TL;DR

Garis alir pada permukaan die cast adalah garis, coretan, atau pola yang terlihat yang menunjukkan aliran logam cair yang tidak konsisten selama proses pengisian cetakan. Kondisi ini terutama disebabkan oleh pembekuan dini akibat faktor-faktor seperti suhu cetakan yang rendah, kecepatan pengisian yang tidak tepat, atau desain cetakan yang cacat. Penyelesaian cacat ini melibatkan penyesuaian sistematis parameter proses, optimalisasi suhu cetakan, serta penyempurnaan sistem gating untuk memastikan pengisian rongga cetakan yang lancar dan seragam.

Memahami Flow Marks: Definisi dan Identifikasi Visual

Dalam proses die casting, mencapai hasil akhir permukaan yang sempurna merupakan tujuan utama. Namun, berbagai cacat dapat muncul, di mana flow marks merupakan salah satu yang paling umum. Flow marks, terkadang disebut garis alir, adalah cacat permukaan yang muncul sebagai garis tidak berarah, coretan, atau urat. Pola-pola ini, yang dapat menyerupai peta geografis, menggambarkan jalur logam cair saat mengisi rongga cetakan. Meskipun biasanya hanya merupakan cacat pada permukaan, flow marks sering kali terlihat dan dapat dirasakan dengan tangan, menunjukkan ketidakteraturan pada permukaan casting.

Pembentukan bekas alir adalah masalah dari dinamika termal dan mekanika fluida. Bekas ini muncul ketika aliran-aliran berbeda dari logam cair di dalam cetakan gagal menyatu dengan sempurna. Hal ini terjadi karena sebagian logam cair membeku secara prematur sementara bagian lainnya masih mengalir. Saat logam yang masih cair mengalir melewati bagian-bagian yang telah sebagian membeku, terbentuklah sambungan yang tidak sempurna dan garis-garis yang terlihat pada permukaan. Garis-garis ini bukan retakan, melainkan indikasi proses pengisian yang turbulen atau terganggu di mana ujung-ujung logam tidak menyatu secara mulus.

Mengidentifikasi secara visual bekas alir merupakan langkah pertama dalam mendiagnosis masalah tersebut. Teknisi kontrol kualitas mencari ciri-ciri tertentu untuk membedakannya dari cacat lainnya. Indikator visual utama meliputi:

• Goresan atau Garis: Bentuk yang paling umum berupa garis-garis halus dan sedikit berombak yang berbeda dari tekstur logam dasar.
• Pola Non-Arah: Tidak seperti goresan, yang memiliki arah tertentu, bekas alir biasanya muncul sebagai pola berputar atau berkelok-kelok.
• Variasi Warna: Bekas tersebut mungkin memiliki warna atau tingkat kilap yang sedikit berbeda dibandingkan permukaan sekitarnya.
• Lokasi: Bekas ini sering muncul di sekitar gerbang atau tempat aliran logam cair dari beberapa sumber bertemu.

Penting untuk membedakan bekas alir dengan cacat lain seperti retak panas. Bekas retak panas adalah retakan halus pada permukaan coran yang disebabkan oleh kelelahan termal pada cetakan itu sendiri, bukan oleh masalah aliran logam selama satu siklus tertentu. Memahami perbedaan ini sangat penting untuk menerapkan tindakan perbaikan yang tepat.

Penyebab Utama Bekas Alir dalam Pengecoran Die

Garis alir tidak disebabkan oleh satu masalah saja, melainkan kombinasi faktor-faktor yang terkait dengan parameter proses, desain cetakan, dan penanganan material. Diagnosis menyeluruh diperlukan untuk memeriksa seluruh proses die casting. Penyebab utamanya berasal dari kondisi yang mempercepat pendinginan awal atau tidak merata dari paduan cair saat mengisi rongga cetakan.

Salah satu faktor paling signifikan adalah suhu—baik suhu cetakan maupun logam cair. Suhu cetakan yang rendah merupakan penyebab umum; misalnya, suhu di bawah 180°C untuk paduan aluminium atau 90°C untuk paduan seng dapat menyebabkan logam cepat membeku saat bersentuhan dengan dinding cetakan. Demikian pula, jika logam cair sendiri tidak berada pada suhu optimal, viskositasnya meningkat, menghambat aliran yang lancar dan mencegah penggabungan aliran yang berasal dari arah berbeda secara sempurna. Hal ini menghasilkan garis-garis dan coretan khas pada produk akhir.

Dinamika bagaimana logam disuntikkan ke dalam cetakan sama pentingnya. Kecepatan pengisian yang salah dapat mengganggu proses. Jika kecepatannya terlalu lambat, logam memiliki waktu terlalu lama untuk mendingin sebelum rongga terisi penuh, menyebabkan cold shuts dan bekas aliran. Sebaliknya, jika kecepatannya terlalu tinggi, hal ini dapat menyebabkan turbulensi, menjebak udara dan mencegah aliran laminar, yang juga mengakibatkan cacat permukaan. Tujuannya adalah mengisi rongga secepat mungkin tanpa menimbulkan turbulensi, keseimbangan halus yang memerlukan kontrol yang presisi.

Di luar parameter proses, desain fisik cetakan dan komponen-komponennya memainkan peran dasar. Sistem gating dan runner yang dirancang dengan buruk merupakan sumber umum dari masalah aliran. Gerbang yang terlalu kecil atau diposisikan secara tidak tepat dapat membatasi aliran atau menciptakan jet, sedangkan sudut tajam pada sistem runner dapat menyebabkan turbulensi. Selain itu, ventilasi yang tidak memadai mencegah udara terperangkap dan gas keluar dari rongga saat logam masuk. Udara yang terperangkap ini berfungsi sebagai penghalang, mengganggu jalur aliran logam dan menyebabkan ketidaksempurnaan pada permukaan. Terakhir, penerapan agen pelepas cetakan atau pelapis harus dikelola dengan hati-hati. Pelapis yang berlebihan atau tidak merata dapat mengganggu aliran logam serta memengaruhi suhu permukaan die, sehingga berkontribusi pada pembentukan bekas aliran.

Solusi Terbukti dan Strategi Pencegahan

Untuk secara efektif menghilangkan bekas aliran, diperlukan pendekatan sistematis yang menangani penyebab utama yang diidentifikasi dalam fase diagnostik. Solusinya melibatkan penyesuaian parameter proses, kemungkinan modifikasi cetakan, serta penerapan strategi desain pencegahan. Perubahan yang paling segera dan sering kali efektif adalah penyesuaian pada pengaturan mesin.

Garis pertahanan pertama adalah mengoptimalkan suhu. Meningkatkan suhu cetakan memastikan logam cair tetap mengalir lebih lama, sehingga front aliran yang berbeda dapat menyatu dengan mulus sebelum membeku. Seperti yang direkomendasikan oleh sumber-sumber seperti Minghe Casting , mempertahankan suhu di atas 180°C untuk aluminium dan dalam kisaran 90-150°C untuk seng merupakan titik awal yang baik. Menyesuaikan suhu logam cair juga dapat meningkatkan fluiditas. Selain suhu, mengoptimalkan kecepatan pengisian sangat penting. Ini melibatkan penentuan kecepatan injeksi yang tepat agar rongga terisi penuh sebelum bagian mana pun dari logam membeku, tanpa menyebabkan turbulensi berlebihan. Penyetelan halus parameter-parameter ini sering kali merupakan proses iteratif untuk menemukan keseimbangan optimal bagi komponen dan cetakan tertentu.

Jika penyesuaian parameter proses tidak mencukupi, fokus harus dialihkan ke cetakan itu sendiri. Desain sistem gating sangat penting. Hal ini dapat melibatkan penyesuaian luas penampang atau posisi gate untuk memperbaiki aliran logam saat memasuki rongga. Memperluas alur overflow dan meningkatkan saluran ventilasi juga dapat memberikan jalur bagi udara terjebak dan logam dingin untuk keluar, sehingga menghasilkan pengisian yang lebih seragam. Selain itu, aplikasi agen pelepas cetakan harus dikontrol secara hati-hati agar tipis dan merata, mencegah gangguan terhadap aliran logam. Tabel berikut merangkum pendekatan permasalahan-dan-solusi:

Untuk pencegahan jangka panjang, terutama selama pengembangan bagian baru, teknologi modern menawarkan alat-alat canggih. Menggunakan perangkat lunak simulasi aliran cetakan selama fase desain merupakan langkah pencegahan yang sangat efektif. Seperti yang disebutkan oleh para ahli di Bruschi , program-program ini dapat memprediksi bagaimana logam akan mengalir melalui cetakan, mengidentifikasi area-area bermasalah yang berpotensi menimbulkan bekas aliran sebelum baja dipotong. Hal ini memungkinkan insinyur untuk mengoptimalkan sistem gating, runner, dan pendinginan secara virtual, menghemat waktu dan biaya secara signifikan dengan mencegah cacat sejak awal.

Dampak Desain Cetakan dan Pemilihan Material terhadap Bekas Aliran

Meskipun operator dapat menyesuaikan parameter proses di lantai pabrik, solusi paling andal untuk mencegah bekas alir sering kali sudah tertanam dalam desain awal cetakan dan pemilihan paduan cor. Elemen-elemen dasar ini menentukan kondisi mendasar di mana logam cair mengalir dan membeku, sehingga menjadi kritis untuk mencapai hasil akhir permukaan berkualitas tinggi secara konsisten.

Cetakan yang dirancang dengan baik merupakan fondasi dari produk cor yang bebas cacat. Sistem saluran—yang meliputi saluran utama, saluran cabang, dan saluran masuk—harus dirancang agar mampu mengalirkan logam cair ke rongga secara terkendali dan tidak turbulen. Praktik terbaik dalam perancangan cetakan, seperti yang ditonjolkan oleh sumber-sumber seperti Prototool , tekankan transisi yang halus, saluran dengan ukuran yang sesuai, dan lokasi gerbang yang mendorong pola pengisian seragam. Sama pentingnya adalah sistem ventilasi dan pelimpahan. Ventilasi adalah saluran kecil yang memungkinkan udara terperangkap di rongga keluar saat logam masuk. Tanpa ventilasi yang memadai, udara terperangkap ini dapat menyebabkan tekanan balik, mengganggu aliran dan mengakibatkan cacat seperti bekas alir dan porositas.

Pemilihan material juga memainkan peran yang halus namun penting. Paduan die-casting yang berbeda, seperti seng (Zamak) dibandingkan aluminium (misalnya, A380), memiliki karakteristik termal dan aliran yang berbeda. Paduan seng umumnya memiliki titik leleh lebih rendah dan fluiditas lebih tinggi, yang dapat membuatnya lebih toleran dalam situasi tertentu. Namun, setiap paduan memiliki kisaran ideal tersendiri untuk suhu pengecoran, tekanan, dan kecepatan. Memahami sifat-sifat ini sangat penting untuk menyesuaikan desain cetakan dan parameter proses guna mencegah cacat terkait aliran. Kimia paduan, termasuk kandungan silikon atau magnesium-nya, juga dapat memengaruhi perilaku pembekuannya dan kerentanan terhadap jenis cacat tertentu.

Pada akhirnya, mencegah cacat permukaan adalah soal rekayasa presisi dari awal hingga akhir. Prinsip ini tidak hanya berlaku pada pengecoran die, tetapi juga metode manufaktur performa tinggi lainnya. Sebagai contoh, dalam dunia komponen otomotif, proses seperti tempa panas juga menuntut kontrol cermat terhadap aliran material untuk memastikan keutuhan struktural dan permukaan yang sempurna. Perusahaan yang berspesialisasi dalam manufaktur presisi, seperti Shaoyi (Ningbo) Teknologi Logam , membangun reputasi mereka dengan menguasai proses-proses kompleks ini untuk aplikasi kritis seperti komponen tempa otomotif, di mana kualitas mutlak tidak bisa ditawar. Penggunaan simulasi canggih, desain die dalam rumah, serta kontrol kualitas yang ketat merupakan ciri khas komitmen dalam memproduksi komponen bebas cacat, baik yang dicor maupun ditempa.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

1. Apa itu bekas panas pada pengecoran die?

Tanda retak panas adalah retakan halus berbentuk seperti jaring yang muncul pada permukaan bagian die-cast. Berbeda dengan tanda aliran, yang disebabkan oleh masalah aliran logam cair dalam satu kali penyuntikan, retak panas terjadi akibat kelelahan termal pada baja cetakan itu sendiri. Setelah banyak siklus pemanasan dan pendinginan, permukaan cetakan mengalami retakan, yang kemudian dipindahkan ke permukaan setiap benda yang dicetak dengannya. Ini merupakan tanda ausnya cetakan, bukan masalah parameter proses.

2. Bagaimana cara mengatasi tanda aliran dalam pencetakan injeksi?

Meskipun artikel ini berfokus pada die casting, tanda aliran juga terjadi dalam pencetakan injeksi plastik karena alasan yang serupa. Solusinya secara konseptual sejalan: tingkatkan suhu cetakan dan plastik cair untuk memperbaiki aliran, optimalkan kecepatan dan tekanan injeksi agar cetakan terisi secara merata, serta modifikasi desain cetakan dengan memperbesar gate atau saluran. Meningkatkan tekanan balik juga dapat membantu memastikan material terisi secara seragam, mencegah cacat yang terkait aliran.