Simulasi Aliran pada Proses Pengecoran Connecting Rod Berbahan Aluminium 7075 untuk Mesin Motor 150 cc dengan Variasi Tinggi Sprue Cetakan dan Temperatur Penuangan Menggunakan Metode Elemen Hingga

Abstract

Connecting rod saat ini dimanufaktur melalui tiga metode yaitu forging, powder metallurgy, dan casting. Secara ekonomi, proses casting merupakan yang paling murah dibanding metode lain. Pada proses melakukan casting seringkali menggunakan trial and error untuk mendapatkan parameter casting yang dapat menghasilkan produk yang baik. Maka saat ini mulai digunakanlah simulasi numerik untuk menekan biaya produksi. Sudah banyak perangkat lunak yang diciptakan untuk menyimulasikan proses casting, namun banyak juga biaya yang dibutuhkan untuk membeli perangkat lunak tersebut. Maka dari itu perlu dilakukan penelitian mengenai simulasi numerik casting menggunakan perangkat lunak numerik umum yaitu ANSYS Workbench. ANSYS Workbench menyediakan berbagai fitur analisis sehingga sebuah perangkat hanya perlu menggunakan satu perangkat lunak untuk berbagai kebutuhan. Salah satu di dalamnya adalah ANSYS Fluent yang berguna menganalisis perilaku suatu fluida. Seperti diketahui proses pengisian cetakan harus menghindari aliran turbulen agar didapat produk cor yang baik. Parameter yang diamati pada penelitian ini adalah pouring temperature dan tinggi sprue cetakan terhadap sifat logam cair di dalam cetakan pada pengecoran connecting rod. Variasi tinggi sprue yang digunakan adalah 20 mm, 60 mm, dan 100 mm. Sedangkan untuk variasi temperatur penuangan adalah 715℃, 740℃, dan 765℃. Untuk material yang digunakan untuk connecting rod adalah aluminium 7075. Langkah-langkah penelitian ini dimulai dari desain model connecting rod dan gating system, kemudian melakukan simulasi dan analisis hasil. Berdasarkan simulasi ini, model yang memiliki intensitas turbulensi terkecil adalah tinggi sprue 20 mm dengan temperatur penuangan 740oC dan 765oC. Untuk fraksi volume logam terbesar yang masuk ke dalam rongga cetak terjadi pada model tinggi sprue 20 mm dengan temperatur penuangan 740oC. Dengan mempertimbangkan dua variabel tersebut, maka model pengecoran connecting rod untuk mesin motor 150 cc yang paling baik adalah menggunakan tinggi sprue 20 mm dengan temperatur penuangan 740oC.