Motor Bakar: Jurnal Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Tangerang, Vol. 3, No. 1, Januari – Juni, 2019 P-ISSN: 2549-5038, E-ISSN: 2580-4979 URL: http://jurnal.umt.ac.id/index.php/mjtm

## ANALISA PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP LUBRIKASI PADA MOULD DAN KUALITAS WHEEL

## PADA PROSES DIE CASTING
AHMAD ISKANDAR 1 , AMIR 2 , AMRULLAH 3
1,2,3 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Tangerang Jl. Perintis Kemerdekaan I/33 Cikokol-Tangerang
Email : 1 iskandar.umt@yahoo.com

## Abstrak
Teknologi  pada  proses  cetakan  Die  Casting  telah  digunakan  untuk  membuat  produk  yang  relatif mudah  dibandingkan  dengan  proses  Machining.  Selain  itu,  berbagai  literatur  melaporkan  keunggulan teknologi  proses  die  casting  yang  terbukti  mampu  memproduksi  suatu  produk  dengan  harga  yang  relatif rendah  dengan  kualitas  yang  lebih  baik.  Modal  utama  proses  produksi  dengan  rute  ini  adalah  proses  die casting dengan berbagai metoda baik secara mekanik, kimiawi, dan pressure. Dalam penelitian ini difokuskan pada proses produksi Casting Wheel dengan metode cetakan pada proses High pressure die casting dengan cara  menganalisa  suatu temperatur  cetakan  untuk  memaksimalkan  lubrikasi  cetakan  dalam  mempengaruhi terhadap  kualitas  suatu  produk  wheel.  Hasil  yang  diharapkan  setelah  menganalisa  proses  ini  yaitu  dapat dihasilkannya suatu produk dengan kualitas terbaik untuk memenuhi standar pada proses die casting karena kebutuhan  dari  pihak  perusahaan  untuk  dimanfaatkan  sebagai  meningkatkan  produktifitas  produksi  pada proses die casting .
Kata kunci : Die Casting, Wheel, High pressure, Dies/Cetakan

## 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,

## Faktor Penyebab Defect
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.
Gambar 1 bentuk kerutan flowline
Gambar 2 Bentuk flowline dalam bentuk potongan Penyebab utama terjadinya flowline karena beberapa hal. Diantaranya:
a. Spray dari jumlah lubrikasi terlalu banyak
Motor Bakar: Jurnal Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Tangerang, Vol. 3, No. 1, Januari – Juni, 2019
b. Penurunan temperatur mould atau cetakan
c. Point/titik spray lubrikasi tidak tepat d. Proses  gerakan  injeksi  saat  aluminium  ditekan masuk menjadi abnormal karena tidak terlubrikasi.
e. Gas ventilasi dari cetakan tidak bagus
Soldering
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: a. Karena  pengaruh  dari  pendinginan external dari lubrikasi yang tidak sempurna
b. Aluminiuim  yang  menempel  pada  bagian cetakan yang sudah crack (1:100 kasus).
Mekure 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:
a. Gas  terjebak  dari  sisa  lubrikasi  yang  terbakar oleh aluminum
b. Proses lubrikasi yang tidak sempurna
c. Pemilihan material lubrikasi yang tidak bagus

## Galling
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:
a. Permukaan bagian yang galling/ scratch tidak terlubrikasi b. Komposisi casiran lubrikasi tidak tepat c. Draft angle permukaan tidak bagus d. Under cut / permukaan antara produk yang galling terdapat step . Shringkage 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 didalam produk Penyebab utama shringkage diantaranya:
Motor Bakar: Jurnal Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Tangerang, Vol. 3, No. 1, Januari – Juni, 2019
a.  Turbulensi  dari  aluminium  yang  didorong melebihi kecepatan yang ditentukan oleh perhitungan b.  Shringkage karena  gas  terjebak  (sisa  lubrikasi yang terbakar dan menguap berubah menjadi gas ) Retakan Pada Cetakan (Heat Check) 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.
Gambar 7. Bentuk heat check yang terjadi pada produk Penyebab terjadinya heat check diantaranya: a. Kondisi cetakan sudah termakan usia (life time)
b. Kekerasan cetakan rendah
Miss run (Fill up defect)
Mis  run adalah  fenomena  terjadinya solidifikasi  pada  saat  masih  ada  bagian  didalam cetakan  yang  belum  terisi  penuh  dengan  cairan aluminium.
Gambar 8 Bentuk mis run pada produk Penyebab  utama  terjadinya Mis  run terbagi  dalam beberapa hal diantaranya: i. Temperatur cetakan menurun/ drop
ii. Gas release tidak sempurna

## 2. Metode Penelitian
Gambar 9 Flowchar metodelogi penelitian

## Pengecekan Temperatur
Sebelum  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.
Motor Bakar: Jurnal Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Tangerang, Vol. 3, No. 1, Januari – Juni, 2019
Gambar 10 Thermotracer jenis Infrec
Gambar 11 Temperatur cetakan Dari  Pengambilan  temperatur  menggunakan Thermotracer dapat diambil untuk simulasi cetakan pada saat after casting .
Metode Pengetesan Die Lubricant 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(100x100x2,5) 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.
Gambar 12. alat uji die lubricant Untuk standar pengambilan sampel
bagus/tidaknya  suatu lubricant dibuatkan  standar untuk temperatur berapa lubricant bisa menempel.
Gambar 13 Standar die lubricant good/no good
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  / berdampak  pada  mampu lubricant menempel  / melapisi cetakan dengan sempurna yang kemudian mngakibatkan  cetakan  terlapisi  sempurna  oleh die lubricant pada  proses die  casting .  Sehingga dibutuhkan  /  diperlukannya  temperatur  cetakan yang optimal.
Adapun  temperatur  yang  dibutuhkan  agar lubricant dapat  melumasi/melubrikasi  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
Motor Bakar: Jurnal Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Tangerang, Vol. 3, No. 1, Januari – Juni, 2019
berkapasitas  800  Ton  yaitu  pada  jenis  /  model produk yaitu wheel .
Trial dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut:
Gambar 14 Langkah-langkah trial Dari  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 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.
Good No Good
Motor Bakar: Jurnal Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Tangerang, Vol. 3, No. 1, Januari – Juni, 2019
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
Jadi  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
Temperatur 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.
Gambar 21 Die lubricant tersisa karena temperatur <150°C

## Temperatur batas atas
Temperatur  batas  atas  yaitu  pada  suhu 250°C. Jika temperatur >250°C die lubricant tidak
Motor Bakar: Jurnal Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Tangerang, Vol. 3, No. 1, Januari – Juni, 2019
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 talasJadi 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. Hasil Dan Pembahasan
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.
Gambar 26 lengket karena overheat
Motor Bakar: Jurnal Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Tangerang, Vol. 3, No. 1, Januari – Juni, 2019
Gambar 27 galling karena overheat Untuk  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
Dari  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 30. 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.

## Kesimpulan Dan Saran
Kita  dapat  menarik  kesimpulan  dan  saran  dalam melakukan  penalitian  untuk  mengetahui  pengaruh temperatur  terhadap  lubrikasi  terhadap mould dan kualitas wheel pada proses die casting yaitu 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
Motor Bakar: Jurnal Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Tangerang, Vol. 3, No. 1, Januari – Juni, 2019
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  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.

## Saran
Dari data tersebut penulis dapat memberikan saran atau rekomendasi agar temperatur optimum yang dapat menjadi acuan agar trouble lengket  produk  pada  cetakan  yaitu  pada range 150°C  -  250°C  yang  mana  pada  hasil pengujian  juga  temperatur  yang  memiliki  kualitas agar  cairan die  lubricant dapat  menempel  pada cetakan  adalah  nilai  yang  memiliki range antara 150°C - 250°C.
Adapun  untuk  meningkatkan  temperatur cetakan  perlu  juga  untuk cooling /pendinginan internal  yang  memadai  dari cooling  tower agar temperatur  pada  cetakan  menjadi  stabil  dan  tidak fluktuatif  yang  dapat  mempengaruhi  suhu  dan mengakibatkan  masalah  / trouble pada  saat dilakukan proses produksi die casting.

## 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