P-ISSN: 2549-5038 E-ISSN: 2580-4979

## ANALISIS PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP LUBKRIKASI PADA MOULD DAN KUALITAS WHEEL PADA PROSES DIE CASTING
AHMAD ISKANDAR 1 , AMIR 2 , AMRULLAH 3
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Tangerang Jl. Perintis Kemerdekaan I/33 Cikokol-Tangerang E-Mail : iskandar.umt@yahoo.com

## ABSTRAK
Pesawat terbang merupakan transportasi yang sangat diminati oleh masyarakat, karena kenyamanan dan waktu penerbangan yang sangat singkat. Pada saat ini penguasaan teknologi rancang bangun di bidang kedirgantaraan sangatlah pesat contohnya saja bermunculan berbagai jenis pesawat terbang seperti Boeing series, Airbus Series, Bombardir Series, ATR Series, bahkan dalam negeri juga mempunyai pesawat tersendiri buatan PT Dirgantara Indonesia seperti CN (235,295,2235-200), NC212, Helikopter H21 Super Puma, N219, dan lain-lain. Aliran udara melewati fan blade pada pesawat terbang jenis BOEING 737-800NG dengan mesin CFM56-7B  yang  dianalisa  menggunakan  software  CFD.  Pada  penelitian  ini  memfokuskan  pengaruh ketinggian terhadap kecepatan, gaya dorong, dan gaya hambat pada aliran udara melewati fan blade dengan menggunakan software CFD. Metode yang digunakan dalam penelitian ini, pengumpulan data langsung pada objek yang di analisis pada software CFD. Berdasarkan simulasi pada CFD dapat disimpulkan bahwa Velocity x dan pressure setelah melewati fan blade pada ketinggian 10.000 feet, masing-masing menghasilkan 157,057 m/s  dan  64801.10  pa.  Sedangkan  berdasarkan  ketinggian  20.000  feet,  masing-masing  menghasilkan 199,797 𝑚/𝑠 dan 30619,11 Pa. Pola aliran udara yang dibelakang   fan blade menghasilkan pola aliran udara laminar dan gaya dorong (thrust) dan gaya tahanan (drag) yang di hasilkan pada ketinggian 10.000 feet berturut-turut adalah 115120,442 N dan 12244,13N, dan pada ketinggian 20.000 feet adalah 134418,55 N dan 15965,3. Kata Kunci : Die Casting, Wheel, High pressure, Dies/Cetakan

## ABSTRACT
The technology in the Die Casting mold process has been used to make relatively difficult products with Machining processes. In addition, literature reports on the superiority of die casting process technology that proves capable of producing a product at a relatively low price with better quality. The main capital of production  process  with  this  route  is  the  die  casting  process  with  various  methods  both  mechanically, chemically, and pressure. In this research is focused on Casting Wheel production process by mold method on High pressure die casting process by analyzing a mold temperature to maximize mold lubrication in affect to the quality of a wheel product. Expected results after analyzing this process that can produce a product with the best quality to meet the standards on the process of die casting because the needs of the company to be utilized as increasing productivity in the production process of die casting.
Keywords : Die Cating, Wheel, High Pressure, Dies/Mould

## 1. PENDAHULUAN
Saat ini, teknologi berkembang sangatlah pesat dan  kemudian  di  aplikasikan  kedalam  berbagai macam  bidang,  termasuk  kedalam  bidang  produksi. Melihat  dari  hal  tersebut,  penulis  bermaksud  untuk menganalisa pengaruh temperatur terhadap lubrikasi di mould dan kualitas produk pada proses die casting . Maka  dari  pada  itu  untuk  meningkatkan perkembangan  kedalam  bidang  produksi casting , penulis bermaksud menganalisa pengaruh temperatur lubrikasi dan kualitas produk die casting dengan hasil yang maksimal, sehingga dapat menghasilkan produk yang berkualitas .
Hasil yang diharapkan yaitu dapat menghasilkan  produk wheel yang  sesuai  dan
memenuhi standar kualitas yang diinginkan PT. XY, dan  hasil  analisa  ini  diperuntukan  sebagai  media pembelajaran pada bidang produksi die casting /pengecoran,
Kondisi cacat yang paling banyak dijumpai pada proses  pengecoran  saluran  adalah Flowline atau pertemuan aluminium tidak menyatu dan menimbulkan  kerutan  pada  produk.  Banyak  faktor yang mempengaruhi proses pengecoran ini sehingga menyebabkan cacat tersebut. .
Flowline Adalah  fenomena  cairan  aluminium yang mengalir kedalam cetakan tidak dapat menyatu dengan  sempurna  sehingga  menyebabkan  kerutan yang dalam pada permukaan produk.
P-ISSN: 2549-5038 E-ISSN: 2580-4979
Gambar 1. Bentuk Kerutan Flowline
Gambar 2.  Bentuk Flowline Bentuk Potongan
Penyebab  utama  terjadinya flowline karena beberapa  hal.  Diantaranya  adalah  spray  dari  jumlah lubrikasi terlalu banyak, penurunan temperatur mould atau  cetakan,  point/titik spray lubrikasi  tidak  tepat, proses gerakan injeksi saat aluminium ditekan masuk menjadi  abnormal  karena  tidak  terlubrikasi  dan  g as ventilasi dari cetakan tidak bagus.
Soldering adalah  gejala  menempelnya aluminium  pada cavity/ cetakan karena  pengaruh panas/temperatur  pada  bagian  tertentu  saja  yang overheat /tidak terkena lubrikasi.

## Gambar 3. Bentuk Aluminum yang Hilang dari Produk
Penyebab  utama  terjadinya soldering yaitu karena  pengaruh  dari  pendinginan external dari lubrikasi yang tidak sempurna. Selain itu, aluminiuim yang  menempel  pada  bagian  cetakan  yang  sudah crack (1:100 kasus).
Fenomena  dari  terjadinya  abnormal mekure adalah  pada  permukaan  produk  ada  bagian  yang terkelupas  tipis  karena  proses machining atau  pada saat proses penghilangan burry lebih pada produk.
Gambar 4 Bentuk Daging yang Terkelupas dari Produk
Penyebab  utama  terjadinya mekure pada produk  yaitu  gas  terjebak  dari  sisa  lubrikasi  yang terbakar oleh aluminum, proses lubrikasi yang tidak sempurna dan pemilihan material lubrikasi yang tidak bagus
Galling atau  dalam  bahasa  jepang Kajiri adalah kondisi cacat produk yang terjadi akibat pada saat  cetakan  membuka  atau  ketika  produk release , terjadi scratch pada  permukaan  produk  (seperti cakaran).
Gambar 5. Bentuk Cacat Produk Galling pada Permukaan
Penyebab utama terjadinya galling diantaranya  adalah  permukaan  bagian  yang galling/ scratch tidak  terlubrikasi,  komposisi  casiran lubrikasi  tidak  tepat,  d raft  angle permukaan  tidak bagus dan under cut / permukaan antara produk yang galling terdapat step . Shringkage adalah  fenomena  terjadinya ruang  kosong  yang  tidak  terisi  aluminium  pada bagian dalam produk. Atau dalam kata lain terdapat sisa  gas  yang  terjebak  pada  cetakan  yang  tidak berhasil keluar.
Gambar 6. Bentuk Cacat Produk Shringkage di dalam Produk Penyebab  utama shringkage diantaranya adalah  turbulensi  dari  aluminium  yang  didorong melebihi kecepatan yang ditentukan oleh perhitungan,  s hringkage karena  gas  terjebak  (sisa lubrikasi  yang  terbakar  dan  menguap  berubah menjadi gas).
Retakan  pada  cetakan  atau  dalam  kata  lain heat  check Adalah  fenomena  dimana  pada  cetakan terdapat gejala-gejala retakan kecil akibat pemuaian dan penyusutan berulang secara terus-menerus yang terdapat  pada  produk.  Hal  ini  wajar  terjadi  karena pada  saat  aluminium  masuk  temperatur  +  620°C kemuadian di dinginkan melalui pendinginan internal dan external sehingga suhu cetakan menjadi drop.
P-ISSN: 2549-5038 E-ISSN: 2580-4979
Gambar 7. Bentuk Heat Check Pada Produk
Penyebab  terjadinya heat  check diantaranya adalah kondisi cetakan sudah termakan usia (life time) dan  kekerasan  cetakan  rendah miss  run  (Fill  up defect).
Miss  run adalah  fenomena  terjadinya solidifikasi  pada  saat  masih  ada  bagian  didalam cetakan  yang  belum  terisi  penuh  dengan  cairan aluminium.
Gambar 8. Bentuk Miss Run pada Produk Penyebab utama terjadinya Miss run terbagi dalam  beberapa  hal  diantaranya  adalah  temperatur cetakan  menurun/ drop dan  gas release tidak sempurna

## 2. METODOLOGI PENELITIAN
Proses  pengecekan  temperatur  dimulai dilakukan  terlebih  dahulu  proses  simulasi  dengan menggunakan alat ( Thermotracer /thermogear ) untuk mengecek suhu optimal pada cetakan/ dies , kemudian di analisa dengan menggunakan software INFRECT, hal  ini  bertujuan  untuk  melihat  bentuk  temperatur yang  ada  di  cetakan  yang  berbeda,  dan  hasil  dari temperatur  ini  digunakan  untuk  kelengkapan  tugas akhir. Pada proses ini dilakukan simulasi berdasarkan fungsi dan jenis die lubricant yang dipakai.
Gambar 9. Thermotracer Jenis Infrec
Gambar 10.  Temperatur Cetakan
Pengambilan temperatur menggunakan Thermotracer dapat  diambil  untuk  simulasi  cetakan pada  saat after casting .Dalam  Pengetesan Die  Lube dilakukan  menggunakan pure  die lubricant yang  di teteskan  ke  alat heater dan  di  cek  menggunakan pengecekan  temperatur  dengan thermotracer . Sebelum  dilakukan  pengetesan/pengecekan die lubricant dibutuhkan alat/bahan sebagai berikut.
Tabel 1. Trial Alat dan Bahan Item Check Satuan/Hasil Dirution 100 Material SUS304(100x10 0x2,5) Temperature (°C) 120,  150,  200, 250, 300, 350°C Spray Timer (Sec) 1,5 Distance (mm) 200 Air Pressure (Mpa) 0,4 Lubrication pressure (Mpa) 0,1 Nozzle Atomax
Alat  untuk  mengecek die  lubricant pada  saat spray time dengan temperatur yang bisa di atur untuk mengetahui bagus atau tidaknya lubricant menempel terhadap cetakan.
P-ISSN: 2549-5038 E-ISSN: 2580-4979
Standar  pengambilan  sampel  bagus/tidaknya  suatu lubricant dibuatkan standar untuk temperatur berapa lubricant bisa menempel.
Gambar 12. Standar Die Lubricant Good/No good
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Temperatur Optimal Lubricant Die Casting
Fungsi Die Lubricant pada proses pengecoran logam atau dalam istilah lain yaitu die casting adalah untuk  melapisi  cetakan  agar  lapisan  film  dari die lubricant menempel pada cetakan, sehingga loss time trouble lengket  produk  pada  cetakan  dapat  di minimalisir.  Temperatur  cetakan  terhadap lubricant yang tepat akan berpengaruh pada mampu lubricant menempel cetakan dengan sempurna yang kemudian mngakibatkan  cetakan  terlapisi  sempurna  oleh die lubricant pada  proses die  casting .  Sehingga dibutuhkan temperatur cetakan yang optimal.
Adapun  temperatur  yang  dibutuhkan  agar lubricant dapat  melumasi  cetakan  die  casting  pada suhu  target  150-250°C.  karena  pada  temperatur tersebut  lubrikasi  akan  melapisi  cetakan  dengan sempurna.  Pada  data  trial  yang  sudah  dilakukan  di perusahaan PT. XY sebanyak 6 kali dan didapatkan bahwa:
Peneliti melakukan eksperimen pada perusahaan  PT.  XY  dengan  menggunakan  mesin berkapasitas 800 Ton yaitu pada jenis / model produk yaitu wheel . Trial dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut:
Gambar 14. Langkah-Langkah Trial
D ari data trial yang dilakukan sebanyak 6 kali dapat  di  lihat  bahwa  semakin  cepat timer  cooling
maka semakin overheat , tetapi jika terlalu lama pun temperatur semakin dingin.
Tabel 2.  Trial Temperatur Dengan Timer
Dari data tabel diatas didapat bahwa dengan semakin cepat  waktu  alir cooling maka  temperatur  cetakan semakin overheat yang  dapat  mengakibatkan defect pada produk dan bisa menimbulkan trouble lengket pula.  Sementara  jika timer  cooling semakin  lambat pun  mengakibatkan  semakin  dingin  pula  cetakan yang mengakibatkan die lubricant tidak akan pernah melapisi pada cetakan.
Gambar 15. Standar Good & No Good
Gambar 16. Temperatur Optimal Cetakan
Temperatur optimal pada pengambilan suhu pada  cetakan mould di  dapat  bahwa  dengan
Good
No Good
P-ISSN: 2549-5038 E-ISSN: 2580-4979
temperatur  yang  masuk  kedalam range 150-250°C tidak  mengalami  masalah  lengket  pada  cetakan  dan kualitas  yang  dihasilkan  pun  sangat  bagus  karena untuk produk yang defect tidak bermasalah. Sementara temperatur jika <150°C mengalami lengket pada cetakan karena die lubricant tidak dapat melapisi cetakan dengan sempurna. Sama halnya  jika  kelebihan  temperatur  jika  >250°C  juga mengalami defect produk  dan trouble lengket  pun ada.
Pengambilan temperatur pada cetakan before spray dan  atomizer  dan  kemudian  di  input menggunakan software  infrect di  dapat  bahwa temperatur  optimum die  lubricant dapat  melapisi cetakan 150°C-250°C.
Gambar 17. Softwar e Infrect Data Temperatur
Bandingkan  dengan  kualitas  pada  titik-titik temperatur  tersebut  mulai  dari  temperatur  yang rendah  sampai  temperatur  maksimum  pengaruh temperatur  terhadap  mampu lubricant melapisi  dan hasil kualitas produknya diantaranya:
1. Temperatur  (a)  menunjukan  angka  136°C mengakibatkan produk lengket pada cetakan. Hal ini  terjadi  karena  lubricat  tidak  dapat  berfungsi jika temperatur minimum 150°C.

## Gambar 18. Produk Lengket
2. Temperatur (b) 188°C produk yang dihasilkan ok tidak ada defect quality pada produk.
3. Temperatur  (c)  208°C  produk  yang  dihasilkan pun  ok  sama  seperti  poin  b,  karena  temperatur maksimum yang mampu lubricant melapisi pada angka 250°C.
4. Sementara  untuk  Temperatur  (d)  produk  yang dihasilkan  menjadi  galling/produk  seperti
tercakar  karena  cetakan  tidak  terlapisi die lubricant karena  mampu  lubricant  melapisi maksimal  250°C.  sementara  pada point d temperatur overheat karena suhu cetakan sampai pada 316°C.
Gambar 19.  Produk Galling
Temperatur  yang  optimal  agar  die  lubricant dapat  melapisi  cetakan  yaitu  pada  temperatur  150- 250°C karena jika terlalu rendah ataupun terlalu over dapat  mengakibatkan  die  lubricant  tidak  dapat melapisi cetakan dengan sempurna.
Tabel 3. Monitoring Temperatur dan Lengket

## Gambar 20.  Temperatur Batas Atas dan Batas Bawah
Adapun temperatur batas bawah yang dapat distandarkan  yaitu  pada range antara  150°C  karena pada  saat  temperatur  cetakan  <150°C  cairan die lubricant tidak akan menempel karena sifat dari wax sendiri  dapat  melapisi  jika  temperatur  pada  suhu >150°C.
P-ISSN: 2549-5038 E-ISSN: 2580-4979
Gambar 21. Die Lubricant Tersisa karena Temperatur <150°C
Temperatur  batas  atas  yaitu  pada  suhu 250°C.  Jika  temperatur  >250°C die  lubricant tidak bisa melapisi cetakan karena jika temperatur melebihi standar hanya akan terjadi lubricant menggumpal dan selanjutnya  menguap  begitu  saja  seperti  halnya  air yang ada di daun talas yang tidak akan meresap tetapi hanya akan menguap saja.

## Gambar 22.  Air Pada Daun Talas
Jadi jika temperatur berada pada batas bawah die  lubericant tidak  melapisi  cetakan  sehingga cetakan  tidak  ada  lapisan film agar  produk  dapat release dengan  sempurna  dan  juga  dapat menimbulkan defect produk  diantaranya flowline, shringkage, dan crack .  Tapi  jika  temperatur over berada  pada  batas  atas  akan  menimbulkan  cairan lubricant tidak  melapisi  cetakan  pula  dan  dapat menimbulkan trouble lengket,  selain  itu  pula  dapat menimbulkan defect produk berupa galling , mekure dan soldering .
3.2 Pengaruh Lubricant Terhadap Kualitas

## Produk Wheel PT. XY
Hasil  kualitas  produk  yang  ada  setelah dilakukan  trial  agar  temperatur  optimum  yang distandarkan akan berpengaruh terhadap kualitas dan trouble produk  yang  lengket  pada  cetakan  dapat dilihat pada grafik berikut:

## Gambar 23. Loss Time Produk lengket

## 1. Temperatur < 150°C
Pada  temperatur  dibawah  standar  produk  selain mengalami  lengket  pada  cetakan,  juga  mengalami terjadinya defect produk/  cacat  karena  masih  ada cairan lubricant tertinggal dan menimbulkan cetakan yang dingin juga tidak bisa melapisi cetakan.
Gambar 24. Produk Flowline karena Cetakan Terlalu Dingin
2. Temperatur 150-250°C Pada  temperatur  standar  didapat  produk  yang sempurna karena lubricant melapisi cetakan dengan sempurna.
Gambar 25. Produk Ok Tanpa Defect 3. Temperatur > 250° C Temperatur overheat juga  bisa  menimbulkan produk lengket akibat cairan lubricant yang tidak bisa melapisi cetakan seperti halnya air di daun talas.
P-ISSN: 2549-5038 E-ISSN: 2580-4979
Gambar 27. Galling karena Overheat
Hasil trial temperatur terhadap kualitas produk di PT.  XY  dapat  di  urutkan  sesuai    klasifikasi  jenis reject, repair, output dan loss time sebagai berikut:
1. Reject / Quality  Ratio .  Dari  hasil trial didapat untuk produk yang reject diantaranya:
Gambar 28. Reject /Quality Ratio
Hasil  percobaan trial dengan setting parameter temperatur  pada  bulan  juni-september  mengalami penurunan produk yang reject.

## 2. Repair Ratio
Gambar 29. Repair Ratio Dari Hasil percobaan produk yang di repair tidak mengalami  perubahan  baik  itu  sebelum setting temperatur dan sesudah setting parameter temperatur cetakan.

## 3. Loss Time
Gambar 28. Loss Time
Dari hasil eksperimen trial Loss time produk yang  lengket  pada  cetakan  menurun  karena  ada perubahan/monitoring  temperatur  cetakan  agar trouble loss lengket yang diakibatkan karena cetakan yang  tidak  terlubrikasi  mengalami  penurunan  yang signifikan  dibanding  sebelum  dilakukan setting temperatur.

## 4. KESIMPULAN
1. Temperatur optimum
Bahwa  penyebab  utama  dari  kasus  atau masalah  produk  lengket  pada  cetakan  di  akibatkan karena pada cetakan tidak terlapisi oleh die lubricant . Yang mana die lubricant ini akan menempel/melapisi cetakan  jika  temperatur  cetakan  memiliki  tingkatan temperatur  minimum  dan  temperatur  maksimum yang telah di uji oleh penulis dimana unuk temperatur minimum  di  angka  150°C,  sedangkan  untuk temperatur  maksimum die  lubricant yang  mampu melapisi cetakan di angka 250°C.
2. Temperatur batas atas & batas bawah Alasan  kenapa  minimum  150°C  temperatur yang di jadikan standar karena pada saat temperatur dibawah <150°C maka seperti cipratan air bercampur die lubricant yang hanya melewati cetakan saja yang tentu  tidak  akan  pernah  melapisi  cetakan  hingga sempurna.
Tetapi jika temperatur maksimalpun itu tidak direkomendasikan  oleh  penulis  karena  pada  saat kondisi  temperatur  cetakan  melebihi  >250°C  maka cairan die lubricant tidak akan menempel juga pada cetakan. Hal ini karena pada saat temperatur >250°C hanya  seperti  air  yang  ada  di  daun  talas  yang  tentu tidak akan pernah melapisi dan hanya akan menguap saja pada cairan die lubricant tersebut. 3. Pengaruh Lubricant terhadap kualitas Dari  data  hasil  pengujian  didapatkan  hasil untuk  proses  analisa  temperatur  yang  mengethaui pengaruh  temperatur  terhadap  ceakan  dan  kualitas pada wheel didapatkan hasil yang memuaskan karena
P-ISSN: 2549-5038 E-ISSN: 2580-4979
pada saat setelah analisa dan dilakukan uji coba pada cetakan dan dilakukan monitoring maka hasil untuk masalah  produk  lengket  pada  cetakan  mengalami penurunan  yang  signifikan  karena  untuk  jumlah trouble  lengkat  pada  bulan  juli-september  2019 mengalami penurunan.

## DAFTAR PUSTAKA
Amrullah.Irvan.2013. Atomisasi gas argon .
Bandung:Politeknik Negeri Bandung Edward J. Winarcik.2003. High Integrity Die Casting Proceses ,  New  York  USA:  Jhon  Wiley  & Son
Maulana.Firman.2016. Standar mold design.
Indonesia:Yamaha motor Ueda.Mr.2010. Quality  die  casting .  Japan:Yamaha motor http://Docplayer.info/amp/35046082-analisa- simulasi-high-pressure-die-casting-hpdc- aluminium-alloy-dengan-dua-varian- cooling-menggunakan-software- magma.html/ http://hapli.wordpress.com/non_ferro/aluminium- alloy/ www.jiedamould.com/id/workshop/die-casting- workshop/ www.pengaruh-lubrikasi-terhadap-cetakan-die- casting