Rapid  investment  casting  merupakan  teknik  produksi  yang mengabungkan  teknologi  manufaktur  aditif  dan  teknologi pengecoran  yang  memiliki  tujuan  dapat  membuat  objek  dengan bentuk kompleks dengan biaya produksi yang relatif rendah, serta fleksibilitas  dalam  membuat  bentuk  objek  berbeda  tanpa  harus menambah  biaya  tambahan..  Logam  yang  populer  digunakan dalam  industri  perhiasan  merupakan  logam  paduan  dari  jenis perak,  emas,  atau  platinum.  Perak  digunakan  karena  sifatnya yang duktil serta sifat permukaan yang sangat mengkilap. Sterling Silver adalah logam paduan dengan minimum unsur 92,5% silver, dan  6-4  %  cuprat.  Pada  penelitian  ini  logam  sterling  silver  di tuang  kedalam  flask  menggunakan  mesin  cetakan  centrifugal. Flask yang berisi cetakan investasi sebelumnya di bakar di dalam electric furnance serta di pre-heat. Sterling silver di tuang dalam variasi temperatur 950℃,1000℃,dan 1050℃ serta variasi untuk temperatur  pre-heat  flask  adalah  550℃,dan  600℃.Dilakukan pengujian kekerasan,  pengujian  visual,  pengujian metallografi , dan pengujian Archimedes pada sampel hasil pengecoran. Variasi temperatur  yang  optimal  untuk  menhasilkan  porositas  gas terendah  adalah  temperatur  preheat  flask  600  ˚C  dengan temperatur pouring 1050 ˚C memiliki nilai porositas gas 0,55%. Varasi temperatur dengan hasil nilai kekerasan tertinggi adalah temperatur preheat flask 550 ˚C dengan temperatur pouring 950 ˚C  memiliki  nilai  kekerasan  138,3  VHN.  Variasi  dengan  jenis cacat paling kecil diamati pada variasi preheat flask dengan dua jenis cacat makro yaitu sandy surface,dan hot tearing.
Kata Kunci — Sterling silver , investment casting , cacat pengecoran , kekerasan , porositas

## I. PENDAHULUAN
nvestment  Casting merupakan  salah  satu  metode pembuatan perhiasan modern yang digunakan secara luas. Dengan  metode  ini  perhiasan  dapat  diproduksi  dengan volume  yang  cukup  signifikan  dengan  kualitas  yang konsisten. Investment Casting atau disebut juga dengan lost wax casting berkonsep menggunakan pola lilin ( wax ) untuk membuat cetakan cor dengan bahan investasi refraktori, pola lilin ini kemudian di lelehkan meninggalkan rongga di dalam cetakan investment casting . Metode manufaktur aditif mulai digunakan  dalam  proses investment  casting sebagai pengganti  metode  konvensional wax  injection .  Metode konvensional investment casting memiliki kekurangan dalam segi alat untuk pembuatan pola lilin  yang  mahal dan  waktu produksi yang lama. Dengan kemampuan untuk memproduksi pola lilin secara langsung teknologi aditif dapat menghilangkan  kebutuhan  alat  berat  serta  memperpendek waktu pembentukan pola lilin. Hal ini menjadi alasan utama
aplikasi  dari  integrasi  metode  manufaktur  aditif  ke  dalam investment casting . [1][2]
Dalam  proses  pengecoran  terdapat  berbagai  parameter proses  yang  mempengaruhi  hasil  cor  suatu  logam.  Setiap proses  parameter  akan  memiliki  tingkat  pengaruh  yang berbeda. Selain itu proses parameter berbeda dari jenis logam dan metode pengecoran yang digunakan. Temperatur pouring dan  temperatur preheat  flask /mould  merupakan  salah  satu proses parameter yang ada dalam proses investment casting . Temperatur  pouring,  dan preheat  temperatur memiliki  efek terhadap surface  roughness ,  dan porosity pada investment casting .[3] Jörg  Fischer-Bühner  sudah  melaukan  studi terhadap  temperatur preheat  flask terhadap  perilaku solidifikasi  sterling  silver  namun  dalam  penelitianya belum  melibatkan  variasi  temperatur pouring. Dari peneliatanya  ditemukan  adanya  perubahaan  kualitas cincin  dari  penambahan  temperatur preheat  flask dan perbedaan bentuk geometri yang digunakan.[4] Maka perlu dilakukan juga eksperimentasi kombinasi temperatur pouring dan  temperatur preheat  flask untuk  mengetahui  efeknya terhadap hasil cor logam paduan silver sterling.
Pengecoran  adalah  proses  pemadatan  dimana  bahan  cair dituangkan  ke  dalam  cetakan  dan  kemudian  dibiarkan membeku  menjadi  bentuk  akhir  yang  diinginkan.  Banyak fitur  struktural  yang  pada  akhirnya  mengontrol  properti produk selama pemadatan. Banyak cacat pengecoran, seperti gas  porosity, dan shrinkage  porosity merupakan  fenomena soldiifikasi yang dapat dieliminasi dengan mengontol proses selodifikasi tersebut. Temperatur pouring adalah temperatur dari  logam  cair  saat  pertama  kali  memasuki  cetakan. Superheat adalah  perbedaan  antara  temperatur pouring dan temperatur  pembekuan  bahan.  Waktu  dari  awal  penuangan sampai  akhir  pemadatan  dikenal  sebagai total  solidification time. Solidifikasi  adalah  proses  dua  tahap,  nukleasi  dan pertumbuhan, dan ini penting untuk mengontrol kedua tahap ini . Nukleasi terjadi ketika terbentuk  partikel padat stabil dari dalam  logam  cair.  Ketika  suatu  bahan  berada  pada  suhu  di bawah  titik  lelehnya,  keadaan  padat  memiliki  energi  yang lebih rendah daripada cairan. Saat solidifikasi terjadi terdapat energi internal yang dilepaskan. Agar nukleasi terjadi, harus ada pengurangan atau pelepasan energi. Akibatnya, nukleasi umumnya  dimulai  pada  suhu  tertentu  di  bawah  titik  leleh. Tahap kedua dalam proses pemadatan adalah pertumbuhan, yang terjadi sebagai panas diekstraksi dari bahan cair. Arah, laju, dan jenis pertumbuhan dapat dikendalikan dengan cara

## Analisis Efek Temperatur Pouring Dan Temperatur Preheat Flask Terhadap Kekerasan Dan Porositas Perhiasan Cincin Logam Sterling Silver
Mavindra Ramadhani, Rochman Rochiem, dan Vira Yudha Tama DepartemenTeknikMaterialdanMetalurgi,FakultasTeknologiIndustridanRekayasanSistem,
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
e-mail : mavindra@its.ac.id
I
di  mana  panas  ini  dilepaskan.  Solidifikasi  terarah,dimana proses  pemadatan  menyapu  secara  terus  menerus  melalui material. Kontrol terjadinya proses ini bisa digunakan untuk memastikan produksi casting yang baik. Logam yang masih cair  di  sisi  lain  badan  cor  dapat  mengalir  ke  cetakan  untuk terus mengkompensasi penyusutan logam yang terjadi karena perubahan materi dari cair menjadi padat.[5]

## II. M ETODE P ENELITIAN
Pada  penelitian  ini  digunakan  metode  3D printing untuk sebgai  metode utama  membuat wax tree investment casting Objek  yang  ingin  dibuat  terlebih  dahulu  di  preparasi  oleh perangkat lunak slicer open source lychee slicer dari desain 3D  menjadi  bentuk  format  data  yang  dapat  dipahami  oleh mesin,  selain  itu  objek  dapat  di  beri support untuk memudahkan mesin mencetak objek Mesin 3D printer yang digunakan  adalah  creality LD-002H dengan  menggunakan resin FH-1200-DLP Pola  cetakan  yang  sudah  di  print kemudian di lepaskan dari print bed dan dibersihkan dengan isopropyl .  Setelah  itu  dilakukan  pemotongan support dari pola  cetakan  dan  di  sinari  oven  UV  selama  15  menit  untuk pengerasan  lebih  lanjut.  Dalam  proses  membuat  cetakan investasi digunakan bubuk investasi dengan komposisi 40% gipsum dan  60%  pasir  silika.  Bubuk  investasi  dicampur dengan air menggunakan rasio berat bubuk terhadap volume air  1000g/400ml Flask yang  digunakan  berukuran  3”x  4”. Setelah itu flask dibiarkan mengalami proses setting selama 2 jam.  Setelah  mengeras flask kemudian  dipanggang  dalam furnace  mengikuti  siklus Burnout. Pada  saat  tahap preheat temperatur diubah sesuai dengan nilai yang ingin diuji yaitu 550°C dan 600°C
Metode centrifuge  centrifugal  casting digunakan sebagai metode produksi spesimen. Proses peleburan dan penuangan  akan  berlangsung  di  dalam  satu  mesin. Sebelum  dilakukan  peleburan  diperlukan  perhitungan berat logam sterling silver yang dibutuhkan untuk cukup mengisi  cetakan. Perhitungan  digunakan  metode wax-to- metal ratio pada persamaan 1
𝑀𝑐𝑜𝑟 = 𝑀𝑤𝑝 ×  𝜌𝐿 (1)
Dimana Mcor massa benda cor (g) Mwp adalah massa wax pattern (g)  dan  ρL  adalah  densitas  logam  (g/cm 3 ).Setelah didapat  berat  logam  target  digunakan mass  balance untuk mendapatkan  berat  logam  masing  masing  master  alloy  AG 108  M  dan fine  silver untuk  mendapatkan  sterling  silver dengan persen unsur yang diinginkan
𝑀𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 = %𝑇𝑎𝑟𝑔𝑒𝑡 𝑈𝑛𝑠𝑢𝑟 %𝑈𝑛𝑠𝑢𝑟 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 × 𝑀 𝑐𝑜𝑟 (2)
Dimana Mbahan  adalah  massa bahan baku,  target  unsur adalah  target  presentasi  unsur  dalam  benda  cor,  dan  unsur pada bahan adalah presentase unsur pada bahan baku Setelah diperhitungkan berat logam bahan  yang dibutuhkan didapat rasio Fine  silver : Master  alloy adalah  12,3:1.  Bahan  yang sudah  ditimbang  kemdian  dimasukan  dalam crucible centrifuge  casting Gambar  1 menunjukan  desain  alat.  Alat centrifuge casting yang digunakan memiliki kecpeatan 275 rpm yang memberikan gaya sebesar 10 G’s (10 kali gravitasi normal). Flask diambil dari furnance dan ditempatkan pada mesin sebelum proses peleburan. Logam dilebur menggunakan  gas torch propana.  Logam  dilebur  hingga
temperatur 1000˚C  sesuai dengan technical sheet AG108M dan  disesuikan  pada  temperatur pouring yang  diinginkan,. Temperatur pouring yang digunakan adalah 950°C,1000°C, dan 1050°C Selanjutnya mesin diputar selama 1 menit. Flask kemudian  dibiarkan  mendingin  selama  1  menit  setelah pouring dan kemudian dilepaskan dari mesin. Flask dibiarkan mendingin  selama  15  menit  pada  temperatur  ruang  lalu  di quench ke dalam air
Gambar 1. Skema Alat centrifugal casting bagian flask ditunujkan oleh nomor 1 crucible pada nomor 2 dan pemerat pada nomor 3.
Gambar benda yang akan di cor dapat dilihat pada Gambar 2.  Dari  perhitungan  didapat  diameter Feed  sprue sebesar 2mm dan main sprue sebesar 5mm
Gambar 2.  Desain cincin dan bentuk sprue tree yang digunakan
Setelah  spesimen  diproduksi  dilakukan  pengujian kekerasan  Vickers,  obeservasi  visual,pengujian  densitas Archimedes, Metalografi, pengujian ICP-OES dan pengujian XRD

## III. HASIL

## A. Observasi Visual
Hasil  observasi  visual  ditemukan  3  jenis macro  defect. Sandy surface merupakan defect pada permukaan benda cor yang membentuk permukaan seperti bentuk permukaan pasir. Defek  ini  khususnya  pada investment  casting terjadi  akibat impresi berlebih dari logam metal ke permukaan gipsum atau investment [6] . Dalam  penelitian  ini  terjadi  akibat  gaya dorong centrifugal  casting yang  kuat.  Dapat  terlihat  dalam semua  variabel  temperatur pouring dan preheat  temperatur flask terdapat jenis defek sandy surface , sehingga jenis cacat ini tidak terlibat akibat perubahan variasi temperatur.
Cacat hot  tear muncul  dalam  hasil  observasi  visual  pada variasi spesimen CF550-CT950,CF600-CT1000, dan CF600- CT1050. Cacat hot tears terlihat sebagai retakan pada badan cincin  yang terletak berlawanan arah dari posisi feed sprue. Hot tear terjadi dikarenakan penyusutan atau shrinkage dari
logam  pada  perubahan  fasa  dari liquid menjadi solid ,  dan impuritas  dalam  logam  paduan  yang  mengakibatkan segregasi  yang  menyebabkan inhomogenitas karakteristik mekanik[7]. Pada penelitian ini dua penyebab terjadinya hot tearing muncul  pada  kasus  yang  berbeda.  Pada  Spesimen CF600-CT1000  dan  spesimen  CF600-CT1050  terjadi hot tear akibat  variasi  temperatur pouring ,  hal  ini  ditunjukan dengan  absensi hot  tear pada  spesimen  CF600-CT950  dan semakin melebarnya hot tearing yang terjadi pada spesimen CF600-CT1050  dari  pada  CF600-CT1000.  Letak  dari hot tear yaitu  pada  ujung  berlawanan feed  sprue menunjukan waktu solidifikasi daerah tersebut jauh lebih lama dari daerah sekitarnya.  Ketika  daerah  sekitar  sudah  mengalami solidifikasi  terlebih  dahulu  maka  suplai  logam  cair  tidak dapat teralirkan menciptakan shrinkage pada daerah tersebut. Temperatur preheat flask yang  menaik dapat  memindahkan arah solidifikasi pada tubuh benda casting.Hot tearing yang terjadi  pada  kedua  spesimen  ini  tidak  hanya  terjadi  akibat penyusutan  logam  metal  namun  diperkuat  dengan  residual stress dari penyusutan gipsum. Fenomena ini dijelaskan oleh Thanawat Phetrattanarangsi et al,[8] bahwa investasi gipsum mengalami  ekspansi  ketika  berada  pada  temperatur  tinggi yang diakibatkan oleh kristal quartz di dalam investasi yang mengembang  ketika  berada  pada  temperatur  tinggi.  Ketika logam cair melakukan kontak dengan dinding gipsum terjadi expansi  termal.  Kombinasi  dari  penyusutan  logam  dan expansi termal gipsum menghasilan stress pada daerah lokal. Hot  tear akan  lebih  mudah  terjadi  pada  temperatur preheat flask yang  lebih  tinggi  dan  temperatur pouring yang  tinggi. Untuk  spesimen  CF550-CT950  terjadi hot  tear akibat berlebihnya  unsur  logam  yang  memiliki  titik  leleh  rendah, dalam penelitian ini adalah unsur zinc . Dengan penambahannya  elemen zinc seperti  yang  dilakukan  oleh Daniele  Maggian  et  al[7]  menunjukan  penambahan kemungkinan terjadinya hot tearing.
Pada  hasil  ICP  OES  pada  Tabel  1 menunjukan  bahwa spesimen  CF550-CT950  memiliki  konsentrasi zinc paling tinggi.  Konstreasi zinc yang  tinggi  ini  diakibatkan  oleh beberapa penyebab. Pada spesimen CF550-CT950 digunakan 50%  scrap  dari  hasil casting sebelumnya.  Untuk mempersiapkan  logam  scrap  tersebut  dilakukan  2  kali remelting  untuk  menghilangkan slag dan  pengotor  lainnya. Dikarenakan Cu memiliki titik leleh yang lebih tinggi dari Ag dapat diasumsikan lebih banyak Ag yang hilang pada proses melting  akibat  penguapan  dan  perlengketan  pada  dinding crucible sehingga konten unsur pada spesimen CF550-CT950 bergeser  secara  signifikan  akibat  hilangnya  Ag  sedangkan Zinc yang  berlebih  diakibatkan  oleh  melelehnya  kembali lapisan Zinc Oksida pada permukaan crucible dan slag akibat peleburan berulang dan bantuan dari Boric Acid . Cacat cold  shut dari  hasil  observasi  visual  terjadi  pada spesimen  dengan  temperatur  preheat  600˚C.  berdasarkan letak terjadinya cold shut pada pinggiran cincin paling luar dapat diasumsikan bahwa logam yang mengalir pada bagian atas cincin sedikit lebih terlambat dari bagian bawah cincin. Ini  dikarenakan cold  shut terjadi  ketika  dua  aliran  logam berbeda  bertemu  dalam  keadaan  yang  berbeda.  Salah  satu aliran tersebut sudah mengalami solidifikasi lebih dahulu dari aliran  lainya.  Dalam  kasus  ini  perbedaan  waktu  alrian diakibatkan  posisi  flask  dan  p  pola  cetakan  di  dalamnya. Posisi  pola  pada  flask  ketika  dicetak  dapat  dilihat  pada Gambar  3  dan Gambar  4  Menunjukan  letak coldshut specimen terhadap feed sprue
Gambar 3. Posisi Patern dan Letak Cold shut
Gambar 4.Letak Coldshut Pada Spesimen
Dari  hal  tersebut  dapat  diasumsikan  aliran  logam  akan mengalir  terlebih  dahulu  memenuhi  pola  bagian  bawah kemudian  memenuhi  bagian  atas,namun  bila  hal  ini  terjadi seharusnya  kedua  variasi  temperatur preheat  flask akan menghasilkan  cacat cold  shut .  Efek  dari  variasi  temperatur preheat flask berpengaruh pada waktu solidifikasi logam cair. Seperti yang ditunjukan oleh Fischer-Bühner  semakin rendah temperatur mould semakin  cepat  waktu  solidifikasi.  Pada variasi  temperatur preheat  flask 550˚C    tidak  terlihat munculnya cold  shut sedangkan  pada  variasi preheat  flask 600˚C dapat terlihat adanya cold shut . Perbedaan temperatur mengakibatkan  variasi preheat  flask 600˚C  menjadikan waktu  solidifikasi  menjadi  sedikit  lebih  lama.  Waktu solidifikasi  yang  lebih  lama  ini  mengakibatkan  logam  cair terpisah  dari  dua  aliran  pola  akibat  gaya  gravitasi  sebelum berubah menjadi cukup padat untuk melawan gaya gravitasi. Namun  waktu solidifikasi  yang lebih lama ini belum cukup untuk  menunjukan  defek  yang  cukup  besar  sehingga  cacat cold  shut pada  specimen preheat  flask 600˚C  terjadi  pada daerah kecil di titik paling tinggi dari pola cetakan Pada  observasi  tampak  warna  dari  hasil casting dapat dilihat  pada  Gambar  5  dan  Gambar  6.  Dari  tampak  hasil casting dapat  terlihat  perbedaan  kontras  pada  variasi temperatur preheat flask 550˚C  dengan temperatur preheat flask 600˚C.  Perbedaan  ini  diakibatkan  oleh  temperatur dekomposisi. Temperatur dekomposisi dapat bervariasi dari tiap jenis produsen bubuk investasi. Pada penelitian kali ini bubuk  investasi  memiliki  temperatur  dekomposisi  yang tercantum pada detail produk adalah 800°C. Dari penelitian Fischer-Bühner[4] terlihat bahwa permukaan mold mengalami  lonjakan  kenaikan  temperatur  akibat  kontak dengan  logam  cair  mencapai  temperatur  840°C.  Dapat diasumsikan  pada preheat  flask 550˚C  gipsum  belum mengalami dekomposisi termal ketika bertemu dengan logam
cair. Calcium  oxide (CaO),  s ulfur  dioxide SO 2 dan oksigen menyebabkan oksidasi Cu
Gambar 5. Perbandingan Warna Spesimen Preheat Flask 550˚C
Gambar 6. Perbandingan Warna Spesimen Preheat Flask 600˚C
Pada  variasi  temperatur preheat  flask  600˚C terdapat perbedaan  gradien  warna  hitam  dari  variasi  temperatur pouring. Perbedaan  warna  ini  disebabkan  oleh  lamanya temperatur  logam  pada  temperatur  dekomposisi  gipsum. Semakin tinggi temperatur pouring semakin gelap warna dari hasil casting yang menunjukan penumbuhan lapisan CuO di permukaan casting. Temperatur pouring yang  tinggi membutuhkan  waktu  yang  lebih  lama  untuk  mendingin akibatnya  laju  pendiginan  logam  lebih  landai  pada  daerah temperatur dekomposisi gipsum. Namun muncul kejanggalan pada  spesimen  CF550-CT1000  dimana  spesimen  tersebut berwarna  gelap  diantara  spesimen  lain  pada  variasi temperatur preheat  flask yang  sama.  Penyebab  kejanggalan ini  terjadi  akibat  slag  pada  waktu  proses  peleburan  logam silver di crucible tapal kuda. Pada proses pelelehan tersebut terdapat lonjakan pemanasan berlebih menyebabkan lelehan logam  mencapai  temperatur  1400˚C.  Pada  temperatur tersebut zinc menguap  sehingga  meningalkan  Cu  untuk mengalami  oksidasi  mencipatakan  slag  di  atas  permukaan logam  cair . Saat  temperatur  menurun  kembali  ke  target 1000˚C  spesimen  di  cast  dengan  membawa  slag  tersebut, sudah  dilakukan  upaya  skimming  dan  menggunakan  flux boric  acid.  Boric  acid untuk  mencegah  oksidasi  dan melarutkan slag di permukaan logam cair. Kombinasi unsur zinc yang sudah menguap dan slag yang tersisa menyebabkan Cu mengalami oksidasi yang lebih besar. Sehingga spesimen tersebut mengalami perubahan warna drastis.

## B. Kekerasan Vickers
Spesimen diuji menggunakan kekerasan vickers untuk mengetahui pengaruh variasi temperatur preheat flask dan pouring . Hasil pengujian dapat dilihat pada Gambar 7 dan Gambar 8
Gambar 7. Grafik Kekerasan Spesimen preheat flask 550 ˚C
Gambar 8. Grafik Kekerasan Spesimen preheat flask 600 ˚C
Dari  gambar  grafik  tersebut  nilai  kekerasan  vicker tertinggi untuk temperatur preheat flask 550˚C  adalah 138,3 VHN terdapat pada spesimen dengan temperatur pouring 950 ˚C , sedangkan untuk terendahnya  adalah 100,7 VHN  pada spesimen  dengan  temperatur pouring 1050˚C  .  Untuk spesimen  dengan  temperatur preheat  flask 600˚C    nilai kekerasan  tertinggi  adalah  111,66  VHN  pada  spesimen dengan  temperatur pouring 1000˚C  ,  dan  nilai  kekerasan terendah adalah 95,2 VHN pada spesimen dengan temperatur pouring 1050˚C  .  Kekerasan  dari  hasil  pengecoran  sangat berpengaruh  terhadap  waktu  solidifikasi,  menurut  Nikhil Yadav  semakin  besar superheat pada  logam  cair  semakin panjang  waktu  solidifikasinya  maka  semakin  tinggi temperatur pouring mempengaruhi turunnya nilai kekerasanya[9].  Hal  ini  dapat  dilihat  dari  garis  trend  pada grafik  Gambar  7  dan  8.  Kekerasan  mengalami  trend penurunan  di  kedua  variasi  temperatur preheat  flask. Perbedaan  gradien  garis  ini  dikarenakan  oleh  Spesimen CF550-CT  950  dimana  nilai  unsur  Cu  lebih  tinggi  dari spesimen  lain  menyebabkan  nilai  kekerasan  yang  lebih tinggi.  Semakin  tinggi  temperatur pouring menyebabkan waktu  solidifikasi  yang  makin  panjang  menyebabkan grain pada casting semakin coarse sehingga  nilai  kekerasan akan menurun. Kekerasan untuk logam paduan sterling silver
C. Porositas
Spesimen  diuji  menggunakan pyknometry dengan prinsip  hukum  archimedes  untuk  mengukur  porositas permukaan pada benda cor.hasil pengujian dapat dilihat pada Gambar 9 dan Gambar 10
0 20 40 60 80 100 120 140 160 550-950 550-1000 550-1050 V HN Temperatur Pouring ˚C 0 20 40 60 80 100 120 140 160 600-950 600-1000 600-1050 V HN Temperatur Pouring ˚C
Gambar 9. Grafik Nilai Porositas Preheat Flask 550˚C
Gambar 10. Grafik Nilai Porositas Preheat Flask 600˚C
Pengujian  ini  mengikuti  standar  ASTM  B311-93    dan seperti yang telah dilakukan Taylor untuk benda casting [10]. Dari  hasil  pengujian  porositas  archimedes  di  dapat  nilai porositas  tertinggi  untuk  variasi  temperatur preheat  flask 550°C  adalah  2.94%  pada  temperatur pouring 950˚C  dan terendah  pada  1.09%  di  temperatur pouring 1000˚C. Untuk temperatur preheat  flask 600˚C  nilai  porositas  tertinggi adalah  0,94%  pada  temperatur pouring 1000˚C  dan  nilai porositas  terendah  0.55%  di  temperatur  pouring  1050˚C  . Terlihat  perbedaan  signifikan  antara  variasi  temperatur preheat flask 550˚C  dengan 600˚C. Hal ini dikarenakan sifat dari gipsum  investment yang  sensitif  terhadap  temperatur tinggi.  Menurut  Thanawat  Phetrattanarangsi  dekomposisi CaSO4  terjadi  dan  menghasilkan  kalsium  oksida  dan  gas sulfur  dioksida.Penyusutan  dari  proses  dehidrasi  ini menciptakan  sejumlah  besar  pori  dalam  cetakan  investasi yang  kemudian  berpengaruh  kuat  pada  hasil  akhir permeabilitas  dan  sifat  mekanik  cetakan.  Cetakan  dengan permeabilitas  yang  baik  (yaitu  ukuran  pori  yang  besar) mampu  mengevakuasi  udara  yang  terperangkap  dan menghasilkan gas sulfur dioksida di seluruh dinding cetakan dan  dengan  demikian  cacat  porositas  yang  lebih  sedikit diharapkan dapat diamati pada hasil pengecoran.[8] Semakin tinggi  temperatur preheat  flask berdampak  pada  semakin sedikit  porositas  permukaan  yang  terjadi.  Semakin  tinggu tempreratur flask menyebabkan quartz di dalam gipsum untuk mengembang  dan memperbesar  ukuran  pordi  dari gipsum . Namun perlu diketahui ukuran pori yang besar dalam cetakan  dapat  sangat  mengurangi  kekuatan  mekanik  dari cetakan investasi [8]. Kemudian efek dari temperatur pouring juga  dapat  diamati  dari  grafik  menunjukan  semakin  tinggi temperatur  dapat menurunkan  porositas  permukaan. Fenomena ini dapat dikorelasikan dengan waktu solidifikasi
yang  semakin panjang  memberikan  waktu  untuk  gas keluar dari logam cair.

## D. ICP-OES
Pengujian  ICP-OES  dilakukan  pada  ke  enam  sampel dengan tujuan mengetahui fraksi massa unsur Ag,Cu, dan Zn pada  produk  pengecoran.  Hasil  uji  ICP  OES  dapat  dilihat pada Tabel 1
Tabel 1 Fraksi Masa Unsur Produk Pengecoran Name Ag % Cu% Zn% 550-950 71.253 17.078 1.992 550-1000 80.486 9.802 0.27 550-1050 91.149 7.234 1.191 600-950 91.049 6.259 1.164 600-1000 90.279 6.87 1.231 600-1050 17.929 7.454 0
Dari  hasil  ICP  OES  terlihat  perbedaan  signifikan  pada unsur hasil pengecoran CF550-CT950, dan CF550-CT1000. Penjelasan  penyebab  perbedaan  unsur  tersebut  memiliki dampak pada hasil porduk pengecoran yang terobservasi dan sudah  dijelaskan  di  sub  bab  sebelumnya.Untuk  unsur  hasil porduk  pengecoran  lain  terlihat  jumlah  yang  berdekatan dengan  target.  Dapat  dilihat  nilai  fraksi  massa  unsur  Ag mendekati nilai 92,5%, nilai fraksi Cu mendekati 6,5% , dan nilai fraksi massa Zinc yang agak jauh dari target 1,5%. Dari hasil ICP-OES tersebut dapat diketahui bahwa fraksi  massa unsur  hasil  porduk  pengecoran  sudah  hampir  mendekati target  kecuali  2  sampel  yang  menyimpang  mengakibatkan hasil yang terobservasi pada pembahasan sebelumnya. Untuk specimen  CF600-CT1050  hasil  ICP-OES  yang  didapatkan tidak begitu baik.dengan rendahnya konten Ag dan Zn yang abnormal,  dapat  diasumsikan  bahan  kimia  yang  digunakan HNO 3 sudah  tidak  baik  digunakan  menghasilkan  hasil digestion yang tidak optimal.

## E. XRD
Pengujian XRD dilakukan pada seluruh variasi sampel. Hasil Uji XRD dapat dilihat pada grafik Gambar 11.

## Gambar 11. Grafik Pola XRD
Dari hasil uji XRD ditemukan tidak ada perbedaan bentuk pola. Ditemukan pada ke enam munculnya peak Ag pada 2θ 38.262 dalam daerah (111), kemudian pada 2θ 44.473 dalam daerah (200), 2θ 64.713 daerah (220), 2θ 77.741 daerah (311) dan  2θ  81.910  dalam  daerah  (222).  Pola  ini  menunjukan unsur  Ag  dengan  bentuk  struktur  kristal  kubik  menurut nomor referensi 01-087-0719. Pada pola hasil XRD ke enam
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 550-950 550-1000 550-1050 % P o ro sitas Temperatur Pouring ˚C 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 600-950 600-1000 600-1050 % P o ro sitas Temperatur Pouring ˚C
sampel  tersebut  tidak  ditemukan  pola peak lain,  yang signifikan  untuk  diidentifikasikan  sebagai  unsur  pengotor. Dari  hasil  ini  menunjukan  bahwa  Ag  terbentuk  secara dominan dan absennya pengotor yang dapat terbentuk akibat dekomposisi gipsum.

## F. Metalografi
Metalografi dilakukan pada semua spesimen dengan cara grinding pada  salah  satu  sisi  melintang  cincin,  dipoles menggunakan DIALUX blanc untuk mencapai mirror finish , proses  etsa  tidak  dilakukan.  Metalografi  dilakukan  untuk melihat cacat porositas gas, porositas shrinkage, inklusi, dan crack . Gambar 12 dan Gambar 13 Menunjukan porositas gas pada daerah di bawah permukaan cincin.
Gambar 12 Spesimen Preheat Flask 550˚C Pada Mikroskop BX51 Perbesaran 5X (a) CF550-CT950,(b) CF550-CT1000, dan (c) CF550-CT1050
Gambar 13 Spesimen Preheat Flask 600˚C Pada Mikroskop BX51 Perbesaran 5X (a) CF550-CT950, (b) CF550-CT1000, dan (c) CF550-CT1050
Dari  gambar  tersebut  dapat  terlihat  korelasi  antara intensitas  poros  gas  dan  hasil  porositas  permukaan
archimedes.  Selain  itu  tampak  adanya  porositas shrinkage atau  porositas  gas  di  bagian  tengah  cincin.  Kedua  jenis porositas  ini  dapat  saling  tumpang  tindih  seperti  yang dijelaskan oleh Fischer-Bühner [4]
Jejak  cacat  inklusi  juga  diamati  muncul  dalam  semua variasi  sampel  tersebar  dalam  beberapa  bagian  permukaan cincin seperti pada Gambar 14
Gambar 14 Cacat Inklusi Pada Mikroskop Stereo (a) CF550-CT950,(b) CF550- CT1000, (c) CF550-CT1050, 5X (d) CF550-CT950,(e)CF550-CT1000, dan (f) CF550-CT1050
Cacat inklusi ini dihasilkan oleh investment gipsum  yang tererosi  dan  masuk  ke  dalam  bagian  logam  cair.Bagian gipsum  tersebut  kemudian  mengapung  ke  permukaan  dan meninggalkan  impresi  ketika  hasil  porduk  pengecoran dibersihkan  menggunakan ultrasonic  cleaning .  Penyebab bagian  dari  gipsum  dapat  tererosi  dikarenakan  beberapa faktor  seperti  kekuatan  mekanik  gipsum  yang  lemah,aliran turbulen yang kuat, dan bentuk dari sprue tree. Untuk faktor bentuk sprue  tree sudah  dilakukan  pencegahan  untuk menghindari  penggunaan  bentuk  dengan  sudut  tajam  pada main sprue dan feedsprue sehingga faktor berikutnya adalah aliran  turbulen  dan  kekuatan  gipsum.  Seperti  yang  sudah dijelaskan  sebelumnya  kekuatan  gipsum  dapat  berkurang dikala  adanya  penambahan  temperatur,  namun  dari  hasil observasi mikroskop stereo jejak inklusi dapat  terlihat  pada semua  variasi  temperatur preheat  flask dan  temperatur pouring sehingga  variasi  temperatur preheat  flask tidak menjadi  pengaruh  pada  jenis  cacat  ini.  Aliran  turbulen kemudian  menjadi  penyebab  utama  dari  inklusi,  aliran turbulen  yang  kuat  terjadi  akibat  gaya  berlebih  pada  proses centrifugal  casting. Dimana  disebutkan  pada  buku  yang ditulis  oleh  Dieter  Ott  sering  terjadi  untuk  perhiasan  yang dicetak  menggunakan  metode centrifugal  casting dibanding dengan metode static vacuum casting . Sehingga cacat inklusi ini dapat dikatakan tidak dipengaruhi dari variasi temperatur yang diberikan

## G. Keterkaitan Hasil Pengujian
Hasil pengujian densitas Archimedes dapat dikorelasikan dari intensitas porositas gas yang dapat diamati. Porositas gas yang  tampak  pada  hasil  metalografi  semakin  berkurang dengan menurunya nilai porositas densitas Archimedes.Hasil observasi  pengujian  ICP-OES  memiliki  korelasi  dengan pengujian  XRD.  Fasa  Ag  terlihat  dominan  pada peak yang termatai  sesuai  hasil  pengujian  ICP-OES  menunukan  fraksi masa Ag yang tinggi. Hasil ICP-OES juga berkolerasi dengan hasil  pengamatan  visual.  Dari  pengamatan  visual  terdapat hasil  burnt  mark  yang  berbeda  pada  specimen  CF550- CT1000  akibat  kurangnya  unsur Zinc sebagai deoxidizer seperti yang ditunjukan pada hasil ICP-OES.Hasil pengujian kekerasan menunjukan bahwa pada spesimen CF550-CT950 memiliki  kekerasan  yang  jauh  lebih  tinggi  dari  spesimen lain.Hasil  kekerasan  tinggi  ini  memiliki  efek  dengan timbulnya retakan pada permukaan cincin yang menunjukan sifat cincin yang britle. Hasil kekerasan yang mencolok dapat dicocokan dengan hasil ICP-OES yang menunjukan fraksi Ag yang rendah dan fraksi Cu yang jauh lebih tinggi.Dari variasi penambahan  temperatur preheat  flask didapat  penurunan porositas  gas  akibatkan  permabilitas  gipsum  meningkat. Permabilitas  meningkat  akibat  dekomposisi  termal  gipsum menyebabkan benda casting berwarna lebih gelap

## IV. KESIMPULAN
Dari hasil dan analisis data yang telah dilakukan dapat diambil sebuah kesimpulan adalah sebagai berikut:
1 1.  Porositas  pada  cincin  dipengaruhi  oleh  temperatur preheat  flask dan  temperatur pouring. Nilai  porositas tertinggi adalah 2,94% pada spesimen dengan temperatur preheat flask 550˚C , dan temperatur pouring 950˚C. Nilai porositas terendah adalah 0,55% pada temperatur preheat flask 600˚C  dan temperatur pouring 1050˚C. Cacat makro yang  timbul  lebih  banyak  diamati  pada  temperatur preheat  flask  600˚C dengan  munculnya cold  shut , hot tearing ,  dan sandy  surface. Untuk  temperatur preheat flask 550˚C hanya teramati sandy surface dan hot tearing 2 2.  Nilai  kekerasan  pada  cincin  dipengaruhi  oleh  naiknya temperatur pouring .  Untuk  spesimen  dengan  temperatur preheat  flask 550˚C    nilai  kekerasan  tertinggi  adalah 138,3  VHN  pada  temperatur  pouring  950˚C,  dan  nilai kekerasan  terendah  adalah  100,7  VHN  pada  temperatur pouring  1050˚C.Untuk  spesimen  dengan  temperatur preheat  flask 600˚C  nilai  kekerasan  tertinggi  adalah 111,66 VHN pada temperatur pouring 1000˚C  dan nilai kekerasan  terendah  pada  95,2  VHN  pada  temperatur pouring 1050 ˚ C. Pembuatan  cincin  dengan  metode investment  casting merupakan  metode  yang  tepat  karena  dengan  satu  kali proses, didapatkan banyak cincin. Namun, tantangan yang harus  dihindari  pada  metode invesment  casting adalah porosiy. Porosity merupakan salah satu casting defect yang menyebabkan  nilai mechanical  properties tidak  sesuai harapan.  Oleh  karena  itu,  perlu  adanya Non-Destructive Test (NDT)  untuk  mengetahui  kualitas  dari  produk  hasil cor. Apabila dengan NDT tidak ditemukan porosity , maka produk coran tersebut layak untuk pengujian selanjutnya.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  PT  Armasco Engineering  dan  khayra  yang  telah  memberikan  penulis kesempatan ,dukungan untuk melakukan riset dan bimbingan selama  proses  pengerjan  riset  topik.  Penulis  juga beretrimakasih  kepada  keluarga  dan  Departemen  Teknik Material dan Metalurgi atas dukungan dan bimbingan selama pengerjaan penelitian dan studi

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Jiayi  Wang,  Santosh  Reddy  Sama,  Paul  C.  Lynch,  and  Guha Manogharan, “Design and Topology Optimization of 3D-Printed Wax  Patterns    for  Rapid Investment Casting ,” Procedia  Manuf , vol. 34, pp. 683–694, 2019.
[2] Valerio Faccenda, Handbook on Investment Casting  the Lost Wax Casting Process for Carat Gold Jewellery Manufacture . London: World Gold Council, 2003.
[3] N. Yadav, V. Chak, Y. Gupta, and D. S. Sodha, “Investigating the Effect  of  Different  Process  Parameters  on  Defects  in  A713 Aluminium  Alloy Casting s  Produced  by Investment Casting
Process,” International  Journal  of  Engineering  Technology Science and Research , vol. 5, no. 4, pp. 929–934, 2018.
[4] Dr.  Jörg  Fischer-Bühner,  “Computer  Simulation  of  Jewelry Investment Casting :  What  Can  We  Expect?,”  in Santa  Fe Symposium , Sep. 2006, pp. 193–216.
[5] J  T.  Black  and  Ronald  A.  Kohser, Materials  And  Processes  In Manufacturing , vol. 11. Danvers: John Wiley & Sons, Inc., 2012.
[6] D.  Ott, Handbook  On  Casting  And  Other  Defects  In  Gold Jewellery Manufacture . London: World Gold Council, 1997.
[7] Daniele Maggian, Silvano Bortolamei, Alessandro Zocca, Mauro Di Siro, and David Frizzo, “Evaluation of Hot Tearing in 925‰ Silver Alloys,” in The Santa Fe Symposium , May 2009, pp. 246– 270.
[8] Thanawat  Phetrattanarangsi et  al. ,  “The  behavior  of  gipsum- bonded investment in the gold jewelry casting process,” Boonrat Lohwongwatana , Feb. 2017.
[9] N.  Yadav,  “Effect  Of  Process  Variables  On  The  Quality  Of Investment Casting s Produced By Using  Expandable Polystyrene Pattern,”  Dissertation,  Indian  Institute  Of  Technology  Roorkee, Roorkee, 2011.
[10] R. P. Taylor, S. T. McClain, and J. T. Berry, “Uncertainty analysis of  metal- casting porosity  measurements  using  Archimedes’ principle,” International Journal of Cast Metals Research , vol. 11, no. 4, pp. 247–257, 2017.