Abstrak—Connecting  rod  merupakan  komponen  yang  penting pada  sebuah  kendaraan.  Pembuatan  connecting  rod  dilakukan dengan  pengecoran.  Dalam  proses  pengecoran  terdapat  banyak fenomena tidak dapat dikontrol secara langsung seperti distribusi temperatur, tegangan termal. Oleh karena itu digunakan ANSYS Mechanical  Workbench  untuk  memprediksi  fenomena  dalam proses  pengecoran.  Menggunakan  cetakan  pasir  silika  untuk cetakan  pasir  dan  besi  cor  kelabu  sebagai  permanent  mold. Material  yang  digunakan  untuk  coran  adalah  alumunium  alloy 7075 . pada simulasi ini menganalisa distribusi temperatur pada saat  pendinginan  dan  tegangan  termal,  setelah  simulasi didapatkan hasil bahwa kecepatan pendingiann cetakan besi cor kelabu  untuk  mencapai  temperatur  minimum  30 o C  lebih  tinggi daripada  cetakan  pasir  yaitu  sebesar  36,64  detik  untuk  model  1 dan  34,64  detik  untuk  model  2  dibanding  cetakan  pasir  sebesar 44,766 detik untuk model 1 dan 45,334 detik untuk model 2 detik dan  tegangan  termal  pada  material  besi  cor  kelabu  lebih  besar daripada  cetakan  pasir  yaitu  tegangan  termal  tertinggi maksimum  pada  model  1  cetakan  besi  cor  kelabu  sebesar 1,5541e+015 pa dan teredah pada model 2 cetakan pasir sebesar 6,0414e+014 pa
Kata Kunci—Aluminium 7075, Besi Cor Kelabu, Connecting Rod, Pasir Silika

## I. PENDAHULUAN
ONNECTING  rod adalah  komponen  mesin  berfungsi meneruskan gaya dari piston menuju crankshaft yang akan diteruskan  sistem  gear  sampai  dapat  menggerakkan  roda. Connecting  rod dapat  dibuat  dengan  berbagai  metode  seperti forging (penempaan) dan casting (pengecoran). Dalam memilih metode  pembuatan connecting  rod dibutuhkan  banyak pertimbangan  seperti  biaya  pembuatan  hingga  material. Pembuatan connecting rod berdasarkan sifat mekanik,berat dan biaya. Mesin yang membutuhkan kinerja tinggi connecting rod dibuat  dengan  cara  penempaan.  Connecting  rod  tempa memberikan sifat mekanik yang tinggi yang mampu menahan beban tinggi. Mobil berkecepatan tinggi semuanya menggunakan connecting  rod dengan  cara  penempaan. Sedangkan  connecting  rod  dengan  pembuatan  melalui pengecoran mempunyai sifat mampu mesin yang baik, namun sifat mekanik yang lebih rendah dibandingkan connecting rod tempa  [1].  Maka connecting  rod jenis  cor  digunakan  untuk
mesin  dengan  beban  dan  kecepatan  yang  rendah  antara  lain adalah  sepeda  motor.  Sebagai  pertimbangan  lain  melihat  sisi biaya  pembuatan  dalam  manufaktur.  Penelitian  tentang perbandingan  biaya  pembuatan connecting  rod antara  proses penempaan dan pengecoran. Disimpulkan bahwa biaya proses pengecoran  lebih  murah  daripada  proses  penempaan  untuk connecting  rod [2].  Untuk  jenis  pengecoran  yang  digunakan berdasarkan  jumlah  produk  memiliki  keterkaitan,  yaitu  biaya pembuatan connecting rod dengan  jumlah dibawah ±100 unit adalah menggunakan pengecoran pasir karena memiliki biaya produksi  paling  rendah  daripada  metode  pengecoran  lain  [3]. Material  aluminium  7075  juga  dapat  digunakan  untuk pembuatan connecting  rod mesin  kendaraan  roda  dua, Penelitian  tersebut  bertujuan  mencari  alternatif  material pengganti  selain  aluminium  360  yang  banyak  digunakan  [4]. Agar  dapat  menghemat  waktu  serta  biaya  eksperimen  dan mencapai  hasil  yang  memuaskan  maka  digunakan  metode elemen  hingga  agar  dapat  meningkatkan  efisiensi  dan menganalisa pengecoran dengan berbagai macam variabel yang berpengaruh pada hasil coran tanpa memakan waktu dan biaya. Dengan  metode  elemen  hingga  dapat  mengetahui  berbagai variabel  dan  faktor  pada  pengecoroan  yang  dapat  diprediksi sebelum atau sesudah pengecoran seperti laju aliran logam cair, distribusi  panas,  tegangan  termal,  penyusutan,  kecepatan solidifikasi dan retakan dalam yang dapat diprediksi.

## II. METODOLOGI PENULISAN
Pada  penelitian  kali  ini  simulasi thermal saat  pedinginan connecting  rod yang  bertujuan  untuk  menganalisa  pengaruh dari desain dan material cetakan pada pendinginan connecting rod dengan  metode  elemen  hingga.  Pada  penelitian  kali  ini digunakan software ANSYS MECHANICAL WORKBENCH 16  untuk  mencari  distribusi  temperatur  dan  tegangan  termal saat pendingan benda cor.
Material cetakan yang digunakan adalah pasir silika dan besi cor  kelabu  dan  desain  dari gating  system nya  adalah  dengan penempatan letak sprue yang berbeda. Untuk bentuk modelnya sesuai dengan Gambar 2 dan Tabel 1 adalah dimensi dari gating system connecting rod sedangkan untuk Gambar 3 merupakan
Simulasi Transient Thermal Pada Pengecoran Connecting Rod Berbahan Aluminium 7075 untuk Aplikasi Mesin 150 CC dengan Variasi Material dan Desain Cetakan Menggunakan Metode Elemen Hingga
Muhammad Puri Yogatama, Mas Irfan Purbawanto Hidayat, dan Mavindra Ramadhani Departemen Teknik Material dan Metalurgi, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : irfan@mat-eng.its.ac.id
C
gambar  teknik  dari connecting  rod dan  Tabel  2  merupakan dimensinya.
Adapun dimensi dari connecting rod dapat dilihat pada Gambar 1.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Analisa Thermal
Pada  Analisa  termal  ini  bertujuan  untuk  mencari  distribusi temperature  selama  proses  pembekuan  logam  cair.  Pada Analisa termal ini menganalisa dua gating system yang berbeda dengan setiap gating system mempunyai material cetakan yang berbeda  yaitu  pasir  silika  dan  satu  lagi  besi  cor  kelabu.  Dan material coran adalah aluminum 7075 yang sudah memadat 1) Distribusi Temperatur
Beberapa  sifat  material  yang  dibutuhkan  dalam  analisa  ini adalah  konduktivitas  termal,  massa  jenis  dan  kapasitas  panas spesifik.  Konduktivitas  termal  adalah  kemampuan  suatu material  menghantarkan  panas,  massa  jenis  adalah  ukuran kerapatan massa benda per volume dan kapasitas panas spesifik adalah  banyaknya  kalor  yang  dibutuhkan  untuk  menaikkan temperatur benda tersebut
Temperature  awalan  yang  digunakan  dalam  proses pengecoran kali ini 200 o C pada benda cornya  konveksi yang digunakan  sebesar  11,45  W/m 2 K  berlaku  untuk  semua  jenis pengecoran  didapatkan  dari  jurnal  pariona  tahun  2005.dan disini memakai number of step sebesar 50, maximum time step 0,1 dan minimum time step 0,001. Seluruh model maupun jenis cetakan  diberlakuka  settingan  yang  sama  untuk  simulasi  ini muali  dari  mesh  sama,  temperature  awal,  time  step  dan settingan lainya yang membedakan adalah input konduktifitas termal, massa jenis dan panas spesifik dari material cetakan
Pada  proses  solidifikasi  pembekuana  dimulai  pada  bagian yang  bersentuhan  dengan  cetakan,  pada  saat  itu  panas  yang terjadi di bagian yang bersentuhan dengan cetakan akan diambil oleh cetakan sehingga cetakan akan memanas dan bagian coran
Gambar 3. Diagram alir penelitian. a) b) Gambar 3. Desain connecting rod model 1 (a) dan model 2 (b). Gambar 3. Gambar teknik connecting rod.
Tabel 1. Dimensi gating system connecting rod
No Dimensi Nilai 1 Sprue height 46.04 mm 2 Choke area 120 mm 2 3 Top area 426.127 mm 2 4 Sprue base well area 600 mm 2 5 Diameter sprue base well 27.646 mm 6 Runner width 11.058 mm 7 Runner height 43.407 mm 8 Ingate width 11.058 mm 9 Ingate height 38.407 mm Table 2. Dimensi dari connecting rod No Dimensi Nilai 1 T 3.748 mm 2 Length of connectng rod 117.20 mm 3 Inner diameter of small end 14.073 mm 4 Outer diameter of small end 19.065 mm 5 Length of small end 21.653 mm 6 Inner diameter of big end 36.357 mm 7 Outer diameter of big end 46.049 mm 8 Length of big end 23.024 mm 9 Height 18.741 mm 10 Width 14.992 mm 11 Height at the small end 14.055 mm 12 Height at the big end 20.615 mm
akan  mendingin,  bagian  coran  yang  mendingin  diawali  di bagian  yang  bersentuhan  dengan  cetakan  dan  merambat  ke tengah  coran  hal  itu  disebabkan  karena  material  coran  pada simulasi lebih panas dibandingkan cetakan  lalu perlahan akan menyebar  panas  ke  cetakan  sehingga  material  coran  akan perlahan  mendingin  dimulai  dari  sisi  bagian  luar  coran  dan kedalam  dan  material  coran  akan  memanas  karena  menyerap panas  dari  material  coran.  Gambar  4  merupakan  distribusi temperatur  dari step awal  hingga  akhir  untuk  masing-masing model  dari gating  system dan  untuk  Tabel  3  merupakan perbandingan  temperatur  awal  simulasi  dan  gambar  4 merupakan perbandingan temperatur akhir simulasi
Pada model 1 cetakan silika temperature tertinggi saat awal simulasi  sebesar  254,87 o C  yaitu  terletak  cetakan  pada  cope yang  berdekatan  dengan  benda  cor  sedangkan  pada  bagian cetakan  yang  berada  disekitar  coran  temperaturnya  berkisar tertinggi  185,39 o C    dan  pada  bagian  akhir  cetakan    nilai temperature minimum adalah sekiat 30 o C yang terjadi di daerah
penggiran  benda  cor  dan  dipenampang connecting  rod yang terhimpit dengan cetakan sedangkan untuk pendingan tersebut dari  simulasi  awal  hingga  mencapai  temperature  minimum 30 o C  membutuhkan  waktu  44,766  detik    baru  tercapai temperatur tersebut, pada saat 44,766 detik tersebut temperatur cetakan  tertinggi  tercatat  sebesar  312,26 o C  dikarenakan menyerap panas dari benda coran.
Pada model 1 cetakan besi cor kelabu temperatur tertingi saat awal  simulasi  sebesar  314,43 o C  terletak  salah  satu  node  cope sedangkan  di  daerah  sekitar  coran  temperaturnya  tertinggi berkisar 198,21 o C dan pada akhir cetakan temperatur minimum benda  cor  46,798 o C  yaitu  terletak  dibagian  luar  coran  yang mulai  mendingin.  Proses  dari  temperatur  314,43 o C  sampai terbentuk  pendinginan  hingga  temperatur  minimum  30 o C membutuhkan  waktu  sebanyak  36,64  detik  dan  pada  saat  itu temperatur cetakan tertingi sebesar 297,6 o C
Pada  model  2  cetakan  silika  temperatur  tertingi  saat  awal simulasi tercatat sebesar 275,6 o C terletak di bagian drag didekat benda  cor  sedangkan  bagian  yang  didaerah  sekitar  coran temperaturnya tertinggi berkisar 232 o C dan pada akhir cetakan temperatur  minimum  sekitar  20,981 o C  yaitu  terletak  dibagian coran  yang  berhimpit  dengan  cetakan  yang  mulai  mendingin. Proses  dari  temperatur  275,6 o C  sampai  30 o C  membutuhkan waktu sebanyak 45,334 detik dan pada itu temperatur cetakan sebesar 328,15 o C.
Pada model 2 cetakan besi cor kelabu temperatur tertingi saat awal simulasi tercatat sebesar 272,71 o C terletak di bagian drag dibawah  coran  sedangkan  bagian  yang  disekitar  coran temperaturnya  tertinggi  berkisar  192,88 o C  dan  pada  akhir cetakan  temperatur  minimum  sekitar  36,453 o C  yaitu  terletak dibagian  luar  coran  yang  mulai  mendingin.  Proses  dari temperatur  272,71 o C  sampai  30 o Cmembutuhkan  waktu sebanyak 34,64 detik dan pada itu temperatur cetakan sebesar 275,72 o C.
Bisa  dilihat  pada  Gambar  3  model  1  antara  kedua  jenis cetakan  perbedaan  cukup  signifikan  proses  pendinginan  pada model 1 lebih cepat cetakan besi cor kelabu daripada cetakan pasir  silika  yaitu  membutuhkan  waktu  36,64  detik  untuk temperatur  minimum  30 o C  terlihat  dibagian  sisi  coran dibandingkan  dengan  pada  cetakan  besi  pasir  silika  yang membutuhkan  44,766  detik  untuk  mencapai  temperatur minimum 30 o C
Berbeda  dengan  model  2  antara  kedua  jenis  cetakan perbedaan  yang  menonjol  yaitu  45,334  detik  waktu  yang dibutuhkan  agar  30 o C  terlihat  dilapisan  luar  coran  untuk cetakan  pasir  silika  dan  34,64  detik  pada  cetakan  besi  cor kelabu, pada model 2 bisa dilihat juga besir cor kelabu memiliki kecepatan pendinginan yang lebih cepat daripada pasir silika.
Perbedaan distribusi temperatur ini disebabkan sifat material cetakan.  Cetakan  besi  cor  kelabu  mempunyai  konduktifitas termal yang lebih besar daripada cetakan pasir sehingga cetakan besi  cor  kelabu  menyebarkan  panas  lebih  cepat  daripada cetakan  pasir  sehingga  panas  yang  ada  di  coran  dapat  lebih cepat  berpindah  kedalam  cetakan,  dapat  disimpulkan  bahwa pendinginan dari besi cor kelabu lebih cepat daripada cetakan pasir
Faktor  lain  yang  mempengaruhi  perbedaan  distribusi temperatur  adalah  kapasitas  panas  spesifik  dari  cetakan,
Gambar  4.  Distribusi  temperatur  pada  step  pertama  hingga  akhir  simulasi pada desain 1 pasir silika (a); desain 1 besi co kelabu (b); desain 2 pasir silika (c); dan desain 2 besi cor kelabu (d).
Tabel 3. Perbandingan temperatur awal simulasi Jenis Cetakan Temperatur maksimum (C) Temperatur minimum (C) Model 1 Pasir silika 254,87 100 Model 1 Besi cor Kelabu 314,43 100 Model 2 Pasir silika 275,6 100 Model 2 Besi cor kelabu 272,71 100 Tabel 4 Perbandingan temperatur pada akhir simulasi Jenis Cetakan Temperatur maksimum (C) Temperatur minimum (C) Waktu (s) Model 1 Pasir silika 312,26 30 44,766 Model 1 Besi cor Kelabu 297,6 30 36,64 Model 2 Pasir silika 328,15 30 45,334 Model 2 Besi cor kelabu 275,72 30 34,64
kapasitas  panas  spesifik  dari  cetakan  pasir  lebih  besar  dari kapasitas  panas  spesifik  dari  besi  cor  kelabu  sehingga  pada cetakan pasir peningkatan temperatur lebih lambat dan kurang bisa menyerap panas daripada cetakan besir cor kelabu
Bila  ditinjau  dari  jenis gating  system perbedaan  laju pendinginan  antara gating  system model  1  dan  model  2  tidak begitu  terasa  yaitu  pada  model  1  cetakan  silika  44,766  detik agar temperatur 30 o C mulai terlihat di coran dan pada model 2 cetakan silika sebanyak 45,334 detik  begitu juga dengan gating system model 1 besi cor kelabu  mencapai temperatur minimum 30 o C  membutuhkan  waktu  sebanyak  36,64  detik  dan  pada model 2 besi cor kelabu membutuhkan waktu 34,64 detik. 2) Gradien Temperatur
Gradien  temperatur  adalah  arah  dan  kecepatan  perubahan temperatur. Gradien temperatur menggambarkan arah mulainya proses pendinginan. Pada simulasi kali ini Untuk perbandingan temperatur dari model 1 dan 2 dan dari cetakan pasir dan  besir cor dapat dilihat pada Gambar 5 dibawah ini
Dari  keempat  gambar  gradien  temperatur  hampir  semua menandakan  arah  yang  sama,  arah  gradien  temperatur mengarah  menuju  cetakan  hal  ini  berarti  karena  temperatur coran  lebih  tinggi  daripada  temperatur  cetakan  sehingga panasnya  berpindah  dari  coran  menuju  cetakan  hal  ini  juga berarti sesuai pendinginan didalam coran berawal dari bagian yang terkena dinding cetakan
B. Analisa Struktural
Simulasi  analisa  struktural  digunakan  untuk  menganalisa tegangan  termal  yang  terjadi  selama  proses  pengecoran berlangsung.  Pada  suatu  proses  pengecoran,  distribusi  dan perubahan  temperatur  akan  berpengaruh  pada  berbagai  aspek contohnya  seperti  tegangan  termal.  Tegangan  termal  ini  yang akan  menimbulkan  masalah  seperti  deformasi  dan  patahan. Sifat material yang mempengaruhi tegangan termal antara lain modulus  elastisitas  dimana  semakin  besar  modulus  elastisitas maka  suatu  material  akan  semakin  sulit  terdeformasi.
Kemudian  sifat  material  yang  memiliki  pengaruh  adalah poisson ratio yang merupakan nilai konstanta elastisitas suatu material  dan  yang  terakhir  adalah  koefisien  ekspansi  termal material yang berpengaruh pada pemualain panjang dan volume suatu material.
Tegangan  Termal  adalah  tegangan  induksi  yang  dihasilkan akibat perubahan suhu, tegangan termal dipengaruhi beberapa faktor  yaitu  modulus  elastisitas, poisson  ratio ,  koefisien ekspansi  termal  dan  perbedaan  temperatur  dari  materialnya. Tegangan termal dalam simulasi ini dianalisa dengan tegangan Von  Mises.  Gambar  6  merupakan  tegangan  termal  pada  tiap model  cetakan  dan  Tabel  5  merupakan  perbandingan  nilai tegangan termal
Dapat dilihat dari Tabel 5 nilai tegangan termal dari keempat model, nilai maksimum terbesar pada model 1 cetakan besi cor kelabu  sebesar  1,5541e+015  Pa  dan  nilai  maksimum  terkecil pada  model  1  cetakan  pasir  yaitu  sebesar  6,0414e+014, sedangkan nilai minimum terbesar pada model 2 cetakan besi cor  kelabu  yaitu  sebesar  5,0717e+010  dan  nilai  minimum terkecil pada model 1 cetakan pasir silika sebesar 3,1277e+010. Dapat  disimpulkan  cetakan  dengan  material  besi  cor  kelabu memiliki tegangan termal lebih besar daripada cetakan material pasir silika karena cetakan besi cor kelabu memiliki nilai young modulus, poisson ratio serta koefisien termal yang lebih besar daripada pasir silika.
Efek  dari  tegangan  termal  yang  tinggi  dapat  menyebabkan retak pada suatu benda cor karena kombinasi dari gradien suhu yang  besar  di  samping  perubahan  cepat  dari  temperatur  pada suatu  bahan,  Perubahan  suhu  menyebabkan  tekanan  pada tegangan pada permukaan yang mendorong pembentukan dan perambatan retak [5].
Hubungan  dari  perbedaan  temperatur  untuk  memulai keretakan  dijelas  oleh  William  David  Kingery  dalam persamaan berikut ini
∆𝑇𝑐 = 𝑆 𝑘𝜎 ∗ (1−𝑣) 𝐸𝛼 1 ℎ = 𝑆 ℎ𝑅′ 1 Dimana S adalah shape factor, 𝜎 ∗ adalah tegangan patahan, k adalah konduktivitas termal, E adalah young modulus, 𝛼 koefisien ekspansi termal dan R’ adalah parameter ketahanan patahan [6].

## IV. KESIMPULAN/RINGKASAN
Dari  Analisa  ini  dapat  diambil  kesimpulan  yaitu;  (1)Dari kedua model gating system , penurunan temperatur dari kedua model  saat  proses  pendinginan  memiliki  waktu  yang  hampir sama mencapai tempertur minimum 30 o C, sehingga variasi dari
Gambar  6.  Gradien  temperatur  pada  model  1  pasir  silika  (a);  model  1 besi cor kelabu (b); model 2 pasir silika (c); dan model 2 besi cor kelabu (d)
Gambar 6. Tegangan termal pada model 1 pasir silika (a); model 1 besi cor kelabu (b); model 2 pasir silika (c); dan model 2 besi cor kelabu (d).
Tabel 5. Perbandingan nilai tegangan termal Jenis Cetakan Nilai Minimum (Pa) Nilai Maksimum (Pa) Model 1 pasir silika 3,1277e+010 1,3279e+015 Model 1 besi cor kelabu 4,1873e+010 1,5541e+015 Model 2 pasir silika 3,7947e+010 6,0414e+014 Model 2 besi cor kelabu 5,0717e+010 8,5839e+014
gating  system tidak  terlalu  berpengaruh  pada  kecepatan pendinginan; (2)Pada saat Solidifikasi bagian yang mengalami pembekuan  terjadi  di  daerah connecting  rod yang  berhimpit dengan cetakan lalu menyebar ke dalam; (3)Sifat -sifat termal pada material seperti konduktivitas termal dan kapasitas panas spesifik sangat berpengaruh pada proses pendinginan sehingga pada  cetakan  besi  cor  kelabu  baik  dari  model  1  dan  model temperatur lebih cepat menyebar lebih cepat daripada cetakan pasir,  sehingga  proses  pendinginan  cetakan  besir  cro  kelabu berlangsung  lebih  cepat,  pada  cetakan  besi  cor  kelabu dibutuhkan  waktu  sekitar  34-36  detik  untuk  mencapai temperatur  30 o C  dan  pada  cetakan  pasir  silika  membutuhkan waktu  44-45  detik  pada  simulasi;  (4)Pada  pendinginan  yang cepat berpegaruh dengan nilai tegangan termal suatu material, Tegangan  termal  pada  cetakan  besi  cor  kelabu  pada  setiap model lebih besar dari daripada tegangan termal cetakan pasir silika , dan tegangan termal terbesar pada model 1 cetakan besi cor kelabu sebesar 1,5541e+015 dan tegangan termal terkecil
terjadi di cetakan model 2 pasir silika sebesar 6,0414e+014.

## LAMPIRAN
Perhitungan Gating System, Riser, dan Modulus terlampir pada halaman F115-F116.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  M. Plancak et al. , “A Review of the Possibilities to Fabricate Connecting Rods,” Ann. Fac. Eng. Hunedoara , vol. 11, no. 2, p. 167, 2013.
[2]  A.  B.  Sidhpara,  V.  I.  Kureshi,  and  P.  A.  Patel,  “Comparision  of manufacturing methods and analysis of connecting rod for reducing cost,” Int. J. Eng. Res. Technol. , vol. 2, no. 5, 2013.
[3]  F. M. Ashby, Material Selection in Mechanical Design , 2nd ed., vol. 3. Burlington: Elsevier Ltd, 2011.
[4]   and D. D. V. Rao, M. Srinivas, A. Girish Kumar, “Design and analysis of  al  7075  connecting  rod,” Int.  J.  Pure  Appl.  Math. ,  vol.  118  No.  24, 2018.
[5]  W. D. Callister and D. G. Rethwisch, Materials Science and Engineering : an Introduction . Hoboken N.J.: John Wiley & Sons, 2014.
[6]  W. Soboyejo, Mechanical Properties of Engineered Material . Bosa Roca,
United States: CRC Press, 2019.
Perhitungan Gating System, Riser, dan Modulus Perhitungan Gating System untuk material pasir silika. Perhitungan riser menggunakan metode modulus riser . Perhitungan modulus benda cor Modulus cor = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑝𝑒𝑟𝑚𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛 = 21928,676 𝑚𝑚 3
13977,481 𝑚𝑚 2 Modulus cor
= 1,569 mm Perhitungan modulus riser Modulus riser = 1,2 × 𝑀𝑜𝑑𝑢𝑙𝑢𝑠 𝐵𝑒𝑛𝑑𝑎 𝐶𝑜𝑟 = 1,2 × 1,569 𝑚𝑚 Modulus riser = 1,8828 mm Perhitungan diameter riser Diameter riser = 6 × 𝑀𝑜𝑑𝑢𝑙𝑢𝑠 𝐵𝑒𝑛𝑑𝑎 𝐶𝑜𝑟 = 6 × 1,569 Diameter riser = 9,414 mm Perhitungan tinggi riser Tinggi riser = 𝑀𝑜𝑑𝑢𝑙𝑢𝑠 𝑅𝑖𝑠𝑒𝑟 ×  𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 − 4 𝑀𝑜𝑑𝑢𝑙𝑢𝑠 𝑅𝑖𝑠𝑒𝑟 = 1,8828 𝑚𝑚 × 9,414 𝑚𝑚 9,414 𝑚𝑚 − 4 × 1,8828 𝑚𝑚 = 17,725 9,414 − 7,5312 = 17,725
1,8828
= 9,414 mm Perhitungan volume riser Volume riser = 𝜋 × 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 3
4 = 𝜋 × 9,414 3 4 Volume
riser = 655,258 mm 3 Perhitungan leher/ neck riser Leher riser = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 2 = 9,414 2 Leher riser = 4,707 mm Diameter leher = 1,2 × 𝐿𝑒ℎ𝑒𝑟 𝑟𝑖𝑠𝑒𝑟 + 0,1 × 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 = 1,2 × 4,707 + 0,1 × 9,414 = 5,6484 + 0,9414 Diameter leher = 6,5898 mm
Perhitungan waktu tuang Waktu tuang = 𝐾 3 √𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐶𝑜𝑟𝑎𝑛′ 3 = 1,85 √0,62 3 Waktu tuang = 1,57808 s Perhitungan massa logam yang dibutuhkan Massa logam = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑏𝑒𝑛𝑑𝑎 𝑐𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑠𝑡𝑖𝑛𝑔 𝑦𝑖𝑒𝑙𝑑 = 0,496 0,6 Massa logam = 0,827 kg Perhitungan kecepatan tuang Kecepatan tuang = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑙𝑜𝑔𝑎𝑚 𝑊𝑎𝑘𝑡𝑢 = 0,827 𝑘𝑔 1,57808 𝑠 Kecepatan tuang = 0,524 kg/s Perhitungan tinggi efektif sprue Tinggi efektif sprue =
𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖 𝑆𝑝𝑟𝑢𝑒 − 𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖 𝑝 2 2. 𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖 c
= 50 − 15,5 2 2 × 31
= 50-3,875 Tinggi efektif sprue = 46,125 mm
Perhitungan luas penampang choke luas penampang choke = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑙𝑜𝑔𝑎𝑚 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠×𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑡𝑢𝑎𝑛𝑔×𝑒𝑓𝑖𝑠𝑖𝑒𝑛𝑠𝑖×√2×𝑔×𝑇𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖 𝑒𝑓𝑒𝑘𝑡𝑖𝑓 𝑠𝑝𝑟𝑢𝑒 = 0,827 2,81 × 10 −6 × 1,57808 × 0,9 × √2 × 9800 × 46,125 = 0,827 3,991 × 10 −6 × √904050 = 0,827
3794,704 × 10 −6 =  217,935 mm 2
Perhitungan diameter choke Diameter choke = √ 4 𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑝𝑒𝑛𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔 𝑐ℎ𝑜𝑘𝑒 𝜋
= √ 4 × 217,935 𝜋 = √277,483
= 16,658 mm Perhitungan luas penampang runner Luas runner = 2 × 𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑝𝑒𝑛𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔 𝑐ℎ𝑜𝑘𝑒
= 2 × 217,935
= 435,87 mm 2
Perhitungan sprue base well Luas = 5 × 𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑝𝑒𝑛𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔 𝑐ℎ𝑜𝑘𝑒 = 5 × 217,935 𝑚𝑚 2 Luas = 1089,675 mm 2
Diameter = √ 4 × luas 𝑠𝑝𝑟𝑢𝑒 𝑏𝑎𝑠𝑒 𝑤𝑒𝑙𝑙 𝜋 = √ 4 × 1089,675 𝑚𝑚 2 𝜋
= √1387,4173
Diameter = 37,248 mm Lebar = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟
2,5
= 37,248 𝑚𝑚 2,5
= 14,899 mm Kedalaman = 𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑟𝑢𝑛𝑛𝑒𝑟 𝑙𝑒𝑏𝑎𝑟 = 435,87 𝑚𝑚 2
14,899 𝑚𝑚 Kedalaman = 29,255 mm Perhitungan runner extension Panjang = 2 × 𝑙𝑒𝑏𝑎𝑟 = 2 × 14,899 𝑚𝑚
Panjang = 29,798 mm