Copyright © 2021, JPLP, e ISSN 2654-251X

## Perancangan Klem Untuk Cetakan
Vertical Pouring Di Laboratorium Pengecoran Logam Politeknik Manufaktur Bandung

## Mohamad Agus Solihin, Dodo Suhada, Sukiman
Jurusan Teknik Pengecoran Logam Politeknik Manufaktur Bandung, Bandung Corresponding Author : asolihin@polman-bandung.ac.id
Received: 1 st December 2020; Revised: 19 th December  2020; Accepted: 15 th January 2021;
Available online: 24 th January 2021; Published regularly: January 2021

## Abstract
In  the  foundry  laboratory  at  Bandung  Polytechnic  for  Manufacturing,  there  is  a  student  practicum  program where  the  student  learns  several  molding  methods  that  are  often  used.  One  of  these  methods  is  a  vertical  pouring method.  This  is  a  one  of  mold  method  in  the  foundry  process  where  the  object  is  positioned  vertically  (vertically) with  the  inlet  position  either  at  the  bottom  of  the  object  or  at  the  top  of  the  object.  In  this  experiment  using  the vertical pouring method with direct pouring from a top. This method is usually used for objects that are plate shaped or  cylindrical.  The  advantage  of  this  method  can  control  shrinkage  and  minimizes  the  mold  area.  In  the  process, where the object will be made in limited quantities, the mold is tied and buried in sand. The problems are processing time is longer than Cup and Drug molds, and wears a lot of sand. For this reason, a tool for clamping vertical molds is  designed.  This  tool  is  expected  to  reduce  use  of  sand,  and  reduce  processing  time.  This  tool  is  made  of  steel. vertical pouring method becomes more effective and efficient by using clamps.
Key Words : Vertical pouring, moulding clamps, Sand Molding, Foundry.

## Abstrak
Dalam  program  praktikum  mahasiswa  di  laboratorium  pengecoran  logam  Politeknik  Manufaktur  Bandung, terdapat  beberapa  metode  cetakan  yang  dipakai.  Salah  satu  metode  tersebut  adalah  metode  vertical  pouring. Metode vertical pouring ini adalah metode cetakan dalam proses pengecoran logam dimana benda cor diposisikan berdiri  (vertikal)  dengan  posisi  saluran  masuk  dapat  di  bagian  bawah  benda  atau  di  bagian  atas  benda.  Pada penelitian kali ini yang digunakan adalah metode  vertical pouring dengan saluran langsung dari atas. Metode ini, biasanya  digunakan  untuk  benda-benda  cor  yang  cenderung  silindris.  Kelebihan  metode  ini  adalah  dapat memaksimalkan pengendalian penyusutan, dan meminimalisi penggunanan area cetakan. Dalam prosesnya, dimana produk dibuat dalam skala terbatas, cetakan ini diikat dan di tanam dalam pasir. Masalah yang timbul selama ini adalah, waktu pembuatan yang lebih lama dibanding cetakan biasa (cetakan Cup and Drug), dan penggunaan pasir yang  masih  banyak.  Untuk  itulah  dirancang  alat  untuk  mengeklem  cetakan  vertikal.  Alat  ini  diharapkan  dapat mengurangi pemakaian pasir, dan mengurangi waktu pengerjaan. Alat ini terbuat dari baja. Dari hasil penelitian dihasilkan bahwa dengan memakai klem methode vertical pouring jadi lebih efektif dan efisien.
Kata Kunci : Vertical pouring, klem cetakan, Pasir Cetak, Pengecoran Logam.

## PENDAHULUAN
Ada  beberapa  metode  yang  dipakai  dalam  praktikum  proses  pengecoran  Logam  di  laboratorium pengecoran logam. Salah satu metode yang sering digunakan adalah vertical Pouring . Metode ini sering
dilakukan oleh mahasiswa dalam praktikum dan produksi skala terbatas. Dalam pelaksanaannya, metode ini banyak menyita waktu praktikum dan penggunaan pasir yang berlebih.
Metode vertical  pouring ini  adalah  metode  dimana  benda  di  cor  dalam  posisi  berdiri  (vertikal). Metode ini tidak menggunakan rangka cetak ( Flask ). Pasir yang digunakan pasir kering baik berpengikat Air Kaca ( Water Glass ) ataupun Resin. Sistem saluran untuk metode vertical pouring ini dapat di bagian bawah  ataupun  bagian  atas  benda.  Ketepatan  system  saluran  ini  sangat  berpengaruh  terhadap  kualitas coran  (Soejono  Tjitro,  2001)  Pada  pembahasan  kali  ini,  sistem  saluran  dari  bagian  atas  dengan  cara mengecor langsung melalui penambah atau disebut juga sistem saluran langsung dimana benda langsung dihubungkan dengan system saluran (K Roziqin, H Purwanto, I Syafaat, 2012). Dalam proses ini, cairan logam yang di corkan harus dijaga kebersihannya. Tetapi temperatur cor dapat dibuat serendah mungkin, sehingga penyusutan cair dan kristal dapat diminimalisir.
Dalam  proses  pengecorannya  cetakan  vertikal  ini  disusun  berbaris.  Sebelum  cetakan  disusun, dilakukan pengikatan terlebih dahulu agar cetakan  tidak lepas saat disusun. Untuk memperkuat biasanya dilakukan penimbunan dengan menggunakan pasir berpengikat bentonit.
Untuk  mengurangi  pemakaian  pasir  dan  mengurangi  waktu  kerja,  maka  dirancanglah  alat  untuk mengeklem  cetakan  yang  sudah  disusun.  Dimana  alat  ini  terbuat  dari  baja,  sehingga  cukup  aman  dan tahan lama dalam pemakaian. System klem dengan menggunakan ulir (baut), memungkinkan jumlah dan volume  cetakan  yang  disusun  dapat  bervariasi  sehingga  memudahkan  digunakan  saat  praktikum mahasiswa atau produksi sekala terbatas.
Klem  yang  dirancang  ini  dipergunakan  untuk  mengikat  cetakan  yang  sudah  disusun.  Sehingga dengan klem ini bisa menghilangkan penggunaan pasir berpengikat bentonit. Dengan klem ini juga bisa mereduksi waktu kerja dan jumlah personil tanpa mengurangi kualitas hasil coran.

## MATERI DAN METODE
Metode  pertama  yang  digunakan  adalah  metode  vertical  pouring  dengan  cara  ditimbun menggunakan pasir berpengikat bentonit. Berat pasir berpengikat bentonit yang digunakan dapat dihitung dengan  menghitung  volume  rangka  cetak  yang  digunakan  dikalikan  dengan  Berat  Jenis  pasir  (oyok yudianto, 2006).
Dimensi Rangka Cetak yang digunakan : 4.4x5.7x3 (dm) sebanyak 2 bh Dimensi cetakan vertikal : 2.1x6.4x1.3 (dm) sebanyak 2 bh Berat jenis Pasir berpengikat bentonit : 1.8 Kg/dm 3
Perhitungan berat pasir yang digunakan : Berat pasir = (V Rangka Cetak -V Cetakan Vertikal ) X BJ pasir Berat pasir = ((2x4.4x5.7x3)-(2x2.1x6.4x1.3))x1.8 Berat pasir = (150.48-34.94)x1.8 Berat pasir = 207.96 Kg ≈ 208 Kg Maka berat pasir yang digunakan untuk menimbun cetakan vertikal adalah sekitar 400 Kg.
Pada  metode  kedua,  dimana  cetakan  vertikal  menggunakan  klem  tidak  memerlukan  pasir berpengikat bentonit.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Metode Vertical  Pouring sangat  baik  diterapkan  untuk  benda-benda  yang  berbentuk  silindris  atau yang  berbentuk  plat.  Karena  dengan  metode  ini,  resiko  benda  melenting  akibat  pendinginan  dan penyusutan bisa dihindari.
a
b
Gambar  1.  Contoh  benda-benda  yang  lebih  baik  di  cor  dengan  menggunakan  metode  vertikal  yaitu  (a)bentuk silindris  dan (b)bentuk plat.
Dalam  proses  pengecorannya,  cetakan  diposisikan  berdiri.  Cairan  langsung  dituangkan  kedalam rongga cetakan melalui penambah. Dalam proses ini, kebersihan cairan logam sangat dijaga sekali. Hal ini dikarenakan cetakan tidak memiliki runer (saluran terak) yang dapat menahan kotoran dari cairan masuk ke dalam rongga cetakan.
Gambar 2. Metode vertical pouring dimana benda diposisikan berdiri saat dicor.
Selanjutnya  cetakan  disusun  berbaris,  lalu  di  timbun  dengan  pasir  berpengikat  bentonit.  Hal  ini dimaksudkan  agar  cetakan  vertikal  tidak  belah  (hancur)  saat  cairan  logam  dituangkan  kedalam  rongga
Benda silindris Penambah Penambah Benda plat Arah masuk cairan logam Arah masuk cairan logam Arah masuk cairan logam Penambah Cetakan kanan Benda cor Cetakan kiri
Copyright © 2021, JPLP, e ISSN 2654-251X
cetakan. Pasir berpengikat bentonit yang dipakai karena pasir ini memiliki daya rekat yang tinggi, mudah pembentukan ketika basah, dan mengeras ketika sudah kering (I Made Astika dkk, 2010).
Gambar 3. Penyusunan dan penimbunan cetakan vertikal sebelum dicor .
Dalam  proses  penyusunan  dan  penimbunan  ini,  masalah  utama  yang  muncul  adalah  waktu  kerja tanbahan  yang  cukup  menyita  waktu  praktikum  mahasiswa  dan  adanya  tambahan  volume  pasir  cetak (pasir cetak berpengikat bentonit). Hal ini membuat praktikum mahasiswa kurang efektif dan efisien baik dari segi bahan maupun waktu.
Alat  untuk  mengeklem  cetakan  vertikal  ini  terbuat  dari  plat  dan  as  baja  karena  mudah  didapat, murah,  dan  tahan  panas  (Ramang  Magga,  2010).  Hal  ini  dimaksudkan  supaya  alat  ini  dapat  berfungsi dengan baik dalam pengekleman dan tidak rusak saat cetakan dicor. Bagian dari ujung as ini dibuat berulir supaya mudah dalam pemasangan dan pembongkaran serta jarak pengekleman dapat disesuaikan dengan ketebalan cetakan.

## Gambar 4. Deskripsi rancangan alat klem cetakan vertikal, dimana alat terbuat dari plat dan As  baja dengan ujung berulir sehingga jarak pengekleman dapat disesuaikan dengan ketebalan cetakan.
Cara kerja alat klem cetakan ini sangat mudah pemakaiannya. Cetakan bagian kiri dan bagian kanan yang sudah di asembling, di susun di dalam klem cetakan ini. Lalu jarak klem diatur, disesuaikan dengan ketebalan cetakan. Kencangkan klem cetakan dengan cara memutar keempat buah mur sesuai arah jarum jam.
Cetakan vertikal Pasir penimbun Rangka cetak Fix plat Plat bergerak Poros Baut pengencang
Gambar 5. Cetakan disusun dalam klem cetakan, lalu mur-mur dikencangkan searah jarum jam.
Perancangan alat klem cetakan ini dilakukan dengan metode percobaan di laboratorium pengecoran logam Politeknik Manufaktur Bandung. Percobaan dilakukan dengan membandingkan metode yang biasa digunakan  praktek  mahasiswa  dan  dengan  menggunakan  alat  klem  cetakan  ini.  Dari  hasil  percobaan tersebut,  diambil  data-data  mengenai  waktu  kerja  (waktu  penyusunan  cetakan)  dan  bahan  pasir  yang dipakai.
Ada  beberapa  tahapan  dalam  percobaan  ini.  Tahapan  pertama  adalah  perancangan  yang  meliputi juga  penentuan  dimensi  dan  pemilihan  bahan.  Tahapan  kedua  pembuatan  berdasarkan  rancangan  yang sudah  dibuat.  Tahapan  ketiga  diuji  coba  ke  cetakan  untuk  melihat  fungsi  dan  kemudahan  bongkar pasangnya.  Tahapan  keempat  evaluasi  alat  yang  meliputi  fungsi  dan  perkiraan  keberhasilan.  Tahapan kelima  perbaikan  rancangan.  Tahapan  keenam  perbaikan  alat  apabila  ada  yang  perlu  diperbaiki  atau ditingkatkan. Terakhir pengambilan data dengan cara menguji coba beberapa kali  dan menganalisa hasil uji coba tersebut.
Tabel 1. Perbandingan kebutuhan pasir antara cetakan vertikal ditimbun dan diklem
No Variabel Ditimbun Diklem 1 Kebutuhan pasir perlu tidak

## Waktu yang digunakan
Waktu yang digunakan untuk menyusun cetakan vertikal dengan metode pertama (ditimbun) dilakukan dengan cara mengukur langsung. Sampel diambil 5 kali kegiatan penimbunan. Pengambilan data dilakukan dengan cara pengukuran langsung.
Tabel 2. Pengukuran waktu yang diperlukan untuk menimbun cetakan vertikal
NO Cetakan Waktu penyusunan (menit) Keterangan 1 Ke - 1 15.1 2 Ke - 2 15.5 3 Ke - 3 15.3 4 Ke - 4 15.5 5 Ke - 5 15.3 Waktu rata-rata 15.34
Waktu yang digunakan untuk menyusun cetakan vertikal dengan metode kedua (diklem) dilakukan dengan cara mengukur langsung. Sampel diambil 3 kali kegiatan penimbunan.
Tabel 3. Pengukuran waktu yang diperlukan untuk mengeklem cetakan vertical
NO Cetakan Waktu penyusunan (menit) Keterangan 1 Ke - 1 6 2 Ke - 2 6 3 Ke - 3 6 Waktu rata-rata 6

## Jumlah Personil
Jumlah  personil  untuk  menyusun  cetakan  vertikal  pouring  dengan  cara  ditimbun  diperlukan beberapa  orang.  Minimal  tiga  orang  dengan  pembagian  tugas  satu  orang  menyiapkan  pasir,  satu  orang memasukan  pasir  ke  dalam  rangka  cetak,  satu  orang  memadatkan  pasir.  Sementara  untuk  menyusun cetakan vertical pouring dengan cara di klem, cukup seorang saja.
(a)
(b)
Gambar 6. Penyusunan cetakan vertikal, (a) dengan cara ditimbun melibatkan beberapa orang sedangkan (b) dengan cara diklem dapat dikerjakan seorang diri .

## Kualitas
Ditinjau dari kualitas coran yang dihasilkan, tidak ada perbedaan antara cetakan yang ditimbun dan yang  diklem.  Kedua  metode  tersebut  menghasilkan  kualitas  coran  sesuai  tuntutan  kualitas  yang diharapkan. Dimana dalam pembuatan produknya tidak ada yang reject . Pengujian yang dilakukan adalah pengujian visual yang meliputi porositas permukaan (ada atau tidak), kesempurnaan bentuk (bending atau tidak), dan kesesuaian bagian (ada pergeseran di parting line atau tidak).
Gambar 7. Produk coran yang dihasilkan dari metode cetakan ditimbun dan diklem, dimana dari dua acara ini tidak ada perbedaan kualitas, keduanya menghasilkan kualitas secara uji visual bagus tidak terdapat keropos atau melenting.
Tabel 4. Hasil uji cek visual produk tamping dengan menggunakan vertical pouring No Produk Tanggal dicor Jumlah Jadi Reject Keterangan 1 Tamping 18 Nov 2020 11 11 - ditimbun 2 Tamping 22 Nov 2020 12 12 - diklem

## KESIMPULAN
Dari  data  dan  analisa  yang  diperoleh  dari  hasil  percobaan,  didapat  empat  variabel  yang  dapat melihat  efektif  tidaknya  pengekleman  cetakan.  Dari  variabel  pertama  yaitu  pasir  yang  digunakan,  dapat diambil  kesimpulan  bahwa  memakai  klem  dapat  menghilangkan  pemakaian  pasir  untuk  penimbunan cetakan.  Dari  variabel  waktu  kerja,  dapat  diperoleh  kesimpulan  bahwa  cetakan  vertikal  dengan pengekleman lebih mudah dan singkat dalam penyusunan. Dari variabel personil yang melakukan, dengan menggunkan  klem  lebih  sedikit  memerlukan  personil.  Cukup  satu  orang  sudah  dapat  menyusun  cetakan vertical denga baik. Dari sisi kualitas, penyusunan cetakan vertikal dengan cara ditimbun dan diklem tidak ada perbedaan kualitas. Sehingga dapat disimpulkan bahwa cetakan vertikal dengan  menggunakan  klem dalam  penyusunan  cetakan  lebih  efektif  dan  efisien  dibandingkan  dengan  cara  ditimbun.  Maka  metode klem dalam penyusunan cetakan vertikal di laboratorium pengecoran logam dapat diterapkan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Kami ucapkan terima kasih kepada Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Kementrian Pendidikan dan  Kebudayaan  yang  telah  membantu  pendanaan  eksperimen  ini  lewat  penyelenggaraan  program pelatihan magang Pranata Laboratorium Pendidikan tahun 2020.

## DAFTAR PUSTAKA/REFERENCES
Jutz, Herman and Eduard Scharkus (1977) Westermann Tables Fischer, U, Lehnert, R, Leopold, B, Rohrer, W, Schilling, K (1978) Tabellenbuch Metall Elliot, Roy (1988) Cast Iron Technology , Britain : Butterworth & Co.Ltd.
Tjitro,  Soejono  (2001)  ‘Pengaruh  Bentuk  Riser  Terhadap  Cacat  Penyusutan  Produk  Cor  Aluminium Cetakan Pasir’, Jurnal Teknik Mesin Petra V OL . 3, N O .2, O KTOBER 2001 : 41 – 46
Campbell,  John  (2004) Castings  Practice  The  10  Rules  of  Castings, British  :  Elsevier  Butterworth- Heinemann
Surdia,Tata dan Kenji Chijiwa (2006) Teknik Pengecoran Logam . Jakarta : Pradnya Paramita
Yudianto, Oyok (2006) Perancangan Sistem Saluran . Bandung : Polman
Magga,  Ramang  (2010)  ‘Analisis  perancangan  Tungku  Pengecoran  Logam  (Non  Fero)  sebagai  Sarana Pembelajaran Teknik Pengecoran’, Jurnal Ilmiah Matematika dan Terapan V OL . 7, N O .1, M EI 2010 : 54 –60 Astika, I Made., Negara, DNK Putra., Susantika, Made Agus. (2010) ‘Pengaruh Jenis Pasir Cetak dan Zat Pengikat  Bentonit  Terhadap  sifat  permeabilitas  dan  Kekuatan  Tekan  Basah  Cetakan  Pasir  (Sand Casting)’, Jurnal Ilmiah Teknik Mesin Cakra M, 2012 V OL . 4, N O .2, O KTOBER 2010 : 132 – 138 Roziqin, K., Purwanto, H., Syafaat, I. (2012) ‘Pengaruh Model Sistem Saluran Pada Proses Pengecoran Aluminium  Daur  Ulang  Terhadap  Struktur  Mikro  dan  Kekerasan  Coran  Pulli  Diameter  76  mm Dengan Cetakan Pasir’, Jurnal Momentum UNWAHAS, 2012 V OL . 8, N O .1, A PRIL 2012 : 33 – 39