Industri manufaktur modern menerapkan berbagai proses produksi demi menciptakan komponen dengan tingkat presisi yang tinggi, khususnya komponen yang berasal dari material logam. Setelah membahas tentang metode forging dan sand casting, proses pembuatan komponen logam lain yang akan kami ulas adalah investment casting yang juga tidak kalah populer dibandingkan metode lainnya.
Mengenal Investment Casting
Sama halnya dengan metode lainnya, investment casting juga telah diterapkan sejak dulu. Melansir Aero Metals, investment casting telah dikembangkan sejak lebih dari 5500 tahun yang lalu di China dan Mesir, dan komponen yang diproduksi dengan metode ini meliputi peralatan dokter gigi, roda gigi, perhiasan, bilah turbin, dan komponen mesin lainnya.
Investment casting, atau sering disebut lost-wax casting, adalah salah satu proses manufaktur yang diterapkan untuk menciptakan komponen logam dengan tingkat presisi yang tinggi. Seperti namanya, metode ini melibatkan cairan lilin dalam pembuatannya. Proses ini telah menjadi pilihan utama dalam berbagai industri karena bisa menghasilkan bagian-bagian tertentu dengan detail geometris yang kompleks.
Salah satu keunggulan dari investment casting adalah dapat memproses berbagai jenis logam dan paduan. Baja, aluminium, tembaga, nikel, dan berbagai paduan logam lainnya dapat dicetak menggunakan metode ini, membuatnya menjadi pilihan yang serbaguna dalam produksi komponen logam.
Investment casting banyak digunakan dalam berbagai industri, termasuk industri pesawat terbang, otomotif, kedokteran gigi, peralatan industri, dan lainnya. Komponen-komponen yang dihasilkan dari investment casting digunakan dalam berbagai aplikasi, mulai dari bagian mesin yang kompleks hingga alat medis yang presisi.
Proses Produksi dengan Metode Investment Casting
Tahapan dari metode investment casting melalui proses yang relatif panjang dan teliti agar komponen logam yang dihasilkan berkualitas dengan tingkat presisi tinggi. Mari kita pahami tahapan demi tahapan dalam proses investment casting.
1. Desain dan Pembuatan Cetakan (Mold)
Prosesnya dimulai dengan desain blueprint cetakan oleh engineer dan desainer dari komponen yang diinginkan, dengan mempertimbangkan faktor-faktor seperti geometri, toleransi, dan pemilihan material. Setelah desain selesai, cetakan bisa dibuat menggunakan bantuan software berbasis komputer.
2. Pembuatan Pola Lilin (Wax Pattern)
Selanjutnya, pola lilin dibuat berdasarkan desain cetakan. Pola lilin ini akan meniru detail rumit dari komponen akhir yang dibuat dengan bantuan cetakan yang terbuat dari metal. Setelah itu, pola lilin diproduksi dengan cara menyuntikkan lilin ke cetakan. Pola lilin yang sudah tercetak kemudian dirangkai untuk membentuk sebuah cluster, atau bisa juga disebut tree.
3. Pencelupan dan Pelapisan
Cluster tersebut yang nantinya akan melalui proses pencelupan atau pelapisan dengan cairan (slurry) seperti bubur keramik. Proses pencelupan berlangsung beberapa kali untuk membentuk lapisan yang akan menjadi cangkang keramik mengelilingi pola lilin yang sudah ada. Setiap lapisan dibiarkan mengering dan mengeras, sehingga menghasilkan cetakan yang kuat.
4. De-waxing
Setelah cangkang keramik benar-benar kering dan mengeras, perakitan mengalami proses yang disebut de-waxing. Seluruh bagian yang telah dicetak akan dipanaskan, menyebabkan lapisan lilin meleleh dan terkuras keluar, meninggalkan lapisan keramik dengan rongga/lubang dengan bentuk komponen yang diinginkan.
5. Penuangan Cairan Logam
Cetakan keramik sudah siap, saatnya proses pengecoran. Logam cair, biasanya dipanaskan hingga suhu tertentu, dituangkan ke dalam rongga cetakan, diisi dengan hati-hati untuk memastikan cairan logam masuk secara menyeluruh dan terhindar dari cacat.
6. Pelepasan Logam dari Cangkang
Setelah logam mengeras, cangkang keramik akan dipecah, dan logam padat telah terbentuk dengan sempurna di dalamnya. Proses ini dapat dilakukan cara mekanis, seperti getaran atau peledakan, untuk menghilangkan material keramiknya.
Terakhir, proses finishing dilakukan untuk memenuhi spesifikasi yang diinginkan. Bisa dengan melakukan pemangkasan material berlebih, pemolesan, atau heat treatment untuk mencapai permukaan akhir, dimensi, dan sifat mekanik yang diperlukan. Untuk gambaran lebih jelasnya, bisa Anda simak melalui video di bawah ini:
Keuntungan dari Investment Casting
Beberapa keuntungan dari penggunaan investment casting meliputi:
- Bisa menciptakan bagian dengan detail yang rumit dan toleransi yang ketat.
- Permukaan yang halus dan lebih konsisten.
- Desain cetakan lebih fleksibel.
- Dapat diterapkan untuk banyak jenis logam.
Jadi, bisa dibilang, investment casting telah terbukti sebagai salah satu metode yang efektif dan serbaguna dalam produksi komponen logam dengan presisi tinggi. Dengan kemampuannya untuk menciptakan bagian dengan detail yang rumit dan kualitas yang konsisten, proses ini terus diterapkan dalam berbagai industri. Sehingga Anda bisa mempertimbangkan penerapan investment casting sebagai salah satu opsi utama untuk mengoptimalkan proses produksi komponen logam.
