6 Pertimbangan Pemilihan Jenis Bahan Pola Pengecoran Logam

Dalam proses pengecoran logam tentunya akan dilakukan proses pembuatan pola terlebih dahulu yang berkaitan dengan cetakannya. Kali ini kita akan membahas materi pertimbangan pemilihan bahan pola, di mana sobat akan mempelajari jenis bahan pola serta kelebihan, kekurangan, kegunaannya, dan lain-lain.

Seperti yang kita ketahui bahwa pola digunakan dalam proses pengecoran untuk membuat rongga cetakan. Dimana pola dibuat dengan melebihkan ukuran pada bagian tertentu, tetapi pada saat yang sama pemilihan bahan pola juga sangat penting untuk dipertimbangkan, yang akan kita ketahui lebih detail dan lebih lanjut pada artikel ini. Aturan susut dan beberapa tambahan pengerjaan lanjutan digunakan untuk menghindari kekurangan ukuran produk saat membuat pola cetakan.

Pertimbangan dalam pemilihan bahan pola pengecoran logam

Banyak jenis bahan pola yang biasa digunakan di industri pengecoran dan pemilihan bahan pola yang dipakai juga berdasarkan pertimbangan dari beberapa faktor. Berikut faktor-faktor yang menjadi pertimbangan dalam memilih bahan pola yang sesuai: 

1. Jumlah coran yang akan diproduksi. Jumlah coran yang di produksi merupakan berapa produk yang akan di cor pada satu kali proses pencetakan. Hal ini termasuk kedalam pertimbangan pemilihan bahan pola.

2. Jumlah produksi. Jumlah produksi merupakan jumlah produk yang di produksi, apakah produksi massal atau hanya permintaan pembeli saja.

3. Akurasi ukuran dan penyelesaian permukaan pola. Akurasi dimensi atau ukuran menjadi pertimbangan karena tidak semua bahan pola dapat memberikan akurasi yang presisi.

4. Sifat proses pencetakan. Seperti pengecoran pasir, pengecoran cetakan permanen, cetakan cangkang, pengecoran invesment, dll.
5. Metode cetakan. Seperti cetakan tangan tradisional atau mesin. Karena beberapa alasan pencetakan dengan menggunakan mesin harus memiliki kekuatan pola yang mendukung. 
6. Kompleksitas dan ukuran pengecoran.  

Jenis Bahan Pola Pengecoran Logam

Adapun beberapa bahan yang umum digunakan untuk pembuatan pola adalah sebagai berikut:

• Kayu
• Logam
• Plester
• Plastik
• Lilin

1. Kayu

Pola kayu digunakan pada proses dengan jumlah coran yang akan diproduksi sedikit dan ukuran polanya besar. Kayu yang biasa digunakan untuk membuat pola adalah kayu jati, deodar, mahoni, pinus, dll.

Keunggulan Bahan Kayu

Kayu merupakan bahan yang paling sering digunakan untuk membuat pola karena memiliki keuntungan sebagai berikut:

1. Murah dan ketersediaan stok berlimpah.
2. Sangat fleksibel untuk dibentuk menjadi berbagai bentuk dan desain pola yang rumit.  
3. Karena bobotnya yang ringan, mudah untuk mengubahnya serta dapat dipakai pada pola berukuran besar.
4. Permukaan yang baik dapat dengan mudah didapat hanya dengan amplas dan proses gergaji.  
5. Bahan kayu dapat diawetkan untuk waktu yang lama dengan menggunakan bahan pengawet yang sesuai seperti pernis lak, dll.

Kekurangan Bahan Kayu

1. Bahan kayu cepat aus karena ketahanannya yang rendah terhadap abrasi pasir sehingga pola kayu tidak dapat digunakan terus menerus untuk waktu yang lama.  
2. Kayu rentan terhadap kelembapan, yang dapat menyebabkan retak atau pecah.  
3. Umur kayu relative lebih pendek dari bahan pola lainnya.
4. Kayu hanya digunakan dalam proses pengecoran yang tidak terlalu massal, atau proses produksi dengan skala kecil.

2. Logam

Pola logam hanya digunakan pada jumlah produksi pengecoran yang besar dan akurasi dimensi yang diinginkan sangat akurat. Pola logam yang umum digunakan adalah aluminium atau paduannya seperti kuningan, besi cor putih, baja, dll.

Keunggulan Logam

Pola logam banyak digunakan karena memiliki keunggulan sebagai berikut:

1. Usia pola logam jauh lebih lama dibandingkan pola kayu. 
2. Tidak menyerap kelembapan.  
3. Lebih kuat.  
4. Finishing permukaan yang presisi dan halus.  
5. Kemampuan mesin yang baik.

Kekurangan Logam

1. Logam lebih mahal dibandingkan dengan kayu, jadi lebih sedikit digunakan, di mana jumlah pengecoran dengan skala kecil jarang sekali menggunakan pola dari logam.
2. Dibutuhkan pemesinan untuk mendapatkan bentuk yang berbeda dan permukaan yang lebih halus sehingga membutuhkan biaya tambahan.  
3. Massa pola yang terlalu berat, menjadi kendala utama dari pola bahan logam meskipun digunakan di pengecoran logam dengan skala besar.
4. Logam memiliki kecenderungan untuk berkarat dalam jumlah besar.

3. Styrofoam

Pola styrofoam adalah jenis pengecoran pola hilang. Metode ini sangat mirip dengan investment casting yang menggunakan lilin sebagai pengganti styrofoam dalam proses pembuatan pola. Pola styrofoam pertama kali digunakan dalam pengecoran logam pada tahun 1958. Meskipun teknik pengecoran cetakan ini tidak sepopuler metode lain seperti pengecoran cetakan pasir atau pengecoran cetakan permanen. Teknik ini memiliki keunggulan luar biasa, terutama dalam pengecoran cetakan yang rumit dan presisi. Tidak seperti metode tradisional yang mencakup proses pencabutan pola sebelum pengecoran dan membutuhkan keahlian dalam langkah pencabutan pola, sehubungan dengan metode lost foam, pola akan terbakar saat logam cair dituangkan.

Keunggulan Styrofoam

Lost foam casting memiliki keunggulan yang sangat baik dibandingkan dengan metode pengecoran logam lainnya, antara lain:

1. Mampu melakukan coran yang sangat rumit .
2. Menjamin presisi tinggi dan penyelesaian permukaan yang halus.
3. Pengecoran dengan pola styrofoam dapat menjamin hampir tidak ada kesalahan atau cacat.
4. Pola styrofoam juga lebih ekonomis daripada investment casting yang melibatkan banyak tahap dalam prosesnya.

Kekurangan Styrofoam

Disamping memiliki banyak keuntungan, terdapat beberapa kekurangan dari teknik lost foam casting:

1. Pertama, biaya pola bisa tinggi untuk aplikasi volume produksi rendah.
2. Pola sekali pakai dan memerlukan pembuatan pola kembali saat akan melakukan produksi pengecoran.
3. Pola mudah rusak atau terdistorsi karena kekuatan pola styrofoam yang rendah. 

4. Plastik

Plastik yang digunakan sebagai bahan pola adalah resin termoset, epoksi, PVC, busa poliuretan, dan lain – lain.

Keunggulan Bahan Plastik

Plastik ini cocok untuk bahan pola karena fitur – fiturnya yang khas diantaranya: 

1. Ringan.  
2. Kekuatan tinggi.  
3. Resistensi tinggi untuk dipakai.  
4. Ketahanan terhadap korosi karena kelembaban tinggi.  
5. Permukaan pola halus.  
6. Penyusutan padat rendah.  
7. Biaya yang dikeluarkan relatif murah

Kekurangan Bahan Plastik

1. Rapuh.  
2. Mungkin tidak bekerja dengan baik saat mengalami kondisi kejut yang parah seperti cetakan mesin.

5. Lilin (Wax)

Pola lilin pada invesment casting berfungsi untuk membuat rongga pada cetakan keramik atau desain produk. Telah dikenal selama bertahun-tahun sebagai lost wax atau precision casting karena keakuratannya dalam membuat bentuk produk dengan toleransi yang sangat tepat. Dalam aplikasi modern, lost wax casting disebut sebagai invesment casting. Saat lilin mendingin, bagian-bagian cetakan dipisahkan dan pola lilin tercetak.

Untuk membuat cetakannya, pola lilin dicelupkan ke dalam bubur keramik, yang melapisi polanya untuk membentuk cangkang luar yang keras di sekitar polanya. Salah satu ujung pohon lilin dibiarkan terbuka untuk menghilangkan lilin.

Cetakan keramik yang mengeras akan menjadi tempat logam cair yang akan dituangkan untuk membentuk produk akhir. tahap selanjutnya, lilin pada bagian dalam cetakan keramik harus dihilangkan, yang dilakukan dengan cara menempatkan cetakan keramik di dalam autoklaf atau oven. Saat cetakan keramik dipanaskan, lilin meleleh dan keluar dari cetakan. Bagian dari proses inilah yang membuat invesment casting diberi nama lost wax.

Kelebihan pola lilin

1. Permukaan akhir yang sangat baik.  
2. Biaya tenaga kerja jauh lebih rendah, Karena membutuhkan lebih sedikit tenaga kerja.
3. Faktor lain yang menekan biaya lost wax casting adalah kurangnya limbah. Sebagian besar bahan yang digunakan dalam proses ini disimpan dan digunakan kembali
4. Tidak ada kemungkinan rongga cetakan rusak saat melepas pola. Karena setelah dicetak, pola lilin tidak ditarik keluar dari cetakan seperti pola lainnya melainkan cetakan dibalik dan dipanaskan agar keluar atau meleleh. 

Kekurangan Lilin

1. Harga peralatan mahal.
2. Membutuhkan keterampilan tingkat tinggi.

FAQ untuk bahan pola pengecoran logam

Apa bahan yang paling umum digunakan untuk pola?

Kayu adalah bahan yang paling umum digunakan untuk pola.

Apa saja sifat bahan pola?

1. Berat bahan pola harus ringan.
2. Memiliki kemampuan untuk menahan korosi serta semua jenis reaksi kimia.
3. Tidak terpengaruh oleh variasi suhu serta kelembaban.
4. Stabil secara dimensi serta tersedia dengan harga rendah.
5. Kokoh dan tahan lama: pilih bahan pola yang tahan lama, tidak melengkung atau berubah bentuk selama proses pengecoran.
6. Anti abrasi dan tahan air: sangat penting untuk memilih bahan yang tahan air dan anti korosi untuk melindungi pola pengecoran dari karat dan degradasi.
7. Mudah dibentuk: tidak terpengaruh oleh perubahan suhu dan kelembaban.
8. Biaya rendah dan bobot lebih kecil: ini memastikan keseimbangan antara biaya dan keuntungan untuk pengecoran Anda.

Kesimpulan

Ada 6 pertimbangan dalam menentukan jenis bahan pola yang akan digunakan, yaitu jumlah coran, jumlah produksi, akurasi dimensi, sifat proses cetakan, metode cetakan, dan juga kompleksitas serta ukuran pengecoran. Lalu jenis bahan pola yang bisa digunakan antara lain kayu, logam, styrofoam, plastik dan lilin. Kelima bahan pola tersebut sudah sah dan sering digunakan oleh perusahaan di industri pengecoran logam.

Penulis:

Alfina Indah Rahmawati

Referensi:

mechical.com/PatternMaterials:Types,Uses,Advantages,Disadvantages/10-2021