Jurnal Kajian Teknik Mesin Vol .
Halaman Available online at JKTM Website :
http://journal.
id/index.
php/jktm/index JURNAL KAJIAN TEKNIK MESIN Vol.
8 No.
Jurnal Artikel
PENDAHULUAN
Proses pengecoran dengan isilah lain foundry merupakan proses dasar dalam pengembangan di dunia industri.
Negara Korea sekarang ini merupakan Negara yang sangat maju dalam dunia industri.
Hal ini dikarenakan teknologi pengecoran atau foundry yang pertama kali mereka kuasai .
Pengecoran .
merupakan salah baku/bahan benda dimana pengendalian kualitas benda kerja dimulai sejak bahan masih dalam keadaan mentah.
Tujuan dari pengecoran yaitu untuk menghasilkan produk yang berkualitas dan ekonomis, yang bebas cacat dan sesuai dengan kebutuhan seperti kekuatan, keuletan, dan ketelitian dimensi .
Pada proses teknik pengecoran ada dua metode yang diterapkan yaitu teknik secara konvensional dan non konvesional.
Metode proses pengecoran sekarang yang sedang dikembangkan adalah proses pengecoran secara non konvensional karena proses ini sangat sedikit sekali cacat pengecoran yang dihasilkan, namun memproduksi secara masal.
Produksi secara terbatas masih lebih efektif dengan Jurnal Kajian Teknik Mesin Vol proses pengecoran secara konvensional .
Salah satu proses pengecoran secara non konvesional adalah High Pressure Die Casting.
Pembuatan produk dengan proses High Pressure Die Casting, tidak terlepas dari masalah cacat yang ditimbulkan.
Cacat pada proses pencetakan ini pun merupakan indikator dari kesalahan pada proses pengecoran tersebut .
Kesalahan atau cacat yang ditimbulkan oleh proses High Pressure Die Casting (HPDC) dalam pembuatan salah satunya adalah adanya gompal atau penyok yang disebabkan adanya benturan pada produk sehingga produk ini mengalami kegagalan.
Cacat kake atau cacat produk yang disebabkan karena adanya sisa alumunium yang lengket di area cavity hal ini dapat menyebabkan cacat kake .
LANDASAN TEORI
Paduan Aluminium Saat ini aluminium merupakan salah satu jenis paduan yang banyak dipakai dalam industri pengecoran.
Aluminium diadaptasikan untuk berbagai macam metode pengecoran yang umumnya dipakai dan dapat dituang langsung kedalam cetakan logam yang terpasang pada mesin otomatis dengan volume yang Terdapat beberapa karakteristik aluminium tuang yang menunjang maupun yang menghambat kualitas produk cor, karakteristik tersebut akan dijelaskan sebagai berikut .
1 Karakteristik Paduan Aluminium Terdapat beberapa sifat dari aluminium, yaitu sebagai berikut.
Fluiditas yang baik, sehingga mampu mengisi rongga-rongga cetakan yang tipis.
Temperatur lebur dan tuang yang rendah dibandingkan dengan material lain pemanasan dapat Siklus penuangan yang cukup cepat, dikarenakan perpindahan panas .
onduktifitas pana.
dari aluminium cair .
Halaman ke cetakan relatif cepat jadi produktifitas dapat ditingkatkan.
Kelarutan gas hidrogen dalam aluminium dapat dikontrol dengan proses yang baik.
Namun selain sifat-sifat diatas aluminium juga memiliki sifat-sifat yang kurang menguntungkan, yaitu:
Mudah mengikat gas hidrogen dalam kondisi cair.
Hal ini dapat menyebabkan cacat porositas pada produk Berat dengan pengotor oksida.
Misalnya Al2O3 yang berat jenisnya .
,1 gr/mm3 ) hamper sama dengan berat jenis air ( 2,3 gr/mm3 ).
Namun hal tersebut dapat diatasi dengan cara-cara tertentu, seperti degassing, fluxing, dan pemilihan desain yang baik dalam proses penuangannya.
Karena aluminium memiliki sifat mekanis yang rendah dalam bentuk murni,maka selalu ditambahkan unsur paduan dalam proses Unsur paduan yang ditambahkan ke dalam aluminium memiliki kelarutan yang berbeda-beda.
Dapat dilihat kelarutan beberapa unsur paduan di dalam aluminium:
Tabel 3.
1 Komposisi paduan aluminium Jurnal Kajian Teknik Mesin Vol Pada Tabel 3.
1 merupakan komposisi yang terkandung dalam paduan aluminium yang bisa dilihat pada tabel diatas.
Dari unsur paduan diatas, terdapat lima unsur yang menjadi dasar paduan aluminium komersial, yakni seng, magnesium, tembaga, silicon dan mangan.
Dalam penelitian ini digunakan jenis paduan aluminium silicon.
Berdasarkan sistem penamaan yang dikeluarkan oleh Aluminium Association (AA) yang dipakai oleh Amerika Serikat.
Kelas-kelas pada aluminium dibagi berdasarkan jenis paduan yang digunakan.
Untuk aluminium silikon digunakan seri 4XX.
X, dengan digit pertama menunjukan kelompok paduan, digit kedua dan ketiga menunjukkan jenis spesifikasi komposisi aluminium paduan tersebut.
Digit keempat menunjukkan bentuk produk, 0 untuk spesifikasi coran, 1 untuk spesifikasi ingot dan 2 untuk spesifikasi ingot yang lebih spesifik .
2 Paduan Aluminium Silikon Paduan aluminium silikon (Al-S.
merupakan paduan yang paling umum digunakan untuk keperluan komersil .
-95%) dari total aluminium tuang yang Hal ini dikarenakan paduan aluminium silicon memiliki karakteristik cor yang sangat baik dibandingkan paduan Selain itu paduan ini memiliki variasi sifat fisik dan mekanis, seperti sifat mampu cor, ketahanan korosi, dan sifat mampu permesinan yang baik serta sifat mampu las yang baik.
Paduan aluminium silikon terbagi menjadi 3 jenis berdasarkan pada konsentrasi unsur Si yang dimiliki, yaitu:
Hipo Eutektik (<11,7% S.
A Eutektik .
,7-12,2% S.
A Hiper Eutektik (>12,2% S.
Struktur utama dari ketiga jenis paduan ini adalah berupa fasa -A1, yang sangat kaya akan kandungan aluminium.
Selain fasa -A1, juga terdapat fasa , yang merupakan partikel-partikel silikon yang tidak larut dalam fasa -A1.
Pada komposisi eutektik, terdapat kandungan Si kurang dari 12,2%.
Pada .
Halaman daerah ini, pembekuan terjadi melalui fasa cair padat.
Struktur akhir dari komposisi ini adalah struktur yang kaya akan aluminium, dan sebagai fasa utamanya adalah fasa a dengan struktur eutektik sebagai struktur tambahan.
Paduan eutektik memiliki karakteristik seperti sifat mampu cor dan ketahanan korosi yang baik penambahan Cu akan meningkat kekuatan dan sifat mampu pemesinan ketahanan korosi.
Proses pembekuan yang berlangsung pada komposisi eutektik menyerupai proses pembekuan logam murni, dimana temperatur awal dan temperatur akhir peleburan adalah sama .
Komposisi ini berada pada daerah dimana paduan Al-Si daapt membeku secara langsung dari fasa cair ke fasa padatannya.
Logam cair dapat langsung membeku ke fasa padat tanpa harus melalui fasa cair padat terlebih dahulu.
Adanya komposisi eutektik ini mengakibatkan paduan Al-Si memiliki karakteristik mampu cor yang baik.
Komposisi ini memiliki kandungan Si sekitar 12,2%, namun jumlah ini bergantung juga pada laju pendinginannya.
Si-nya bervariasi mulai dari 11,7%-12,2%.
Pada pengecoran paduan Al-Si, umumnya pembekuan melalui daerah sekitar titik eutektik .
3 Paduan Aluminium 12% Silikon (Al-12% S.
Pada komposisi eutektik, terdapat kandungan Si kurang dari 12,2%.
Pada daerah ini, pembekuan terjadi melalui fasa cair padat.
Struktur akhir dari komposisi ini adalah struktur yang kaya akan aluminium, dan sebagai fasa utamanya adalah fasa a dengan struktur eutektik sebagai struktur tambahan.
Paduan eutektik memiliki karakteristik seperti sifat mampu cor dan ketahanan korosi yang baik penambahan Cu akan meningkat kekuatan dan sifat mampu pemesinan Jurnal Kajian Teknik Mesin Vol ketahanan korosi.
Proses pembekuan yang berlangsung pada komposisi eutektik menyerupai proses pembekuan logam murni, dimana temperatur awal dan temperatur akhir peleburan adalah sama .
Komposisi ini berada pada daerah dimana paduan Al-Si daapt membeku secara langsung dari fasa cair ke fasa padatannya.
Logam cair dapat langsung membeku ke fasa padat tanpa harus melalui fasa cair padat terlebih dahulu.
Adanya komposisi eutektik ini mengakibatkan paduan Al-Si memiliki karakteristik mampu cor yang baik.
Komposisi ini memiliki kandungan Si sekitar 12,2%, namun jumlah ini bergantung juga pada laju pendinginannya.
Si-nya bervariasi mulai dari 11,7%-12,2%.
Pada pengecoran paduan Al-Si, umumnya pembekuan melalui daerah sekitar titik eutektik .
Halaman Mesin HPDC terdiri atas dua plat vertikal dimana bolster ditempatkan untuk menyanggah cetakan.
Salah satu plat dapat digerakkan sehingga cetakan dapat dibuka dan ditutup.
Sejumlah logam dituang kedalam shot sleeve dan kemudian menggunakan piston yang digerakan secara hidrolik.
Saat logam membeku, cetakan terbuka dan benda kerja diambil.
Berdasarkan klasifikasinya, maka mesin untuk proses HPDC ini dapat dibagi menjadi 2, yaitu ruang panas (Hot Chambe.
dan ruang dingin (Cold Chambe.
Perbedaan pokok antara kedua cara tersebut terletak pada penempatan tungku peleburan .
2 Pengecoran Cetak Tekan Die casting adalah salah satu metode pengecoran dengan menggunakan cetakan logam, dan metode ini adalah cara tercepat untuk memproduksi benda casting dengan tingkat akurasi yang sangat tinggi jika dibandingkan dengan pengecoran dengan cetakan pasir .
1 Proses High Pressure Die Casting (HPDC) Proses diinjeksikan kedalam rongga cetakan (Di.
dengan kecepatan dan tekanan yang tinggi.
Tekanan yang diaplikasikan cukup tinggi .
apat mencapai 200ba.
, sehingga gas gas yang masih terperangkap dalam logam cair dapat keluar pada saat proses injeksi logam cair kedalam cetakan.
Pada umumnya,baik mesin maupun cetakan pada proses High Pressure Die Casting ini sangatlah mahal, sehingga proses ini akan bernilai untuk proses produksi dalam jumlah besar.
Gambar 3.
1 High Pressure Die Casting Dapat dilihat pada Gambar 3.
1 adalah proses High Pressure Die Casting 2 Ruang Panas (Hot Chambe.
Proses ini ditemukan oleh H.
H Doehler dan biasa digunakan untuk material yang memiliki titik lebur yang rendah seperti Zn.
Pb.
Mg.
Sn, untuk mengurangi resiko terjadinya pembekuan terlalu cepat.
Pada proses hot chamber, tungku peleburan terdapat pada mesin dan menempat kansistem injeksi yang kontak langsung Proses meminimalisir paduan logam cair terhadap Jurnal Kajian Teknik Mesin Vol turbulensi, oksidasi udara, dan hilangnya panas .
eat los.
selama proses injeksi .
Gambar 3.
2 High Pressure Die Casting (Hot Chambe.
Dapat dilihat pada Gambar 3.
2 adalah High Pressure Die Casting pada ruang panas atau hot chamber.
Kekurangan dari proses hot chamber ini adalah biaya perawatan sistem yang tinggi dan kemungkinan terjadinya kontaminasi logam cair oleh kontainer atau sebaliknya yaitu terabrasinya kontainer oleh logam cair, halini akan sangat merugikan karena dapat mengurangi umur pakai mesin dan dapat menyebabkan reject pada produk yang dihasilkan.
Pada pengecoran die casting dengan menggunakan material logam cair aluminium proses ini tidak digunakan, karena kontainer yang biasanya terbuat dari material besi (F.
, akan sangat merusak produk yang dihasilkan jika alumunium cair yang digunakan sampai terkontaminasi oleh Fe .
3 Ruang Dingin (Cold Chambe.
Dapat dilihat pada Gambar 3.
3 adalah High Pressure Die Casting pada cold chamber atau ruang dingin.
Proses ini mempunyai tungku peleburan terpisah, silinder injeksi diisi logam cair, kemudian ditekan ke dalam cetakan secara Proses ini memerlukan pengukur untuk menentukan jumlah logam cair yang dimasukkan ke dalam cetakan, selain itu proses injeksi harus dilakukan dalam waktu yang sesingkat mungkin sehingga kontak antara logam cair dan sistem injeksi hanya terjadi dalam waktu singkat.
Hal ini memungkinkan paduan dengan temperatur lebur tinggi seperti aluminium (A.
, tembaga (C.
dan beberapa paduan besi lainnya dapat diproses dengan menggunakan mesin ruang dingin .
4 Bagian-Bagian Pressure Die Casting Mesin High Toogle Link Unit Merupakan satu sistem pengunci merapatkan 2 bagian dies saat die closing agar proses pencetakan berlangsung sempurna dan tidak ada pressure yang keluar atau flash.
Efek mekanik dari toggle link akan menghasilkan daya kunci .
ocking forc.
dan gaya torsi pada ke empat Tie Bar .
Toggle ling sistem ini mempunyai beberapa kelebihan di banding sitem pengunci lainnya, antara lain:
Menghemat Pressur Hidrolik yang di butuhkan untuk proses Die Close, sehingga akan meringankan beban pompa Hidrolik.
Dengan memakai sitem ini, tidak terlalu dibutuhkan Cyl Hydrolik yang terlalu besar sehingga akan mengurangi bobot dari mesin.
Mudah dalam perawatan.
Gambar 3.
3 High Pressure Die Casting (Cold Chambe.
Halaman Die Mold Cetakan atau tempat cavity / rongga cetak dari bentuk produk yang di Dalam setiap proses dari part yang berbeda akan dibutuhkan cetakan .
Jurnal Kajian Teknik Mesin Vol yang berbeda, sehingga memungkinkan memproduksi macam- macam part yang berbeda / multi part.
Bagian-bagian Die Mold:
Fix Die Adalah bagian dies yang menempel pada sisi fixed plate .
isi yg tidak Pada bagian dies ini terdapat lubang di bawahnya (LINER SPRUE) untuk memasukan alumunium cair kedalam cavity / rongga cetak.
Move Die Adalah bagian dies yang menempel pada sisi moved plate .
isi yang bergera.
Pada bagian ini terdapat injector pin yang berfungsi untuk mendorong part / produk pada cavity saat pelepasan Dies / cetakan mempunyai komponen yang sangat penting dalam mesin die casting HPDC.
Core Ada dua macam core pada dies, yaitu sebagai berikut:
Core Hydrolik.
Core tersebut bergeser dengan tekanan Hydrolik pada cylinder Hydrolik yang berdiri independen untuk tiap Ae tiap Angel Core.
Core tersebut bergeser hanya pada saat dies close dan open efek mekanis yang di timbulkan oleh tautan antara core dan angel pin yang terdapat pada fix die yang diposisikan pada kemiringan sudut tertentu.
Angel pin biasanya di pakai untuk memperingan beban pompa hydrolik atau di pandang menggerakan core yang tidak terlalu besar / berat .
Adapun bagian-bagian dari angle core, yaitu sebagai berikut:
Pin Insert Pin insert digunakan untuk membuat cetakan lubang pada part yang berbentuk sejajat dengan plunyer.
Pin Ejektor Pin ejector digunakan untuk mendorong part/mengeluarkan part dari cetakan setelah dies membuka.
Central Cooling .
Halaman Berguna untuk masuknya air pendingin dan tempat pemcabangan pendingin dies.
Mould Base Adalah tempat dipasangnya cavity dies A Over Flow Dibuat untuk mencegah terjadinya keropos pada part dan tempat pembuangan kotoran A Runner Gate Adalah jalan masuknya aluminium saat proses injection menuju profil part.
Sprue Bush Adalah jalan masuknya aluminium saat proses injection menuju runner gate.
Injection Unit Untuk menghasilkan part yang sempurna didalam cetakan / rongga cetak di butuhkan pressur yang relatif besar.
Pressure tersebut dihasilkan oleh pompa plunger (Plunger Tip dan Plunger Sleev.
yang di gerakan oleh tenaga Hidrolik pada Plunger Rod Cylinder yang terhubung dengan Hidrolik Pump.
Piston Intensify dan Accumulator Tank.
Holding Furnace Tempat alumunium cair setelah suply dari melting furnace dengan kapasitas yang terbatas pada tiap Ae tiap mesin.
Suhu di holding furnace ini di atur antara 640o 660AeC, untuk menjaga kestabilan suhu holding furnace tersebut kondisinya harus tertutup rapat.
Dan bahan pemanasnya memanfaatkan heater listrik.
Ladle Adalah alat untuk menngambil alumunium cair pada Holding Furnace dan menuangkannya pada lubang Plunyer untuk diinjeksi.
Spray Adalah alat unuk menyemprotkan / menspray Die Lubricant ke permuaan Die Lube Auto Mixing Adalah Alat / tempat penapung Die Lube sebelum dispraykan ke dies.
Auto Mixing ini secara otomatis bisa member kode pada operator apabila die lube habis dengan alarm .
Jurnal Kajian Teknik Mesin Vol .
Halaman 3 Diagram Pareto Diagram pareto adalah proses dalam menentukan yang mana dari kesempatan potensial yang banyak harus lebih dikejar lebih dahulu.
Ini dikenal juga sebagai Aumemisahkan yang sedikit yang penting dari banyak yang sepeleAy.
Pada suatu diagram pareto akan dapat diketahui suatu faktor merupakan faktor faktor-faktor minimal 4 faktor lainnya, karena faktor tersebut berada pada urutan terdepan, terbanyak ataupun tertinggi pada deretan sejumlah faktopr yang dianalisa.
Melalui dua diagram pareto yang diperbandingkan, akan dapat dilihat faktor-faktor yang sedang diteliti .
Gambar 3.
1 Diagram Alir Penelitian Hasil dan Pembahasan Gambar 2.
4 Diagram Pareto Data Cacat Per Hari Data ini adalah data cacat produk bulan Januari 2021, berikut data cacat yang terjadi di PT.
Toyota Motor Manufacturing Indonesia di divisi casting.
METODOLOGI PENELITIAN
1 Diagram Alir Proses Die Casting Pada percobaan ini secara umum digambarkan dalam bentuk diagram alir Gambar 4.
1 Data Cacat Per Hari Jurnal Kajian Teknik Mesin Vol Gambar 4.
2 Grafik Data Defect Per Hari 1 Persentase Cacat Berikut data persentase cacat yang terjadi di PT.
Toyota Motor Manufacturing Indonesia di divisi casting.
Gambar 4.
3 Data Persentase Cacat per Hari Gambar 4.
4 Grafik Pareto Defect Produk .
Halaman 2 Analisis 4M Dari data yang didapat penulis dapat menganalisis untuk mendapatkan studi kasus yang sedang trend pada bulan Januari, pada bulan Januari kita dapat mengetahui jumlah cacat paling banyak dengan menggunakan metode observasi cacat dengan mendata cacat yang terjadi pada setiap mesin, cetakan dan area yang dapat kita lihat pada gambar 4.
2 s/d 4.
lalu dapat dianalisis dengan cara metode 1 Prosedur Analisis Penulis melakukan investigasi ke plant untuk melihat standard operasional prosedur yang dimana menggunakan metode 4M yaitu: Man.
Method.
Machine, dan Material.
Adapun keterangannya sebagai berikut:
a Man, dimana pada investigasi ini penulis melihat operator yang bekerja tidak sesuai SOP pada saat pembersihan furnace dikarenakan kurang disiplin saat bekerja.
Solusinya adalah operator yang bekerja tidak sesuai SOP harus di evaluasi agar bekerja sesuai dengan SOP yang berlaku dan perlu adanya pengawasan oleh team leader untuk menghindari kejadian a Method, metode pembersihan yang dilakukan dikarenakan gangguan jarak pandang yang disebabkan oleh penutup pintu holding furnace yang tidak terbuka sempurna.
Solusinya adalah perlu adanya pembaruan dalam metode yang digunakan untuk membersihkan furnace supaya maksimal dalam melakukan pembersihan.
a Machine, pada saat injeksi aluminium kedalam cavity, pada area cavity masih banyak sisa aluminium yang lengket di area cavity, hal ini dapat menyebabkan defect kake terjadi.
Solusinya adalah saat die diperbaiki perlu dilakukan juga pembersihan yang rutin yang sesuai dengan SOP.
a Material.
Jurnal Kajian Teknik Mesin Vol tidak sesuainya material ingot yang digunakan pada proses produksi.
Solusinya adalah perlu adanya dilakukan pengecekan terhadap material sebelum digunakan pada proses produksi.
2 Hasil Analisis 4M Gambar 4.
5 Grafik Cacat Kake Dapat dilihat pada gambar 4.
5 bahwa pada bulan Januari cacat kake mengalami total defek sebanyak 3 pcs dari 11.
000 pcs yang diproduksi pada bulan Januari, kemudian di bulan berikutnya pada bulan Februari melakukan improvement sesuai dengan analisis 4M yang sudah direncanakan sehingga pada bulan Februari dan Maret cacat kake mengalami penurunan yaitu, pada bulan Februari 2 pcs 500 pcs yang diproduksi dan Maret 0 pcs dari 10.
000 pcs yang diproduksi.
Hal ini dapat disimpulkan bahwa improvement pada analisis 4M berperan dalam menurunkan cacat kake yang terjadi pada proses casting.
Kesimpulan Dan Saran 1 Kesimpulan Berdasarkan pengolahan data dan analisis yang telah dilakukan di PT.
Toyota Motor Manufacturing Indonesia, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
Jenis-jenis defect yang terjadi pada proses die casting pada PT.
TMMIN
adalah diantaranya sebagai berikut, kajiri, ibutsu, yumawari, yujiwa, crack, pin patah, kake dan lain-lain.
Penulis menyimpulkan bahwa defect yang terjadi pada produk disebabkan salah satunya adalah karena .
Halaman adanya aluminium yang masih menempel pada area cavity yang berada di area die, hal ini dapat menyebabkan terjadinya defect kake.
Cara mengatasi cacat kake adalah dengan melakukan pembersihan secara rutin pada area cavity dan die sesuai dengan SOP yang berlaku.
Cara mencegah cacat kake adalah dengan melakukan preventive action pada mesin Die Casting, supaya mesin tersebut dalam kondisi maksimal dan tidak menimbulkan cacat kake ataupun cacat produk lainnya.
2 Saran Ada beberapa saran diberikan kepada perusahaan, yaitu sebagai berikut:
Perlunya melakukan perbaikan die yang sering menimbulkan cacat kake.
Pentingnya pembersihan pada area cavity untuk setiap beberapa shot.
Perlunya melakukan pembersihan pada tools setelah digunakan Daftar Pustaka