PERANCANGAN CETAKAN PERMANEN HAND WHEEL BERBASIS CAD DAN CAE

Abstrak

Perancangan cetakan permanen merupakan salah satu tahapan penting dalam proses pengecoran untuk menghasilkan produk dengan kualitas yang baik serta meminimalkan cacat pengecoran. Penelitian ini bertujuan untuk membuat desain produk hand wheel, merancang cetakan permanen menggunakan metode gravity die casting, serta melakukan simulasi pengecoran berbasis Computer Aided Engineering (CAE). Pembuatan desain produk dan cetakan dilakukan menggunakan perangkat lunak Solidworks 2022, sedangkan simulasi pengecoran dilakukan menggunakan Inspire Cast 2024. Material cor yang digunakan adalah aluminium A356 dan material cetakan berupa besi cor kelabu (grey iron). Variasi parameter yang digunakan meliputi suhu logam cair 700°C, 750°C, 800°C, dan 850°C serta tinggi saluran turun (sprue) 25 mm, 50 mm, dan 100 mm dengan suhu cetakan permanen 350°C. Sebelum simulasi dilakukan perhitungan numerik sistem saluran untuk menentukan dimensi saluran masuk yang sesuai. Analisis hasil simulasi dilakukan terhadap cacat penyusutan (shrinkage). Hasil penelitian menunjukkan bahwa desain produk hand wheel untuk mesin bubut Pindad tipe PL-1000 G berhasil dibuat dengan diameter 159,67 mm dan diameter lubang poros 30 mm berdasarkan referensi yang sudah ada. Cetakan permanen berhasil dirancang lengkap dengan sistem saluran, riser, dan gas vent. Hasil terbaik diperoleh pada simulasi ke-2 dengan parameter suhu logam cair 750°C, tinggi saluran turun 25 mm, suhu cetakan 350°C, dan waktu penuangan 6 detik yang menghasilkan volume shrinkage pada produk sebesar 1531,22 mm³.

Permanent mold design is an important stage in the casting process to produce high quality products and minimize casting defects. This study aims to design a hand wheel product, develop a permanent mold using the gravity die casting method, and evaluate the casting process through Computer Aided Engineering (CAE) simulation. Product and mold designs were created using SolidWorks 2022, while casting simulations were performed using Inspire Cast 2024. The casting material was A356 aluminum alloy, and the mold material was grey cast iron. Process parameters included molten metal temperatures of 700°C, 750°C, 800°C, and 850°C, and sprue heights of 25 mm, 50 mm, and 100 mm, with a constant mold temperature of 350°C. Numerical calculations of the gating system were conducted to determine the inlet dimensions prior to simulation. The simulation results were analyzed based on shrinkage defects. The hand wheel design for the Pindad PL-1000 G lathe machine was successfully developed with an outer diameter of 159.67 mm and a shaft diameter of 30 mm based on existing references. The permanent mold was successfully designed, complete with a gating system, riser, and gas vent. The optimum casting condition was obtained at a molten metal temperature of 750°C and a sprue height of 25 mm, resulting in a shrinkage volume of 1531,22 mm³ with a pouring time of 6 seconds and a mold temperature of 350°C.