhadap gesekan dan mempunyai
sifat luncur yang baik.
4. Mempunyai koefisien muai panas yang
kecil
5. Mempunyai bobot yang ringan
Macam - macam
bahan 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
logan lain agar lebih kuat.
Apa saja bahan yang biasanya menjadi bahan campuran almunium dalam pembuatan
piston.
1. Silikon, makin tinggi kadar silikon maka
makin kecil pemuaian akibat panas dan gesekan tetapi makin sulit dalam
pembuatannya.
2. Tembaga, lebih tahan terhadap karat dan
kemampuan penyaluran panas lebih baik.
3. Nikel, memiliki kekenyalan yang tinggi,
tahan terhadap temperatur tinggi, tingkat pemuaian rendah dan tahan terhadap
karat.
Cara pembuatan piston yang saya ketahui ada dua, yaitu:
1. Penuangan yang diikuti pendinginan
secara cepat, umumnya di gunakan pada motor berbahan bakar bensin yang bentuk
pistonnya rumit.
2. Pencetakan dengan cara tekan forged
piston, memerlukan paduan khusus untuk menghasilkan kekuatan dan daya tahan
terhadap temperatur tinggi lebih baik. Kelemahannya adalah bentuk piston sangat
sederhana dengan tujuan mal cetak dapat dikeluarkan lagi dari bagian dalam
piston.
A.
Definisi
pengecoran Logam
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:
1. 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.
2. 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.
3. Die
Casting, Yaitu jenis pengecoran yang cetakannya terbuat dari logam. Sehingga
cetakannya dapat dipakai berulang-ulang. Biasanya logam yang dicor ialah logam
non ferrous.
4. 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 :
1. Besi Cor
2. Baja Cor
3.Coran paduan tembaga
4.Coran paduan ringan
5. Coran paduan lainnya
B. Langkah 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 :
1. Papan
kayu yaitu papan yang digunakan sebagai dasar dari pola Piston yang akan dibuat
dengan luas ukuran 400×600 mm.
2. Kayu
balok yaitu kayu yang digunakan untuk membuat pola Piston dengan tebal 20 mm.
3. Dempul
merupakan bahan yang digunakan untuk melapisi pola Piston dan menutup
rongga-rongga yang ada pada pola.
4. Isamu
yaitu cat yang digunakan untuk melapisi pola Piston.
5. Methanol
adalah campuran yang digunakan dalam proses isamu atau pelapisan pola.
6. Lem yang digunakan sebagai perekat amtara pola
Piston dengan papan kayu.
7. 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 fluxes
Digunakan untuk mencegah gas hidrogen masuk kedalam alumunium cair
·
Cleaning fluxes
Untuk menghilangkan kandungan padat nonmetalik dari alumunium cair
·
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
Kelompyaitu :
1. Besi Cor
2.
Baja Cor
3.
Coran paduan tembaga
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.
4.
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 :
1. Pemeriksaan
rupa
·
Pemeriksaan rupa/fisik
·
Pemeriksaan dimensi
(menggunakan jangka sorong, micrometer, jig pemeriksa dan alat ukur lainnya) ;
2. Pemeriksaan
Cacat dalam
·
Pemeriksaan ketukan
·
Pemeriksaan penetrasi
(dye-penetrant)
·
Pemeriksaan magnafluks (magnetic-particle)
·
Pemeriksaan supersonic (ultrasonic)
·
Pemeriksaan radiografi
(radiografi)
3. Pemeriksaan
Material
·
Pengujian 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. Dari 6 benda coran
yang dibuat hanya satu benda coran yang diambil karena benda coran ini yang
memenuhi kriteria bahwa benda coran tersebut baik 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.
Pemasaran produk piston ini biasanya
di pasarkan kepada produsen otomotif mobil dan motor, untuk digunakan di mesin
produksi motor dan mobil. Untuk pemasaran produk piston racing yang bentuk
profil pistonnya mempunyai torak yang tinggi untuk menaikan kompresi dari mobil
dan motor, dan piston yang mempunyai diameter piston yang lebar (bore) yang
besar untuk menaikan kapasitas cc atau isi silinder dari mobil dan motor,
biasanya dipasarkan di bengkel-bengkel khusus race, yang memang keperluan dari
piston ter sebut diperuntukan untuk keperluan kompetisi atau race. Contoh
produsen piston yang cukup mempunyai nama di Indonesia yaitu, Izumi dan FIM
Pistons. Produsen tersebut membuat produk piston untuk keperluan standar
(stock) dan untuk keperluan kompetisi (race).
CAST PISTON
Refrensi :
