## Perbandingan Kualitas Hasil Pengecoran Metode Sand Casting Dan Metode Pengembangan Lost Foam Invesment Casting Dengan Variasi Bahan Pengikat Berdasarkan Analisis Hasil Pengecoran
Anan Tri Asmoro 1 , Putut Murdanto 2 , Duwi Leksono Edy 3 1,2,3 Program Studi S1 Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Teknik Mesin
1,2,3 Fakultas Teknik Universitas Negeri Malang
1,2,3 Jalan Semarang No. 5, Malang 65145 Email: anantriasmoro@gmail.com
Abstrak. Penelitian ini  merupakan penelitian  komparasi antara metode  sand  casting dan pengembangan  metode lost foam investment casting  dengan variasi bahan pengikat bentonit pada  sand casting dan semen  merah pada lost foam investment casting.  Metode  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  menggunakan  metode  pre  experimental  design  dengan  model  intact group comparision dengan analisis deskriptif. Pengujian yang digunakan meliputi uji visual, uji kekersan vikers, dan struktur mikro.  Adapun  hasil  dari  penelitian  ini  menunjukkan  pada  uji  visual  didapatkan  metode  pengembangan  lost  foam investment  casting  memiliki  kehalusan  yang  lebih  baik  dari  sand  casting.  Berdasarkan  nilai  kekerasan  vikers  lost  foam investment casting memiliki nilai kekerasan 61.07 HV lebih tinggi dari sand casting dengan nilai kekerasan rata-rata 55.85 HV.  Berdasarkan  nilai  uji  struktur  mikro  didapatkan  lost  foam  invesment  casting  memiliki  struktur  butir  yang  lebih homogeny dibandingkan dengan sand casting.
Kata Kunci: Kualitas, Sand casting, Lost foam invesment casting, Pengikat, Hasil Pengecoran.
Abstract .  This  research  conducted  descriptive  comparison  research  between  sand  casting  method  with    variation  of bentonite and red  cement on development of lost foam investment casting method. The method  that use at this research  is pre  experimental  design  method  with  intact  group  comparision  model  and  descriptive  analysis.  The  research  results  as follow: Based on the result of visual test, lost foam investment casting method has smaller casting defect from sand casting method seen from comparison of casting roughness. Based on hardness test, it is obtained average of lost foam investment casting  method  is  61.07HV  and  sand  casting  method  is  55.87HV.  Based  on  micro  structure  test,  it  is  found  that  particle distribution  for  lost  foam  investment  casting  method  has  good  distribution  pattern  with  well  and  homogenous  distributed silicates.
Keyword: Kualitas, Sand casting, Lost foam invesment casting, Binder, Casting Results..
Berdasarkan  Badan  Pusat  Statistik  (BPS)  (2018)  menyatakan  pertumbuhan  produksi  manufaktur  di  Indonesia mengalami kenaikan signifikan. Pada Triwulan I-2018. Untuk industri manufaktur besar dan sedang naik sebesar 5.01 persen terhadap  Triwulan  I-2017.  Industri  pengecoran  logam  yang  masuk  kedalam  industri  logam  dasar  meningkat  sebesar  9,92%. Menurut  Abdullah  (2005)  Perkembangan  industri  pengecoran  logam  tidak  dapat  dirasakan  sebagian  besar  industri  kecil menengah. Permasalahan dasarnya adalah ketergantungan bahan import pengadaan mesin dan harga yang biaya yang mahal.
Metode  pengembangan lost  foam  invesment  casting merupakan  metode  yang  memadukan  antara  pengecoran konvensional dan modern terdiri dari konsep sand casting , lost foam casting, invesment casting dan die casting . Menggunakan pola foam sebagaimana lost foam casting cetakan yang terbuat dari tanah liat dan pasir sebagaimana sand casting cetakan yang dikeraskan sebagaimana die casting dan pola yang dihilangkan sebelum penuangan logam cair sebagaimana invesment casting. Pada penelitian ini dilakukan penelitian eksperiment guna meneliti apakah pengecoran dengan metode pengembangan Lost Foam Invesment Casting menghasilkan kualitas hasil pengecoran yang lebih baik atau tidak. Metode yang digunakan guna mencari hubungan tersebut adalah dengan metode Pre-Eksperimental dengan model Intact-Group Comparison . akan dilakukan dua  percobaan  pengecoran.  Pengecoran  pertama  dengan  menggunakan  metode Sand  Casting yang  kedua  dengan  metode pengembangan Lost foam Invesment Casting yang kemudian hasil dari pengecoran akan dianalisis cacat pengecorannya.

## METODE
Metode  penelitian  merupakan  upaya  yang  dilakukan  oleh  peneliti  guna  mendapatkan  data  dengan  maksud  tertentu berdasarkan kajian keilmuan  melalui sebuah penelitian. Dalam penelitian menurut (Sugiyono, 2018:2) ada beberapa hal  yang
http://journal2.um.ac.id/index.php/jtmp ISSN. 2623-1271/EISSN. 977 262312704
yang harus diperhatikan dalam kajian ilmiah yakni cara ilmiah, tujuan penelitian, dan kegunaan penelitian. Dalam penelitian ini metode  yang  digunakan  adalah  Metode Pre  Eksperimental  Design dengan  model Intact-Group  Comparison yang  kemudian pada penelitian ini akan dibuat dua kelompok penelitian.
Pertama Sand Casting yang akan menjadi kelompok kontrol dan Pengembangan Lost Foam Invesment Casting sebagai kelompok eksperimen. Kelompok kontrol merupakan kelompok yang tanpa dilakukan eksperimen atau perlakuan, jadi variabel yang akan diteliti pada kelompok ini berdasarkan penelitian yang sudah ada pada sebelumya. Sedangkan kelompok eksperimen merupakan kelompok  yang  mendapatkan perlakuan dalam  hal  ini  metode pengembangan Lost  Foam Invesment  Casting yang akan diteliti pengaruh terhadap kualitas hasil pengecoran.
Variabel  penelitian  merupakan  suatu  ketetapan  yang  ditetapkan  oleh  peneliti  yang  menjadi  dasar  untuk  dipelajari  dan diberi kesimpulan yang biasanya berupa suatu atribut atau sifat yang nilainya ditentukan peneliti (Sugiyono, 2010:38). Adapun variabel-variabel yang yang digtetapkan pada penelitian ini sebagai berikut:
1. Variabel Bebas (independent).
Variabel bebas (independent) merupakan variabel yang bebas ditentukan dan tidak terikat atau dipengaruhi oleh variabel lain:
Kelompok O 1 : Semen merah dengan persentase (4%,6%,dan 8%).
Kelompok O 2
: Bentonit dengan persentase (4%,6%,dan 8%).
2. Variabel Terikat (dependent).
Variabel terikat yaitu variabel yang nilainya tergantung oleh variable bebas adapun variasi ini meliputi: Uji Visual, Uji Kekerasan, Uji Struktur Mikro.
3. Variabel Kontrol. Merupakan  variabel yang variasinya di pada peneliti. Variabel kontrol pada penelitian ini antara lain:
a. Kelompok O 1 : Tanah liat, pasir, kadar air.
b. Kelompok O 2 : Pasir silika, kadar air.
c. Logam yang digunakan dalam penelitian ini Aluminium Silikon (Al-Si) daur ulang.
d. Speseimen Uji dengan Ukuran sisi atas 50X50 mm yang diberi champer pada sisinya.
e. Temperatur penuangan 650 0 C.
f. Lama Peleburan 30 menit.

## Instrumen Penilaian Uji Kekerasan
Metode Pengecoran Titik Uji Rata-rata spesimen Rata-rata Total 1 2 3 Spesimen 1 Spesimen 2 Spesimen 3 Instrumen Penilaian Uji Visual No Metode Pengecoran S and Casting Lost foam invesment casting
1 Gambar hasil Sand casting Variasi Bentonit (%)
Gambar Hasil Lost Foam IC
Variasi Semen Merah (%)

## Instrumen Penilaian Uji Struktur Mikro
Sand Casting Bentonit 4% Lost Foam Invement Casting Semen Merah 4% 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
3. 4.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Uji Visual
Secara  visual  dapat  diketahui  bahwa  metode lost  foam  invesment  casting memiliki  kualitas  hasil  pengecoran  yang lebih halus dibandingkan dengan sand casting .
Hasil Visual Pengecoran Sand casting dan Lost foam invesment casting
No Metode Pengecoran S and Casting Lost foam invesment casting
1
Sand casting Bentonit 4% Lost foam invesment casting Semen Merah 4%
2 Sand casting Bentonit 6%
Lost foam invesment casting Semen Merah
6%
3 Sand casting Bentonit 8% Lost foam invesment casting Semen Merah 8%
Menurut penelitian pengabdian (Suyitno, 2016:66) menerangkan bahwa pengecoran dengan cetakan permanen atau die casting memiliki hasil pengecoran yang lebih baik dari metode menggunakan pasir atau Sand Casting jika dilihat dari kualitas cacat  coran.  Salah  satu  metode  yang  diterapkan  pada lost  foam  invesment  casting adalah  metode die  casting sehingga  dapat
dibuktikan  hasil  pengecoran  yang didapat dari die casting menghasilkan kualitas  hasil pengecoran  jika dilihat dari kekasaran permukaannya.

## Uji Kekerasan
1. Sand casting Bentonit 4%
Berdasarkan hasil pengujian kekerasan vickres (HV) Sand casting dengan variasi Bentonit 4%, Pasir Silika 91%, dan Air 5% didapatkan data berikut:
Nilai  Kekerasan (HV) Sand casting Variasi Bentonit 4% Sand Casting Variasi Bentonit 4% Titik Uji Rata-rata spesimen Rata-rata Total 1 2 3 Spesimen 1 33,3 34 48,7 38,7 49,25 Spesimen 2 52,8 55 61,5 56,4 Spesimen 3 41,7 52,4 63,9 52,7 2.
Sand casting Bentonit 6% Berdasarkan hasil pengujian kekerasan vickres (HV) Sand casting dengan variasi Bentonit 6%, Pasir Silika 89%, dan Air 5% didapatkan data berikut:
Nilai Kekerasan (HV) Sand casting Variasi Bentonit 6% Sand Casting Variasi Bentonit 6% Titik Uji Rata-rata spesimen Rata-rata Total 1 2 3 Spesimen 1 64,9 58,6 62,4 61,9 59,4 Spesimen 2 49,9 59,1 63,9 57,6 Spesimen 3 57,7 56,2 62,2 58,7 3. Sand casting Bentonit 8%.
Berdasarkan hasil pengujian kekerasan vickres (HV) Sand casting dengan variasi Bentonit 8%, Pasir Silika 87%, dan Air 5% diperoleh data seperti dibawah ini:
Nilai  Kekerasan (HV) Sand casting Variasi Bentonit 8% Sand Casting Variasi Bentonit 8% Titik Uji Rata-rata spesimen Rata-rata Total 1 2 3 Spesimen 1 59.7 57,4 61,9 59,7 58,9 Spesimen 2 62,8 55,3 47,8 55,3 Spesimen 3 60 60,6 65 61,8
4. Lost foam invesment casting Semen Merah 4% Berdasarkan hasil pengujian kekerasan vickres (HV) Lost foam invesment casting dengan variasi Semen Merah 4%, Tanah Liat 71%, dan Air 25% didapatkan data berikut: Nilai  Kekerasan (HV) Lost foam invesment casting Semen Merah 4% Lost Foam Invesment Semen Merah 4% Titik Uji Rata-rata spesimen Rata-rata Total 1 2 3 Spesimen 1 60,4 64 74,4 66,3 64,4 Spesimen 2 90,1 72,6 61,7 74,8 Spesimen 3 52,8 45,5 57,7 52
5. Lost foam invesment casting Semen Merah 6%
Berdasarkan hasil pengujian kekerasan vickres (HV) Lost foam invesment casting dengan variasi Semen Merah 6%,
Tanah Liat 69%, dan Air 25% didapatkan data berikut: Nilai Kekerasan (HV) Lost foam invesment casting Variasi Semen Merah 6% Lost Foam Invesment Semen Merah 6% Titik Uji Rata-rata spesimen Rata-rata Total 1 2 3 Spesimen 1 61,1 59,3 62,9 61,1 61,9 Spesimen 2 67,1 68,1 47,7 60,9 Spesimen 3 59,5 71,6 59,7 63,6
5.
6.
6. Lost foam invesment casting Semen Merah 8% Berdasarkan hasil pengujian kekerasan vickres (HV) Lost foam invesment casting dengan variasi Semen Merah 8%, Tanah Liat 67%, dan Air 25% didapatkan data berikut: Nilai Kekerasan (HV) Lost foam invesment casting Variasi Semen Merah 8%
Lost Foam Invesment Semen Merah 8% Titik Uji Rata-rata spesimen Rata-rata Total 1 2 3 Spesimen 1 65,4 45,5 63,4 59,4 56,9 Spesimen 2 58,5 56,5 57,1 57,3 Spesimen 3 56,8 53,1 52 53,9
Perbandingan Nilai Kekerasan rata-rata Sand Casting dan Lost Foam Invesment Casting . Dari hasil yang ada menunjukkan bahwa lost foam invesment casting memiliki nilai rata-rata kekerasan yang lebih tinggi dibandingkan dengan sand casting . Menurut Wibowo (2013) hal tersebut dikarenakan kecepatan pendinginan. Dimana secara teoritis pengecoran dengan die casting lebih cepat lanju pendinginannya dari sand casting .

## Uji Struktur Mikro
Struktur mikro sand casting dan l ost foam invesment casting pengikat 4% Sand Casting Bentonit 4% Lost Foam Invement Casting Semen Merah 4% 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
Struktur mikro sand casting dan l ost foam invesment casting pengikat 6% Sand Casting Bentonit 6% Lost Foam Invement Casting Semen Merah 6% 1            2            3            4             5 1           2            3             4            5
Struktur mikro sand casting dan l ost foam invesment casting pengikat 8%
Sand Casting Bentonit 8% Lost Foam Invement Casting Semen Merah 8% 1            2            3            4            5 1            2            3             4            5
Berdasarkan data diatas terllihat secara keseluruhan struktur mikro lost foam investment casting memiliki persebaran silikon yang lebih merata. Berdasarkan penelitiann (Siagian, 2017:305) dalam penelitiann pengaruh permeabilitas cetakan dan penambahan silikon pada logam cair aluminium silikon menerangkan bahwa penambahan unsur silikon pada logam cair akan meningkatkan nilai kekerasan suatu logam.
122 JURNAL TEKNIK MESIN DAN PEMBELAJARAN , Volume 2, Nomor 1, Juni 2019, Halaman: 117– 123
7. 8.

## PENUTUP

## Simpulan
Dari  beberapa  pengamatan  yang  dilakukan  dapat  disimpulkan  secara  keseluruhan  pengujian  didapatkan  bahwa pengecoran Lost  Foam Invesmet  Casting memiliki kualitas  hasil pengecoran  yang  lebih  baik  jika dibandingkan dengan Sand casting yang  ditinjau  berdasarkan  komparasi  pengujian  visual,  komparasi  uji  kekerasan  dan  komparasi  uji  struktur  mikro pengecoran.
Berdasarkan analisis komparasi hasil pengecoran Sand Casting memiliki nilai rata-rata kekerasan 55.85 HV dan Lost Foam  Invesment  Casting sebesar  61.07  HV.  Dari  data  tersebut  menunjukkan  bahwa  secara  teoritis  pengecoran Lost  Foam Invesment  Casting memiliki  nilai  kekerasan  rata-rata  yang  lebih  baik.  Dan  Berdasarkan  analisis  komparasi  struktur  mikro antara Sand Casting variasi  bentonit 4%, bentonit  6%, dan  bentonit 8% dengan Lost  Foam Invesment  Casting variasi  semen merah 4%, semen merah 6%, dan semen merah 8% menunjukkan secara struktur mikro metode Lost Foam Invesment Casting terlihat  memiliki  kekerasan  yang  lebih  baik.  Hal  tersebut  ditinjau  dari  persebaran  silikon  yang  lebih  merata,  kehomogenan struktur, dan tingkat porositas logam.Dari keseluruhan point kesimpulan diatas dapat disimpulkan ada hubungan korelasi antara cacat secara visual dengan nilai kekerasan dan struktur mikro. Adapun dari hasil yang didapat secara teoritis cacat visual yang rendah  menghasilkan  nilai  kekerasan  yang  lebih  tinggi  dan  juga  persebaran  silikon  yang  lebih  merata.  Sehingga  secara keseluruhan  metode Lost  Foam  Invesment  Casting memiliki  kualitas  hasil  pengecoran  yang  lebih  baik.  Dan  dapat dikembangkan sebagai metode pengecoran.

## Saran
Setelah diuraian kesimpulan yang telah dijelaskan dan berdasarkan tujuan dari penelitiann ini maka saran yang dapat membangun pada penelitiann ini antara lain:
1. Bagi  Industri  Pengecoran,  metode  pengecoran Lost  Foam  Invesment  Casting dapat  menjadi  alternative  metode pengecoran selain metode pengecoran yang telah ada.
2. Bagi  penelitiann  dibidang  pengecoran,  metode Lost  Foam  Invesment  Casting dapat  dijadikan  kajian  penelitiann  lebih lanjut. Dan sumber referensi penelitiann.
3. Bagi  pengembangan  ilmu  logam. Lost  Foam  Invesment  Casting dapat  menjadi  referensi  tambahan  sebagai pengembangan metode pengecoran.
Bagi penelitiann selanjutnya maka perlu dilakukan kajian yang berkaitan dengan studi rancangan cetakan yang efisien. Meliputi sistem saluran dan sistem saluran udara  guna  meningkatkan kualitas  hasil  pengecoran  yang sudah ada pada  metode Lost Foam Invesment Casting .

## DAFTAR RUJUKAN
BPS. 2018 . Pertumbuhan Produksi Manufaktur Triwulan I 2018. Abdullah,  H.  2005.  Pemanfaatan  Silica  Fuse  dan  Colloidal  Silica  Local  Untuk  Pembuatan  Cetakan  Keramik  Pada  Proses Invesment Casting. Metal Indonesia . Sugiyono. 2018. Metode Penelitiann Kuantitatif Kualitatif dan R&D . Bandung. Alfabeta.
Suyitno,  S.  2016.  Aplikasi  Cetakan  Permanen  untuk  Meningkatkan  Produksi  dan  Kualitas  Produk  IKM  Pengecoran  Logam Kuningan di Ngawen Sidokarto, Godean, Yogyakarta.
Siagian,  S.J.  2017.  Pengaruh  Permeabilitas  Cetakan  Pasir  dan  Penambahan  Silikon  (Si)  pada  Proses  Pengecoran  Terhadap Kekerasan, Porositas dan Struktur Mikro Aluminium Silikon (Al-Si).