Makalah Moulding Material

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Mold (cetakan) adalah adalah rongga tempat material leleh (plastik atau logam)

memperoleh bentuk. Mold terdiri dari dua bagian yaitu pelat bergerak (moveable plate)

dan pelat diam (statioary plate). Sesuai dengan namanya pelat bergerak dipasang pada

moveable platen di mesin injection molding dan pelat diam dipasang di stationary

platen. Di dalam mold terdapat jalur saluran pendingin. Mold memiliki konstruksi yang

rumit dimana pembuatannya membutuhkan mesin-mesin dengan ketelitian tinggi

seperti CNC dan EDM.

Material yang digunakan untuk membuat cetakan (mould) umumnya dipilih dari

baja yang mampu dikeraskan (baja spesial) atau dari material bukan baja yang keras

(1.0037, 1.1730, C 45, 1.2510). Hal ini pada dasarnya terkait dengan pertimbangan

sistem pendukung konstruksi, jumlah produksi yang akan dihasilkan dan sebagainya.

Sebagian besar mold dibuat dari baja dan sebagian kecil terbuat dari

aluminium (untuk produksi styrofoam). Untuk mold yang membutuhkan transfer panas

yang tinggi memakai bahan paduan tembaga-berilium.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas maka diambil satu rumusan masalah yaitu,

bagaimana cara mengetahui bahan material yang tepat (1.0037, 1.1730, C45, 1.2510)

untuk digunakan dalam pembuatan mould.

1.3. Tujuan

Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini yaitu :

a) Untuk mengetahui material yang digunakan dalam pembuaatan mould.

b) Untuk mengetahui kandungan material 1.0037, 1.1730, C45, 1.2510.

c) Untuk memenuhi tugas PPK (Moulding).

BAB II

1 | M a t e r i a l M o u l d

PEMBAHASAN

2.1. Pengertian Mould

Mold dapat didefinisikan sebagai cetakan, atau proses yang dipergunakan dalam

industri manufaktur untuk mencetak material. Sedangkan Injection Molding merupakan

salah satu teknik pada industri manufaktur untuk mencetak material dari bahan

thermoplastic. Material thermoplasctic yang biasa dicetak dengan teknik Injection

Molding : Polystyrene, Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS), PMMA (Polymethyl

Methacrylatic) dll.

Gambar Cetakan Mould


Gambar Mesin Injeksi Moulding

2.2. Bahan Material Mould

2.2.1. Bahan Material No. 1.1730

Nama Standar :

AISI : AISI 1045

DIN : C 45 W

JIS : S 45 C

Tipe : Carbon Tool Steel / Machinery Steel

Baja Karbon AISI 1045 adalah baja karbon yang mempunyai kandungan

karbon sekitar 0,43 – 0,50 dan termasuk golongan karbon menengah [Glyn.et.al,

2001]. Baja spesifikasi ini banyak digunakan sebagai komponen automotif

misalnya untuk komponen roda gigi pada kendaraan bermotor.

Baja AISI 1045 disebut dengan baja karbon karena sesuai dengan

pengkodean internasional, yaitu seri 10XX berdasarkan nomenklatur yang

dikeluarkan oleh AISI dan SAE (Society of Automotive Engineers). Pada angka

10 pertama merupakan kode yang menunjukkan plain carbon kemudian kode

XX setelah angka 10 menunjukkan komposisi karbon [Gln,et,al, 2001].

Jadi, baja AISI 1045 berarti baja karbon atau plain carbon steel yang

mempunyai komposisi karbon sebesar 0,45%. Baja spesifikasi ini banyak

digunakan sebagai komponen roda gigi, poros dan bantalan. Pada aplikasinya

ini baja tersebut harus mempunyai ketahanan aus yang baik karena sesuai

dengan fungsinya harus mampu menahan keausan akibat bergesekan dengan


rantai. Ketahanan aus didefinisikan sebagai ketahan terhadap abrasi atau

ketahanan terhadap pengurangan dimensi akibat suatu gesekan [Avner, 1974].

Pada umumnya ketahanan

Baja AISI 1045 adalah jenis baja yang mudah untuk dibentuk dengan

perlakuan panas (heat treatable steel) dan sering digunakan sebagai bahan

pembuatan komponen-komponen mesin. Baja kelompok heat treatable memiliki

keuntungan yaitu sifat mekanik baja yang dapat dimodifikasi dengan

menggunakan heat treatment. Proses perbaikan komponen mesin sering

dilakukan dengan cara pengelasan dengan SMAW. Kekurangan SMAW adalah

elektroda tidak bersifat kontiniu dan tidak dapat digunakan untuk pengelasan

multilayer secara cepat, akibatnya muncul slag setiap selesainya pengelasan satu

layer. Akibat masukan panas dan kecepatan pendinginan, sehingga deformasi

yang terjadi dapat mengakibatkan cacat bentuk.

Chemical Composition

Element Content

Carbon, C 0.420 - 0.50 %

Iron, Fe 98.51 - 98.98 %

Manganese, Mn 0.60 - 0.90 %

Phosphorous, P ≤ 0.040 %

Sulfur, S ≤ 0.050 %

Physical Properties

Physical Properties Metric Imperial

Density 7.87 g/cc 0.284 lb/in3

Mechanical Properties

Mechanical Properties Metric Imperial

Hardness, Brinell 163 163

Hardness, Knoop (Converted from Brinell hardness) 184 184

Hardness, Rockwell B (Converted from Brinell hardness) 84 84

Hardness, Vickers (Converted from Brinell hardness) 170 170

Tensile Strength, Ultimate 565 81900 psi


MPa

Tensile Strength, Yield310

MPa45000 psi

Elongation at Break (in 50 mm) 16.0 % 16.0 %

Reduction of Area 40.0 % 40.0 %

Modulus of Elasticity (Typical for steel)200

GPa29000 ksi

Bulk Modulus (Typical for steel)140

GPa20300 ksi

Poissons Ratio (Typical For Steel) 0.290 0.290

Shear Modulus (Typical for steel) 80 GPa 11600 ksi

Heat treatment of steel W.Nr. 1.1730

Way

Temperature

[°C] Procedure

Forging 1050 až 800Cool slowly in calm air or better e.g. in dry

ash or other thermally-insulated material

Normalization 840 až 860 Cool in air

Soft annealing 680 až 710

Warm few hours (according to the size of

object). Mostly four hours are enough and

cool slowly in the furnace

Annealing to lower

tension600 až 650

Warm 1 to 2 hours and cool slowly in the

furnace

Hardening

in

water790 až 820 Big and simple objects

in oil 800 až 830 Thin cross-sections of thickness up to 5 mm

Tempering 180 až 300 Cool in air or water, the degree of

tempering is set by hardness and toughness


Way

Temperature

[°C] Procedure

of instrument according to the tempering

chart

2.2.2. Bahan Material No. 12510

Nama Standar :

AISI : AISI O1

DIN : 100MnCrW4

JIS : SKS 3

Produk Bohler : Amutit S / K 460

Tipe : Cold work tool steel

Aplikasi :

Blanking and punching (pengososongan / penghampaan dan pencoblosan /

pencetakan). Contoh : pelat dan punches (mesin pembuat lubang), produksi

pemotong yang tinggi, untuk kertas dan materialyang tipis, roller dies

(cetakan penggulung), planishing dies.

Machining, peralatan penguliran. Contoh : mesin tap untuk membuat mur.

Gauging tools (alat pengukur).

Furthermore. Beading dies and rolls

ChemicalComposition

C Si Mn Cr V W P S

0.90-1.05 0.15-0.35 1.00-1.20 0.50-0.70 0.05-0.15 0.50-0.70 ≤0.03 ≤0.03

Available size

Round steel Bar Dia60-800mm

Flat steel bar 25-400mm*200-800mm


Surface condition : Black surface/ Grinded/ Machined

Hardness : HB210MAX

Characteristics: Material baja alat DIN bahan 1,2510 memiliki tinggi memakai

kekerasan permukaan resistance. Setelah proses temper,

stabilitas dimensi yang baik selama perlakuan panas; baik

machinability.

Material number 1.2510

Treatment : spheroidised

Magnification : 500 : 1

Etching medium : 3 % alcoholic nitric acid

Sampling / Specification : transverse

Testing result :

surface decarburization in form of

carbide decrease 0,05 mm deep

Treatment : spheroidised




Testing result :

surface decarburization in form of carbide

decrease and

local lamellar pearlite 0,10 mm deep ;

complete

decarburization and grain boundary oxidation

0,01 mm deep

Amutit mempunyai sifat mampu mesin yang baik sehinga banyak dipilih

sebagai bahan untuk Tools.Setelah melalui proses pengerasan mampu mencapai

65 HRC dengan variasi temperatur temper rendah,sedang dan tinggi. Pemilihan

temperaturtempering disesuaikan dengan kekerasan akhir yang dibutuhkan;


makin tinggi temperatur temperingakan menyebabkan semakin turun kekerasan

akhir yang dihasilkan. Kekerasan akhir yangdipertimbangkan berdasarkan

pemakaian dan kondisi pembebanan. menunjukan proses HeatTreatment

AMUTIT.


Standard: DIN 17100

Composition in % :

C Si Mn P S Cr Mo Ni

max.

0,17

max.

0,30

max.

1,40

max.

0,045

max.

0,045

V W Ti Cu Al Nb B N

max.

0,009

Mechanical properties



Nominal thickness (mm) to 3 3-100 100-

Minimum yield strength (MPa) 360-540 340-470 -

Nominal thickness (mm) To 16 16-40 40-63 63-80 80-100

Tensile strength (MPa) 235 225 215 205 195

Nominal thickness

(mm)

0.5-1 1-1.5 1.5-2 2-2.5 2.5-3 3-40 40-

63

63-

100

Minimum elongation 17/15 18/16 19/17 20/18 21/19 26/24 25/23 24/22

Treatment : untreated



Sampling / Specification : longitudinal

Testing result :

ca. 80 % ferrite ; 20 % pearlite

Treatment : untreated




Testing result :

ca. 80 % ferrite ; 20 % pearlite


Nama Standar :

AISI : AISI 420 SS

DIN : X42Cr13

JIS : SKS 538 /420 J2

Produk Bohler : M 310

Tipe: Plastic Mould Steel

Aplikasi : Untuk plastic mould seperti polish, aminopolish, dan thermoplastic.

Material number 1.2083 - X40Cr14 / X42Cr13


Composition in % :


0,36 -

0,42max. 1,00 max. 1,00

max.

0,030

max.

0,030

12,50 -

14,50

V W Ti Cu Al Nb B N

Range of application and heat treatment :

Tool steel untuk hot working / cold working : plastic pressing tools, light metal

pressure castingtools

Hardening : 1020 - 1050 °C (oil) Soft annealing : 750 - 800 °C


Treatment : quenched


Etching medium : Beraha-I - etching period 7

seconds


Testing result :

martensitic microstructure with undissolved carbides

the structureless martensite is colored brownish

carbides are not colored and remain white

Treatment : quenched


Etching medium : Beraha-I - etching period 7

seconds


Testing result :

martensitic microstructure with undissolved carbides

the structureless martensite is colored brownish

carbides are not colored and remain white

2.2.5. Bahan Material C 45


Nama Standar :

Tipe : High Carbon Steel

Aplikasi : Quenched dan subsequentlytempered steel for screw, forgings, etc.

Material number 1.0503 - C45

Composition in % :


0,42 -

0,50max. 0,40

0,50 -

0,80

max.

0,045

max.

0,045max. 0,40 max. 0,10 max. 0,40

V W Ti Cu Al Nb B N

Range of application and heat treatment :

Heat treatable steel : components with mean strain in the machines- and vehicle

engineering


C45

EN 10083-2

Number:1.0503

Comparison of steel grades

JIS G 4051 S 45 C

DIN 17200 C 45

NFA 33-101 AF65-C 45

UNI 7846 C 45

BS 970 070 M 46

UNE 36011 C 45 k

SAE J 403-AISI 1042/1045

Hardening : 820 - 860 °C (oil or water) Soft annealing : 650 - 700

°C Normalising : 840 - 880 °C


Treatment : normalised (sample from steel

bars 80 mm)




Testing result :

ca. 40 % ferrite ; 20 % pearlite ; 40 % sorbite

light segregation streaks and particular

manganese sulfides

Treatment : normalised (sample from steel

bars 80 mm)




Testing result :

ca. 40 % ferrite ; 20 % pearlite ; 40 % sorbite

light segregation streaks and particular

manganese sulfides


BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

Untuk membuat sebuah mould memerlukan beberapa jenis bahan untuk

mencapai sebuah fungsi pada cetakan mould tersebut. Material yang digunakan pada

pembuatan mould diantaranya 1.0037, 1.1730, C45, 1.2510. Material ini dipilih , karena

memiliki suatu fungsi atau bahakan beberapa fungsi yang dapat mendukung bekerjanya

suatu cetak mould.

Bagi Tool Maker, mengetahui fungsi dan nama pasar suatu bahan material

sangatlah penting, karena bahan-bahan itulah yang membantu kita membuat suatu

cetakan mould. Mulai dari tegangan tariknya, kandungan unsur dari material tersebut,

dan berbagai macam karakteristik lainnya. Pengetahuan tentang karakteristik material

tersebut dapat membantu kita sebagai seorang tool maker dalam penentuan material

yang tepat yang akan kita pakai untuk mould base, cavity, core, upper plate, bottom

plate, dan bagian mould lainnya. Pengetahuan tentang material ini merupakan hal

terpenting yang harus diketahui oleh seorang Tool Maker.


DAFTAR PUSTAKA

http://www.s355nlsteel.com/St-37-2(1.0037)DIN-17100-St37-2st-37-2-steel-plate.html

http://www.steeldata.info/std/cct/html/4069.html

http://www.dayejc.cn/product/987269195-0/Tool_steel_material_DIN_1_2510_material.html

http://www.metallograf.de/start-eng.htm?/werkstoffkartei-eng/0037/0037.htm

http://www.google.com/#q=makalah+material+teknik

http://www.slideshare.net/ferryhero/jenis-jenis-bahan-material-26929034?next_slideshow=1

http://www.metalravne.com/selector/steels/C45.html

http://www.jkz.cz/en/node/34


http://www.jkz.cz/en/node/34

http://www.metalravne.com/selector/steels/C45.html

http://www.slideshare.net/ferryhero/jenis-jenis-bahan-material-26929034?next_slideshow=1

http://www.google.com/#q=makalah+material+teknik

http://www.metallograf.de/start-eng.htm?/werkstoffkartei-eng/0037/0037.htm

http://www.dayejc.cn/product/987269195-0/Tool_steel_material_DIN_1_2510_material.html

http://www.steeldata.info/std/cct/html/4069.html

http://www.s355nlsteel.com/St-37-2(1.0037)DIN-17100-St37-2st-37-2-steel-plate.html

Documents

Makalah Moulding Material