Pengecoran Pasir, Cetakan, dan Investasi:Memilih Proses yang Tepat untuk Bagian Logam Anda

Karena kemampuan beradaptasi, kinerja, dan biaya yang relatif lebih murah, beberapa proses pengecoran banyak digunakan di bidang manufaktur dengan banyak aplikasi industri. Misalnya, Pengecoran Pasir, Pengecoran Die, dan Pengecoran Investasi adalah proses pengecoran yang banyak digunakan di seluruh dunia untuk membuat komponen logam bagi konsumen, otomotif, medis, dan industri dirgantara.

Meskipun ketiga proses manufaktur tersebut dapat menghasilkan komponen logam berkualitas baik, salah satu proses akan lebih sesuai dengan aplikasi Anda dibandingkan yang lain karena setiap prosedur memiliki kelebihan dan keterbatasannya masing-masing. Pendekatan yang ideal bergantung pada kebutuhan Anda, kompleksitas desain, karakteristik material, dan elemen penting lainnya dari desain komponen Anda.

perbandingan pengecoran investasi-pasir

Pengecoran logam

Apa itu pengecoran logam? Sederhananya, proses pengecoran melibatkan peleburan logam dan menuangkan bahan cair ke dalam cetakan yang sudah disiapkan untuk membentuknya. Kebanyakan teknik pengecoran saat ini berbeda-beda dalam cara logam cair ditangani dan ditempatkan dalam cetakan. Tergantung pada desain bagiannya, proses pengecoran dapat menghasilkan bagian berbentuk jaring. Oleh karena itu, tidak diperlukan operasi pemesinan tambahan untuk mencapai bentuk dan kesesuaian akhir suku cadang yang diperlukan.

Seorang perancang produk harus mengetahui bagaimana setiap proses berfungsi dan perbedaannya satu sama lain untuk memutuskan mana yang lebih baik untuk komponen tersebut—pengecoran pasir, pengecoran mati, atau pengecoran investasi. Perancang hanya dapat memilih proses yang paling sesuai untuk aplikasinya dengan menyadari kompleksitas, tuntutan, dan hasilnya.

Jadi mari kita tinjau dengan cepat tiga prosedur casting.

Apa itu Die casting?

Die casting adalah proses pengecoran logam cetakan permanen yang populer di mana logam cair dipaksa masuk ke dalam cetakan dengan tekanan, memadatkannya menjadi cetakan logam. Die casting atau die casting bertekanan, biasa digunakan pada housing otomotif, komponen peralatan, dan mainan.

Pengecoran mati

Panduan lengkap Die Casting

Apa Itu Pengecoran Pasir

Pengecoran pasir sedikit berbeda dengan Die casting. Pertama, logam cair dituangkan secara manual ke dalam cetakan pasir sekali pakai, yang kemudian didinginkan menjadi bentuk 3D.

Panduan lengkap pengecoran pasir

Apa Itu Pengecoran Investasi

Dalam pengecoran Investasi, bahan cair dituangkan ke dalam cetakan yang terbuat dari bahan tahan api. Setelah logam mengeras di dalam cetakan, pengecoran dihilangkan dengan memecahkan cetakan tahan api. Pola lilin digunakan untuk membuat cetakan dengan bahan tahan api.

pengecoran investasi die dan cluster

Panduan lengkap untuk casting Investasi

Apa perbedaan antara pengecoran pasir, pengecoran Die, dan pengecoran investasi?

Apa perbedaan antara Sand casting, Die casting, dan investment casting?

Pasir, Investasi dan Die casting adalah pilihan yang sangat baik untuk berbagai aplikasi. Mereka efisien, memiliki kualitas yang sebanding, dan dapat menghasilkan material serupa. Akibatnya, menentukan pemenang sambil menilai perbedaan antara pengecoran pasir, Die casting, dan Pengecoran investasi bisa jadi rumit.

Namun, ada beberapa perbedaan signifikan ketika memutuskan antara investasi, proses manufaktur cetakan dan pengecoran pasir. Oleh karena itu, mengetahuinya dapat bermanfaat bagi desainer produk karena membantu mengambil keputusan yang tepat.

Berikut delapan perbedaan paling signifikan antara proses Pasir, Investasi, dan die-casting.

Perbandingan pengecoran pasir, Die casting dan pengecoran investasi

Desain dan bahan cetakan

Perbedaan utama antara proses Pasir, Investasi, dan die-casting adalah bahan yang digunakan untuk membuat cetakan.

Cetakan die-casting adalah logam permanen, sedangkan cetakan pasir adalah pasir yang dapat dibuang. Pengecoran investasi memerlukan lapisan tahan api khusus di sekitar pola lilin untuk membuat cetakan.

Contoh casting die (sumber:indiamart.com)

Karena cetakannya yang permanen, Die casting memiliki tingkat produksi yang lebih cepat dibandingkan dengan pengecoran pasir dan pengecoran investasi, dimana pabrikan harus membuat ulang cetakannya setiap saat. Keuntungan pengecoran investasi adalah memiliki lebih banyak komponen per cetakan, karena beberapa komponen dicetak dalam satu pohon.

Kualitas Pasir yang digunakan berdampak signifikan terhadap kualitas permukaan pengecoran. Sebaliknya, cetakan logam die-casting dan cetakan bahan tahan api bubur halus dalam pengecoran investasi akan memberi Anda permukaan yang lebih halus dibandingkan pengecoran pasir.

Cetakan pengecoran pasir dan pengecoran investasi dihancurkan setiap saat, sedangkan cetakan Die casting siap segera setelah proses pengecoran. Kualitas dan kecepatan pemrosesan metode yang luar biasa ini adalah salah satu aspek terpenting. Itulah sebabnya die casting umumnya lebih disukai dalam pengaturan produksi berkecepatan tinggi.

Karena perbedaan ini, pengecoran pasir kurang cocok untuk aplikasi yang membutuhkan kecepatan. Di sisi lain, proses ini relatif hemat biaya dan serbaguna, sehingga ideal untuk paduan dan bentuk yang tidak biasa. Selain itu, desainer memiliki lebih banyak kebebasan karena proses pembuatannya sederhana dan dapat dengan mudah menangani berbagai macam paduan.

Jenis pengecoran logam Bahan cetakan dan produksi Pengecoran pasirCetakan yang dapat dibuang
Bahan cetakan Pasir 1 – 2 mingguDie castingCetakan permanen
Bahan cetakannya adalah logam. 4 – 10 minggu Pengecoran investasi Cetakan yang dapat dibuang
Bahan cetakan adalah bahan tahan api 7 – 10 hari dari pola lilin hingga pengecoran lengkap Bahan cetakan dan waktu produksi

Bahan

Pengecoran investasi dan pengecoran pasir dapat menghasilkan material apa saja. Namun die casting umumnya digunakan untuk mencetak bagian dari logam non-ferrous dengan titik leleh rendah. Oleh karena itu seng, Aluminium, magnesium, dan kuningan banyak digunakan dalam die casting, sedangkan paduan aluminium, paduan kuningan, besi cor, dan baja tuang adalah bahan pengecoran pasir yang populer.

Pengecoran investasi sangat mirip dengan pengecoran pasir, yaitu dapat mencetak material apa saja.

Jenis pengecoran logam Pengecoran pasir Pengecoran mati Transaksi investasi Logam yang dapat dicorTidak terbatasLogam dengan titik leleh rendahTidak terbatasBahan pengecoran Pasir, Cetakan, dan Investasi

Properti bagian

Suku cadang die-casting umumnya lebih tahan lama dibandingkan pengecoran Pasir dan investasi karena tekanan tinggi yang terlibat dalam proses tersebut. Selain itu, tekanan tinggi juga memastikan tidak ada celah internal dan sebagian besar produk bebas dari cacat internal.

Die casting mendingin lebih cepat daripada Sand casting, memberikan bagian die-cast struktur mikro yang lebih halus dan seragam. Biasanya struktur mikro ini meningkatkan sifat mekanik hingga 20%.

• Pengecoran pasir – Properti material juga buruk
• Die casting – Sifat mekanik dan struktur mikro yang baik karena tekanan tinggi
• Pengecoran investasi – Mekanik dan struktur mikro bergantung pada metode pengecoran tetapi biasanya berada di antara pengecoran pasir dan pengecoran mati.

Fitur dan properti transmisi Pengecoran pasir Pengecoran mati Transaksi investasi Ukuran komponen – Berat (kg) – Min0,01<0,010.001Ukuran komponen – Berat (kg) – MaksTanpa batas50100Porositas (1 – terbaik hingga 5 – terburuk)3 – 51 – 35Kompleksitas bentuk (1 – terbaik hingga 5 – terburuk)1 – 23 – 41Properti komponen pengecoran Pasir, Die, dan Investasi

Kompleksitas Bagian

Perbedaan lain antara hasil cetakan, investasi, dan pengecoran pasir adalah kompleksitas keseluruhan bagian-bagiannya. Investasi dan Pengecoran pasir dapat menangani desain yang jauh lebih rumit dan ekstensif dibandingkan Die casting. Die casting memberikan akurasi dan kecepatan dimensi yang jauh lebih besar tetapi kemampuannya terbatas untuk menghasilkan bentuk yang kompleks.

Investasi dan Die casting juga terbatas dan cocok untuk komponen berukuran kecil hingga menengah dibandingkan dengan Sand casting.

Fitur dan properti transmisi Pengecoran pasir Pengecoran mati Transaksi investasi Ukuran komponen – Berat (kg) – Min0,01<0,010.001Ukuran komponen – Berat (kg) – MaksTanpa batasan50100Kompleksitas bentuk (1 – terbaik hingga 5 – terburuk)1 – 23 – 41Kompleksitas komponen pengecoran pasir, cetakan, dan investasi

Ketebalan Dinding

Pengecoran pasir umumnya menghasilkan dinding yang lebih tebal. Dinding yang tebal berarti lebih banyak ruang untuk memperbaiki kesalahan melalui pemesinan dan pasca-pemrosesan lainnya, namun juga lebih berat.

Proses pengecoranKetebalan bagian MinimumKetebalan bagian MaksimumPengecoran pasir3,00 mmTanpa batasanDie casting0,50 mm12,00Pengecoran investasi1,00 mm75,00Ketebalan dinding pengecoran Pasir, Die dan Investasi

Sebaliknya, die casting menghasilkan dinding yang lebih tipis dengan tetap menjaga akurasi dimensi yang lebih besar. Akibatnya, pengecoran pasir tidak cocok untuk benda kecil dengan toleransi yang ketat dan menjaga konsistensi serta memberikan hasil terbaik menjadi sangat sulit. Pengecoran investasi juga dapat menghasilkan dinding tipis dan merupakan pilihan yang baik untuk bentuk dan fitur yang kompleks.

Volume Produksi

Salah satu keuntungan pengecoran pasir adalah kebutuhan perkakasnya lebih sedikit. Hasilnya, prosesnya memakan waktu lebih cepat dan dapat memberikan hasil yang baik dengan segera. Di sisi lain, die casting paling cocok untuk produksi bervolume tinggi karena perkakas awalnya lebih rumit dan memakan waktu.

Volume produksi pengecoran Pasir, Die dan Investasi

Pengecoran investasi dapat menghasilkan lebih banyak suku cadang per batch karena beberapa suku cadang dapat dicetak per pohon, namun waktu penyiapan awal serupa dengan Die casting.

Fitur dan properti transmisi Pengecoran pasir Pengecoran mati Transaksi investasi Tingkat produksi tipikal (suku cadang/jam cetakan)1 – 202 – 2001 – 1000Kuantitas minimum1        10,00010Waktu produksi Pengecoran Pasir, Cetakan, dan Pengecoran Investasi

Namun perlu diingat bahwa die casting adalah proses yang lebih cepat untuk volume besar. Produksi cepat berarti Die casting akan memungkinkan Anda memproduksi seribu keping dalam waktu lebih singkat dibandingkan metode alternatif. Namun, waktu perkakas awal yang diperlukan untuk die casting membuat proses lainnya menjadi lebih baik jika Anda hanya membutuhkan 100 – 150 produk atau kurang.

Toleransi dan akurasi

Die casting menawarkan akurasi toleransi terbaik dari ketiga casting. Ini tipikal untuk Aluminium karena keakuratan dan toleransi proses pengecoran bergantung pada faktor-faktor seperti berikut.

• Kompleksitas Desain
• Jenis perlengkapan pola dan perlengkapan cetakan
• Logam dan boleh digunakan
• Kondisi pola dan cetakan
• Metode kerja pengecoran

DimensiDie CastingPengecoran PasirPengecoran InvestasiHingga 25mm+/- 0.050mm+/- 2.00mm+/- 0.250mmHingga 50mm+/- 0.075mm+/- 2.00mm+/- 0.350mmHingga 75mm+/- .0.100mm+/- 2.00m+/- 0,400mmHingga 100mm+/- 0,125mm+/- 3,00mm+/- 0,500mmPengecoran Pasir, Cetakan, dan Investasi Toleransi dan akurasi

Lihat standar berikut untuk bagan dan tabel toleransi dan akurasi pengecoran.

• ISO 8062 – Toleransi dimensi pengecoran dan tunjangan pemesinan

Permukaan Selesai

Faktor penting lainnya adalah permukaan akhir produk. Proses pengecoran pasir menghasilkan permukaan yang kasar dan kasar yang mungkin memerlukan perawatan atau pemesinan lebih lanjut setelah pendinginan. Namun, die casting memiliki permukaan akhir yang sangat baik sehingga jarang memerlukan perawatan tambahan.

Permukaan akhir pengecoran Pasir, Die, dan Investasi

Pengecoran investasi biasanya menghasilkan permukaan akhir yang sangat baik karena material bubur yang halus.

Biaya

Seperti semua proses manufaktur, biaya per unit bergantung pada berbagai faktor, termasuk bahan, tenaga kerja, dan peralatan. Misalnya, pengecoran pasir membutuhkan lebih banyak tenaga kerja dibandingkan yang lain, Die casting membutuhkan cetakan dan mesin yang mahal, dan Investment casting membutuhkan waktu produksi yang lama.

Perbandingan biaya pengecoran Pasir, Die dan Investasi

Dibandingkan dengan kesederhanaan Pasir, biaya pembuatan cetakan logam untuk proses die-casting lebih mahal. Selain itu, cetakan logam memerlukan lebih banyak waktu dan keahlian, sehingga meningkatkan biaya keseluruhan proses.

Proses transmisi Biaya Mati Biaya peralatan Biaya tenaga kerja Tarif produk (potongan/jam) Pengecoran pasirRendahRendahRendah – Sedang<20Die castingTinggiTinggiRendah – Sedang<200Pengecoran investasiSedang ke TinggiRendah ke SedangTinggi <1000Perbandingan biaya pengecoran Pasir, Cetakan, dan Pengecoran Investasi

Waktu pengembangan juga bervariasi antar proses pengecoran dan meningkatkan biaya keseluruhan.

• Pengecoran pasir – waktu pengembangan 2-10 minggu
• Die casting – 12 – 20 minggu
• Transaksi investasi – 5 – 16 minggu

Gambar di bawah menunjukkan bahwa biaya tergantung pada kuantitas dan tarif produksi.

Biaya produksi Sand, Die dan Investment casting (Sumber :Chegg)

Kelebihan dan kerugian pengecoran Pasir, Die, dan Investasi

Jenis transmisi Keuntungan Kekurangan Pengecoran pasirHampir semua logam dapat dicor
Tidak ada batasan untuk ukuran, bentuk, atau berat bagian.
Biaya perkakas yang rendah Diperlukan penyelesaian akhir
Permukaan akhir yang kasar
Toleransi luasDie castingAkurasi dimensi yang sangat baik
Permukaan akhir yang sangat baik
Porositas rendah
Tingkat produksi tinggiBiaya cetakan tinggi
Ukuran bagian terbatas
Umumnya terbatas pada logam non-ferrous
Waktu tunggu yang lama Pengecoran investasi Bentuk bagian yang rumit
Permukaan akhir dan akurasi yang sangat baik
Hampir semua logam dapat dicor. Ukurannya terbatas
Pola dan cetakan mahal
Tenaga kerja yang mahalKelebihan dan kerugian pengecoran Pasir, Die, dan Investasi

Karakteristik Pengecoran Pasir, Cetakan, dan Investasi

Fitur dan properti transmisi Pengecoran pasir Pengecoran mati Transaksi investasi Ukuran komponen – Berat (kg) – Min0,01<0,010.001Ukuran komponen – Berat (kg) – MaksTanpa batas50100Permukaan akhir tipikal (Raum)5 – 2501-Februari0,3 – 2Porositas (1 – terbaik hingga 5 – terburuk)3 – 51 – 35Kompleksitas bentuk (1 – terbaik hingga 5 – terburuk)1 – 23 – 41Akurasi dimensi (1 – terbaik hingga 5 – terburuk)311Bagian – Ketebalan dinding – Min30.51Bagian – Ketebalan dinding – MaksTanpa batas1275Toleransi dimensi tipikal (mm)1.6 – 4.00+/- 0.001 – 0.005+/- 0.005Laju produksi tipikal (suku cadang/jam cetakan)1 – 202 – 2001 – 1000Minimum kuantitas1                            10,00010Karakteristik Pengecoran Pasir, Cetakan, dan Investasi