Jenis-Jenis Metode Pengecoran Logam / Metal Casting Sesuai Kebutuhan Produksi

0
372

Jenis-Jenis Metode Pengecoran Logam / Metal Casting Sesuai Kebutuhan Produksi – Dalam suatu proses industri manufaktur, pembeli suku cadang logam untuk kebutuhan mesin produksi seringkali dihadapkan dengan beberapa tantangan terkait metode produksi. Hal ini dikarenakan adanya perbedaan cara dan teknologi yang digunakan dalam pembuatan logam, serta beberapa persyaratan dari komponen / parts yang dibentuk tersebut.

Fabrikasi logam merupakan hal yang luas khususnya dalam industri manufaktur yang berkaitan dengan produk logam. Hingga saat ini, terdapat minimal 6 teknik yang berbeda untuk pembuatan metal parts dan suku cadang logam. Masing-masing teknik ini dapat dianggap sebagai teknik “terbaik” dengan kondisi tertentu dan kebutuhan pekerjaan tertentu. Oleh karena itu, pelaku industri seringkali kesulitan dalam melakukan outsourcing proses produksi komponen logam tertentu, khususnya dalam menentukan metode mana yang tepat dilakukan.

Seperti yang telah kita ketahui, bahwa sektor industri sedang mengalami perubahan yang cepat. Sebagai salah satu contoh kemajuan teknologi, industri manufaktur aditif logam (3D Metal Printing) telah membentuk gagasan terhadap segala hal yang mungkin dapat dilakukan untuk meningkatkan produktivitas serta menawarkan berbagai kemudahan, termasuk aplikasi 3D machining untuk produksi suku cadang / parts, maupun manfaatnya sebagai penyedia bahan dalam proses gabungan, seperti hybrid investment casting. Untuk itu, penting bagi pelaku bisnis untuk memahami seluruh proses yang melibatkan tekonlogi ini, untuk membuat keputusan terbaik dalam mengelola bisnis.

Alat Teknik lengkap

Kompleksitas Pekerjaan dan Hubungannya dengan Volume Produksi

Bagan diatas menunjukkan 5 metode dalam proses pembuatan logam, dan hubungannya antar dua faktor, yakni kompleksitas dan volume. Melalui ilustrasi sederhana diatas, pelaku industri dapat mempertimbangkan dan memproyeksi biaya per parts untuk setiap skenario produksi sesuai dengan perhitungannya maisng-masing. Faktor-faktor yang umumnya mempengaruhi pertimbangan metode pembuatan logam ini meliputi persyaratan modal yang berbeda, batasan ukuran, dan tingkat kesulitan proses pembuatan / pengerjaan.

Dalam artikel ini, klikMRO akan membahas mengenai 6 proses produksi logam yang umum diterapkan pelaku industri. Mulai dari metode sintering, casting (sand casting, investment asting, die casting), machining, pencetakan injeksi logam (metal injection molding), dan pencetakan logam 3D (3D metal printing).

CNC Machining: Tingkat Kompleksitas dan Volume Low – Medium
Machining cocok untuk situasi pekerjaan yang membutuhkan volume komponen yang rendah, serta tingkat kompleksitas yang tidak terlalu rumit pula. Ukuran mesin CNC pun terbilang besar, seperti mesin bubut khusus, atau mesin untuk membengkokkan dan melipat plat logam. CNC Machining merupakan  pilihan yang baik untuk pembuatan komponen logam berukuran besar dan tidak memerlukan proses terlalu rumit. Namun dari segi fleksibilitas, mesin CNC membutuhkan programming ulang untuk setiap bagian dalam produksi komponen, khsusunya parts yang berukuran lebih kecil dan lebih kompleks. Hal ini tentu dapat memakan waktu dan biaya tambahan. Mesin CNC pun terdiri dari beberapa jenis berdasarkan poros geraknya, yakni CNC Milling, CNC Turning, dan CNC Lathe 

Salah satu keuntungan menggunakan metode CNC Machining adalah metode ini cocok untuk diaplikasikan pada produksi dengan volume yang rendah dan tidak memerlukan biaya re-tooling. Sedangkan apabila dibandingkan dengan Die Casting, metode Die Casting menawarkan konsistensi dalam pencetakkan parts, serta dapat diandalkan khususnya untuk volume tinggi dan dengan tingkat kerumitan tinggi, seperti detail / desain permukaan logam yang rumit.

Metalurgi Serbuk (Powder Metallurgy): Tingkat Kompleksitas Rendah, Volume Tinggi
Metode metalurgi Serbuk / Powder Metallurgy adalah proses pembuatan logam di mana serbuk logam awalnya dipadatkan dengan panas atau tekanan untuk membentuk bagian hijau, yang kemudian disinter secara keseluruhan dalam suatu tungku. Keuntungan dari teknik ini adalah metodenya yang terbilang cukup sederhana / simple, karena tidak banyak langkah / kerumitan lainnya dalam proses produksi. Namun metode ini hanya dapat dilakukan untuk geometri plat logam yang bentuknya relatif sederhana, serta metode ini juga membutuhkan biaya investasi di muka sebagai modal yang terbilang cukup tinggi.

Investment Casting: Tingkat Kompleksitas Tinggi, Volume Low – Medium
Metode casting ini telah ada selama ribuan tahun, dengan menggunakan lilin yang dilelehkan untuk membuat cetakan. Hal ini memungkinkan proses fabrikasi agar lebih ekonomis, khususnya untuk parts yang memerlukan pencetakan detil dan kompleksitas rumit. Namun, metode ini tentunya membutuhkan biaya tenaga kerja yang tinggi, serta adanya keterbatasan dalam proses casting logam cair yang membuatnya kurang cocok untuk produksi volume. Ada juga tantangan dengan biaya kalibrasi sehingga dapat mempengaruhi angka biaya per parts yang dicetak , terutama mengenai perubahan desain pencetakan. Investment casting hingga sekarang masih merupakan opsi yang bagus dan diterapkan oleh pelaku industri untuk pembuatan parts yang kompleks dan berukuran sedang.

Die Casting: Tingkat Kompleksitas Sedang, Volume Tinggi
Die casting merupakan salah satu metode casting yang paling sering didengar, ataupun diterapkan para pelaku industri. Die casting bisa dikatakan mirip dengan investment casting, namun dengan biaya modal yang lebih tinggi. Namun biaya modal yang tinggi tersebut akan terakumulasi dari biaya unit per parts yang cenderung lebih rendah, sehingga metode ini menjadi pertimbangan menarik bagi para pelaku manufaktur. Dari segi kompleksitasnya, proses die casting umumnya hanya membutuhkan 5 step, sehingga memudahkan kegiatan produksi volume. Namun metode ini ada batasannya juga, dimana  faktor seperti kekurangan bahan untuk parts-parts besar, serta  investasi modal yang terpisah untuk setiap komponen cetakan baru. Sebagai tambahan, metode die casting ini juga merupakan opsi yang bagus untuk pencetakan logam aluminium yang rumit.

Metal Injection Molding: Tingkat Kompleksitas Tinggi, Volume Tinggi

Metal Injection Moulding (MIM), atau biasa disebut Powdered Injection Moulding (PIM) merupakan teknik pembentukan logam yang menggunakan peralatan cetakan injeksi untuk pembuatan bagian logam sederhana, maupun bagian yang kompleks dengan tingkat toleransi yang ketat. Proses kerjanya meliputi logam bubuk halus dicampur dengan bahan pengikat / pelumas untuk membuat “bahan baku” yang kemudian dibentuk dan dipadatkan menggunakan injection moulding. Metode ini banyak diterapkan pelaku industri khususnya untuk pembuatan barang-barang kecil dan rumit dengan jumlah / volume yang besar. Teknik MIM ini mungkin lebih cocok untuk aplikasi pencetakan yang lebih kompleks dibandingkan opsi lainnya, karena bagian-bagian yang kompleks dibentuk dalam satu langkah injeksi sehingga memungkinkan adanya beberapa rongga dalam satu proses cetakan untuk desain yang sangat kompleks.

Bagian / komponen logam yang sudah di mold (green parts), kemudian dimasukkan ke dalam tungku untuk sintering massal. Green parts ini dibuat dengan mencampurkan bubuk logam dan sejumlah besar binder / pelumas yang dibakar sebelum disinter. Tahap debinding ini membatasi ukuran komponen, sehingga proses selanjutnya hanya difokuskan pada bagian-bagian kecil. Meskipun demikian, metode MIM ini merupakan opsi yang menawarkan efisiensi biaya bagi perusahaan terutama untuk pencetakan volume tinggi.

Teknologi terbaru: Pencetakan Logam 3D (Metal 3D Printing)
Setiap peralatan teknologi tentu menawarkan keunggulan, maupun fungsi niche dalam suatu ekosistem produksi, termasuk proses manufaktur logam. Teknologi pencetakan 3D logam telah berkembang dengan pesat dalam beberapa tahun terakhir seiring maraknya perkembangan IoT (Internet of Things), sehingga dapat secara efektif bersaing dengan metode manufaktur tradisional dalam hal kompleksitas tinggi. Walaupun 3D Printing saat ini masih membutuhkan spesialisasi khusus, bahan khusus, dan belum kompatibel terhadap semua kebutuhan manufaktur logam, namun kedepannya teknologi baru akan terus menerus tercipta dan pada akhirnya dapat menggantikan metodologi manufaktur konvensional.