Pengecoran Mati Gravitasi: Proses, Material, Aplikasi & Manfaat

Gravity die casting adalah salah satu metode pengecoran logam yang paling populer. Metode ini memanfaatkan gravitasi untuk mengisi cetakan dengan logam cair. Sebaliknya, dalam gravity die cast, gaya tarik gravitasi memandu logam ke dalam rongga cetakan. Metode ini telah lama dikenal untuk menghasilkan komponen berkualitas tinggi dengan akurasi dimensi yang baik dan hasil akhir permukaan yang sangat baik. Beberapa keuntungan dari Die casting meliputi daya tahan, fleksibilitas dalam desain, biaya, dan memiliki aplikasi yang luas dalam industri otomotif, kedirgantaraan, dan manufaktur. Artikel ini akan membahas proses, material, keunggulan, tantangan, dan aplikasinya dalam manufaktur modern.

Bagaimana Proses Gravity Die Casting Bekerja?

Proses die casting gravitasi dimulai dengan menyiapkan cetakan logam yang dapat digunakan kembali - biasanya terbuat dari baja atau besi tuang. Cetakan terdiri dari dua bagian. Satu bagian adalah tempat rongga yang akan menentukan bentuk komponen. Berikut adalah langkah-langkah yang harus diikuti:

Cetakan dipanaskan terlebih dahulu untuk mencegah guncangan termal dan memastikan aliran logam cair yang merata. Bahan pelepas atau pelapis diterapkan pada cetakan untuk memudahkan pelepasan bagian cetakan dan memperpanjang umur cetakan.

Kemudian, muncul gravitasi yang mengambil logam cair, baik aluminium, tembaga, atau bahkan magnesium yang dituangkan ke dalam cetakan. Pemanasan awal cetakan itu juga akan mengisi setiap detail kecil, karena cetakan itu secara khusus dibuat untuk benda itu untuk menunjukkan semua detailnya yang halus.

Setelah cetakan penuh, logam akan mendingin dan mengeras. Hal ini tergantung pada jenis logam dan kompleksitas komponen. Saat dituang, setelah menjadi padat, buka cetakan, dan lepaskan pengecoran. Beberapa langkah lain dalam proses ini adalah pemangkasan atau pemesinan, perawatan permukaan, dan lainnya, tergantung pada pemenuhan spesifikasi yang ditetapkan.

Gravity die casting lebih disukai karena kesederhanaan, efisiensi, dan kemampuannya untuk menghasilkan komponen dengan toleransi yang ketat dan sifat mekanik yang sangat baik.

Bahan yang Digunakan dalam Die Casting

Berbagai macam logam dan paduan dapat digunakan dalam bahan die castingmasing-masing dengan sifat unik yang disesuaikan untuk aplikasi tertentu:

Paduan Aluminium

Ringan dan tahan korosi, aluminium paduan banyak digunakan dalam komponen otomotif dan kedirgantaraan.

Paduan Magnesium: 

Mereka sangat dikenal karena memiliki kepadatan yang lebih rendah dengan rasio kekuatan-terhadap-berat yang sangat tinggi. Bahan ini ideal untuk desain yang ringan.

Paduan Tembaga: 

Tembaga paduan terutama digunakan dalam aplikasi listrik dan termal karena konduktivitasnya yang tinggi dan ketahanan yang lebih baik terhadap keausan.

Paduan Seng: 

Pengecoran mati seng Paduan ini memiliki cor yang lembut dan relatif tangguh. Karena ketahanannya yang cukup besar terhadap korosi, ini digunakan untuk dekorasi dan bagian struktural.

Baja dan Besi:

 Bahan ini relatif langka di sebagian besar produksi karena komponennya memerlukan tingkat kekuatan yang sangat tinggi, dan untuk itu, bahan ini menuntut daya tahan yang lama.

Pemilihan bahan bergantung pada persyaratan, karakteristik mekanis, serta anggaran untuk menjaga agar produk akhir tetap berkinerja sesuai dengan standar kinerja yang ditetapkan

Aplikasi Gravity Die Casting

Gravity die casting memiliki berbagai aplikasi karena keserbagunaan dan ketepatan komponennya. Beberapa aplikasi yang umum adalah sebagai berikut:

• Industri Otomotif: Kepala silinder, blok mesin, komponen rem, dan komponen suspensi dipersiapkan karena menunjukkan kekuatan dan keakuratan.
• Aerospace: Bagian yang ringan dan kuat seperti bilah turbin dan bagian struktural disiapkan karena die casting.
• Industri Listrik: Akurasi dimensi, konduktivitas, dan kualitas komponen, konektor, dan rumah switchgear.
• Mesin Industri: Gravity die casting memiliki fitur kekuatan dan ketahanan aus pada material untuk membuat roda gigi, rumah, dan komponen lainnya.
• Barang Konsumsi: Barang-barang dekoratif, peralatan dapur, dan perangkat keras furnitur dengan hasil akhir yang halus dan tahan lama menjadikan gravity die casting sebagai proses yang paling disukai.

Proses ini fleksibel terhadap ukuran, kompleksitas, dan persyaratan kinerja komponen.

Keuntungan dari Gravity Die Casting

Keuntungan dari gravity die casting menjelaskan mengapa ia lebih disukai di bidang manufaktur adalah bahwa prosesnya melibatkan presisi tinggi karena cetakan logam pasti menghasilkan kualitas dan konsistensi dimensi, menghasilkan permukaan akhir yang sangat baik dari proses ini karena bagian-bagiannya memiliki permukaan akhir yang halus, dan ini biasanya tidak memerlukan banyak pemesinan atau finishing permukaan, dan daya tahan karena kekuatan dan ketahanan terhadap abrasi; mampu menghadapi kondisi ekstrem.

• Efektivitas Biaya: Meskipun biaya perkakas sangat mahal die casting bertekanan tinggi Pada awalnya, penggunaan ulang cetakan membuat prosesnya ekonomis untuk produksi besar.
• Fleksibilitas: Proses die casting dapat mendukung bentuk yang kompleks dan desain yang rumit.
• Kisaran Material: Proses ini mendukung beberapa logam dan paduan, memberikan cakupan untuk berbagai aplikasi.
• Ramah Lingkungan: Produk ini menggunakan cetakan yang dapat digunakan kembali dan logam yang dapat didaur ulang dengan timbulan limbah yang minimum, selaras dengan tujuan keberlanjutan.

Oleh karena itu, manfaat-manfaat ini menempatkan gravity die casting sebagai proses yang dapat diandalkan dalam fabrikasi komponen berkinerja tinggi.

Sisi negatif dengan Die Casting

Hanya ada satu kelemahan meskipun die casting gravitasi menawarkan banyak manfaat dalam hal implementasinya.

Biaya Perkakas. 

Penempaan teknik die casting yang dibutuhkan untuk memproduksi cetakan cukup mahal yang berarti paling buruk untuk pembuatan bagian loran.

Masalah Porositas

Kecuali jika cetakan mendingin sepenuhnya dan bentuk aktualnya tidak menyediakan kantong udara, maka cetakan tidak akan menghasilkan kekuatan yang substansial.

Tidak terlalu cocok untuk komponen besar, karena cetakan besar menjadi cukup merepotkan untuk ditangani dan dituang.

Pengekangan Material:

Gravity die casting tidak dapat dilakukan pada semua jenis logam; oleh karena itu aplikasinya terbatas.

Membutuhkan Tenaga Kerja Berketerampilan Tinggi

Hasil yang berkualitas tidak dapat dicapai tanpa orang-orang yang terampil, termasuk perancangan cetakan, pemilihan bahan, dan pemantauan.

Semua kekurangan yang disebutkan di atas membutuhkan peningkatan teknologi, tenaga kerja yang kaya pengalaman, dan perencanaan yang matang.

Kemajuan Teknologi Gravity Die Casting

Teknologi gravity die casting terus mengalami peningkatan dan pengembangan. Efisiensi dan kualitasnya juga meningkat dari waktu ke waktu. Peningkatan utama akhir-akhir ini adalah sebagai berikut:

• Sistem Penuangan Otomatis: Memastikan aliran logam yang lancar tanpa cacat, yang meningkatkan laju produksi.
• Pelapis Cetakan Tingkat Lanjut: Meningkatkan daya tahan cetakan dan kualitas permukaan.
• Perangkat Lunak Simulasi: Memprediksi cacat dan mengoptimalkan desain cetakan sebelum produksi.
• Proses Hibrida: Kombinasi antara gravity die casting dengan proses lain seperti sand casting untuk membuat komponen yang kompleks.
• Tungku Hemat Energi: Mengurangi konsumsi energi dan emisi karbon saat meleleh.

Semua perkembangan ini membantu membuat die casting menjadi lebih efektif, berkelanjutan, dan fleksibel.

Mengapa Gravity Die Casting Tetap Populer

Permintaannya tinggi karena die casting gravitasi memberikan keseimbangan yang sempurna antara biaya, kualitas, dan keserbagunaan. Aplikasinya cukup akurat untuk bentuk kompleks yang mana industri mana pun, misalnya, menuntut kinerjanya, jika terjadi, dalam memproduksi komponen tersebut. Karena limbah minimum ini dan bahan yang dapat didaur ulang yang dihasilkan dalam proses ini, teknik ini juga menjadi sangat populer dalam pengaturan manufaktur yang ramah lingkungan saat ini.

Kesimpulan

Gravity die casting telah mampu menguji waktu; ini adalah manufaktur yang terbukti dan dapat diandalkan dengan banyak hal yang ditawarkan. Kualitas, daya tahan, dan presisi dalam membuat komponen adalah sesuatu yang dihasilkan melalui gravity die casting. Sebagai teknik yang telah terbukti, ini menjadi persyaratan penting dalam otomotif, dirgantaradan industri permesinan, meskipun menghadapi masalah seperti biaya tinggi untuk perkakas dan keterbatasan terkait material, yang dijawab oleh perkembangan teknologi yang lebih baru. Tuntutan lebih lanjut dari manufaktur yang efisien dan berkelanjutan akan menuntut die casting untuk berpartisipasi lebih jauh dalam peran membentuk pengecoran logam di masa depan.

PERTANYAAN YANG SERING DIAJUKANs

Apa saja logam yang umum digunakan?

Beberapa logam yang umum digunakan untuk die casting gravitasi adalah aluminium, magnesium, tembaga, seng, dan bahkan beberapa paduan baja karena mereka dapat menunjukkan kombinasi sifat, seperti kemampuan kerja tergantung pada aplikasi tertentu. 

Apa perbedaan antara die casting gravitasi dengan die casting tekanan?

Die casting gravitasi diisi dengan gravitasi, dan die casting tekanan diisi dengan gaya. Die casting untuk bentuk sederhana, dan proses sedang sesuai.

Apakah die casting gravitasi cocok untuk produksi bervolume tinggi?

Ya, die casting gravitasi ekonomis dalam produksi volume menengah hingga tinggi, terutama dengan penggunaan cetakan yang dapat digunakan kembali secara efektif.