1

BAB 1

PENGENALAN

1.1 PENDAHULUAN

Tuangan merupakan satu proses menuang logam lebur kedalam acuan

yang telah disediakan mengikut bentuk tertentu. Lazimnya proses kerja

tuangan banyak digunakan dalam industri pengeluaran produk logam.

Dalam industri pengeluaran produk logam, proses tuangan amat penting

kerana banyak kelebihan yang ada. Antara kelebihan proses tuangan ialah

bentuk yang rumit dan sukar boleh dihasilkan, kos proses yang murah,

bahan buangan boleh dikitar semula dan sesuai untuk kerja pengeluaran

semasa. Proses tuangan telah diketahui selama beribu-ribu tahun dan

digunakan secara meluas untuk patung, terutamanya tembaga, perhiasan dan

alat. Teknik tradisional termasuk tuangan lilin dan tuangan pasir. Sebelum

memulakan proses tuangan, terdapat beberapa proses yang perlu dilakukan.

Antara proses-proses yang diperlukan ialah membuat corak.

Antara masalah-masalah yang dihadapi untuk membuat corak

menggunakan kayu ialah sumber kayu semakin berkurangan. Pada masa

kini, kayu amat sukar untuk didapati kerana hutan semakin berkurangan

akibat pembangunan yang semakin pesat. Selain itu, untuk membuat corak

menggunakan kayu ia memerlukan masa yang lama. Hal ini kerana, proses

pengukiran dan pemotongan yang tepat perlu dilakukan terlebih dahulu.

Dalam proses pembuatan corak, jarak juga diambil kira untuk memudahkan

proses tuangan. Sekiranya jarak terlalu rapat, penekapan corak pada pasir

tidak dapat bentuk yang diingini. Seterusnya, kayu mudah rosak dan patah

akibat serangga perosak seperti anai-anai dan lebah.

2

1.2 PENYATAAN MASALAH

Dalam proses tuangan, corak adalah replika objek yang akan dibuang,

digunakan untuk menyediakan rongga dimana bahan cair akan dituangkan

semasa proses tuangan. Corak yang digunakan dalam mampatan pasir boleh

dibuat daripada kayu, logam, plastik atau bahan lain. Antara masalah yang

sering dihadapi untuk membuat corak menggunakan kayu ialah :

i. Sumber kayu yang semakin berkurangan akibat pembangunan dan

Kayu mudah rosak dan patah akibat serangga perosak.

ii. Memerlukan masa yang lama untuk membuat corak pada kayu.

iii. Pemotongan, pengukiran dan jarak pada corak yang dibuat

menggunakan kayu hendaklah secara tepat.

1.3 OBJEKTIF

Objektif utama kajian ini dilakukan ialah seperti berikut :

i. Merekabentuk corak yang sesuai pada kayu dan bahan alternatif.

ii. Menghasilkan corak menggunakan tiga bahan alternatif.

iii. Menguji bahan alternatif yang dihasilkan.

1.4 SKOP KAJIAN

Secara umumnya, skop kajian projek ini ialah :

i. Saiz berukuran panjang 39 cm, lebar 16 cm.

ii. Menggunakan aluminium dan kayu.

iii. Menggunakan campuran resin dan cecair pengeras.

iv. Menggunakan campuran polisterin dan aseton.

v. Menggunakan silikon.

3

1.5 KESIMPULAN

Kesimpulan bagi bab ini menunjukkan penggunaan kayu untuk membuat corak

mempunyai pelbagai masalah yang dihadapi. Objektif kajian ini diperlukan untuk

memastikan projek berjalan dengan lancar. Selain itu, skop kajian menerangkan

jenis-jenis bahan dan ukuran yang diperlukan untuk menghasilkan projek ini.

Seterusnya, pemilihan bahan untuk menjalankan projek ini perlu dipertimbangkan

bagi memudahkan proses pembuatan corak.

4

BAB 2

KAJIAN LITERATURE

2.1 PENGENALAN

Corak adalah model untuk objek yang akan dituang. Corak membuat

kesan pada acuan, logam cecair dicurahkan ke dalam acuan dan logam

menguatkan dalam bentuk corak asal.

Membuat corak tidak semudah yang digambarkan oleh definisi. Di

samping membentuk rongga acuan, corak mestilah memberikan dimensi yang

tepat, mempunyai cara keluar dari rongga acuan tanpa memecahkannya,

mengimbangi penyusutan pengecutan dan penyimpangan dan memasukkan

sistem makan pintu dan risers untuk menghantar logam cecair ke acuan.

Kecacatan yang berlaku boleh mengakibatkan kegagalan ketika proses

tuangan.

Mendapatkan semua faktor yang betul memerlukan ketepatan dan lebih

daripada beberapa pengiraan. Setiap corak direka dan dibina dengan berhati-

hati.

Terdapat berbagai teknik untuk membuat corak atau produk yang

menarik dan berguna. Kaedah atau teknik yang digunakan pada zaman

terdahulu mungkin ada pada masa sekarang. Cara ini sangat memenatkan

dan memerlukan banyak proses yang rumit dan sukar.

5

Corak atau produk yang dibuat pada zaman terdahulu kebanyakannya

lebih kepada logam, tembaga dan seramik. Terdapat beberapa cara atau jenis

yang dilakukan untuk menghasilkan sesuatu corak atau produk.

2.2 PROSES TUANGAN

Proses tuangan adalah satu proses pengeluaran di mana bahan yang

diperlukan, dipanaskan sehingga lebur dan kemudiannya dituangkan ke

dalam acuan dan dibiarkan memejal melalui penyejukkan tersendiri sebelum

dikeluarkan untuk dibersihkan atau di mesin semula. Terdapat beberapa

jenis tuangan. Antaranya ialah :

i. Menggunakan Sand Casting

Satu teknik pembuatan produk di mana logam di cairkan dalam tungku

peleburan kemudian di tuang ke dalam rongga cetakan. Tuangan pasir

digunakan untuk membuat bahagian-bahagian besar seperti besi, gangsa dan

aluminium. Logam yang telah dileburkan akan dituang kedalam rongga

acuan yang terbentuk daripada pasir. Pasir yang digunakan terdiri daripada

dua iaitu semulajadi dan sintetik.

Rajah 2.1 sand casting

6

ii. Menggunakan Investment Casting

Dalam proses ini, logam lebur dituangkan ke dalam acuan yang dibuat

oleh bahan rintangan haba yang dibuat dengan lilin. Acuan induk yang

dibuat oleh aloi tembaga melalui proses pemesinan, telah digunakan untuk

menghasilkan corak lilin dengan ketepatan, kemudian ditutup dengan

buburan, dikeringkan dan dikuatkan. Logam cair dituangkan dalam acuan

dan mengisi rongga tersebut. Secara amnya, ia digunakan untuk

menghasilkan komponen kunci, senjata dan sebagainya. Dua teknik yang

digunakan dalam block acuan ialah mold block atau flask dan mold shell.

Rajah 2.2 investing casting

7

iii. Menggunakan Die Casting

Proses ini adalah untuk bahan-bahan yang mempunyai suhu lebur yang

rendah seperti aloi, aluminium dan zink tetapi bukan untuk besi. Proses ini

dikendalikan dengan suntikan logam cair ke dalam tekanan acuan logam.

Logam lebur atau logam cair separuh ditekan atau disuntik ke rongga acuan

dengan tekanan 20 hingga 2000 kg/cm dan tekanan kekal sehingga logam

menjadi keras. Jenis acuan yang digunakan adalah acuan kekal yang dibuat

oleh logam dan dua bahagian tetap dan boleh alih keluar. Acuan juga

mempunyai ventilasi udara untuk mengusir udara terperangkap dalam acuan

apabila proses tuangan berlaku. Mesin tuangan dibahagi kepada lima

bahagian iaitu untuk membuka dan menutup acuan mekanisme, untuk

menolak atau menyuntik logam ke acuan, untuk mengunci acuan sehingga

logam menguatkan mekanisme, untuk memasukkan dan mendapatkan teras

mekansime secara automatik dan pin peluru untuk mengeluarkan produk

baru daripada acuan. Terdapat dua jenis mesin tuangan (casting) iaitu hot

chamber machine dan cold chamber machine.

Rajah 2.3 Die Casting

8

2.3 Jenis-Jenis Bahan Untuk Membuat Corak Dalam Proses Tuangan

Logam

Terdapat beberapa bahan yang boleh digunakan untuk melakukan

proses tuangan logam dalam mendapatkan corak atau sesuatu produk.

Sesetengah bahan-bahan ini mudah untuk didapati dan harganya juga tidak

terlalu mahal.

2.3.1 Logam

Rajah 2.4 Corak logam

Corak yang diperbuat daripada bahan logam

mempunyai ketahanan yang lebih lama. Oleh itu, corak

logam menjadi pilihan untuk digunakan apabila melakukan

tuangan dalam kuantiti yang banyak. Corak logam ini

digunakan untuk mengekalkan ketepatan hasil corak untuk

kuantiti yang besar. Corak logam tidak mudah rosak apabila

digunakan proses tuangan sand casting. Logam yang

digunakan dalam pelbagai cara. Untuk logam tahan haba

boleh digunakan pada besi tuang, keluli tuang dan aloi

tembaga. Bahan-bahan ini sesuai digunakan sebagai corak

dalam pembuatan acuan kulit dan aluminium digunakan

sebagai bahan corak untuk percetakan buatan tangan.

9

2.3.2 Kayu

Gambar rajah 2.5 Corak kayu

Corak kayu mempunyai sifat kurang tahan geseran atau

lasak. Corak jenis ini biasanya digunakan dalam kuantiti

pengeluaran yang kecil. Kayu yang digunakan untuk

membuat corak ini haruslah tahan lasak dan kukuh. Corak

kayu mempunyai kelebihan dari segi kos murah, masa

pembuatan yang cepat dan proses pembuatan yang lebih

mudah daripada corak logam. Kayu mempunyai fungsi yang

pelbagai. Kayu digunakan secara meluas untuk perabot,

pembinaan bangunan, hingga alat musik. Kewujudannya

bukan sahaja memberi sokongan secara fungsional tetapi juga

dapat memberikan sentuhan estetik. Banyak produk kayu

yang datang dalam pelbagai ukiran menarik tetapi tidak

semua jenis kayu yang boleh diukir. Kayu yang terlalu keras,

mudah retak dan rapuh tidak sesuai untuk membuat ukiran.

Hanya jenis kayu tertentu sahaja yang boleh digunakan untuk

proses pengukiran. Yang dimaksudkan dengan kekerasan

kayu ialah suatu ukuran kekuatan kayu menahan gaya yang

membuat takik atau lekukan padanya. Juga dapat ditakrifkan

sebagai kemampuan kayu untuk menahan kikisan (abrasi).

10

Jadual 2.1 Sifat Kayu

2.3.3 Lilin

Gambar rajah 2.6 Corak lilin

Dalam proses tuangan lilin, satu acuan utama (master

mold) diperbuat daripada aloi loyang dengan operasi

memesin. Acuan ini kemudiannya digunakan untuk membuat

corak lilin (wax pattern) yang tepat lalu dibalut dengan

pelekat seramik (slurry). Seterusnya ia akan dikeringkan dan

dikeraskan. Bentuk corak lilin kemudiannya akan dileburkan

lalu mengalir keluar dan meninggalkan satu acuan seramik.

Sifat Fizikal

Keadaan Pepejal

Keteguhan Lentur Pada Batas Patah 551,985 kg/cm²

Tegangan Serat Pada Batas Proporsi 483,996 kg/cm²

Keteguhan Tarik Sejajar Serat 408,849 kg/cm²

Ketumpatan Relatif 1.1 g/cm³

Keteguhan Pukul 7,670 kgm/cm²

11

Cecair logam dimasukkan ke dalam acuan dan mengisi ruang

kosong di bawah tekanan dengan beberapa cara.

2.3.4 Plastik

Rajah 2.7 Corak plastik

Corak plastik biasa digunakan pada pengeluar dengan

kuantiti yang banyak dan memerlukan ketelitian ukuran

yang tinggi. Proses pembuatan semula corak baru untuk

corak plastik ini lebih mudah dan cepat tetapi corak ini

jarang digunakan.

2.4 Bahan Lain Untuk Menghasilkan Corak

Terdapat pelbagai jenis bahan lain yang boleh menggantikan bahan

yang sedia ada pada masa kini untuk membuat corak. Ia juga dapat

memudahkan proses membuat corak sebelum proses tuangan. Antara bahan-

bahan lain yang boleh menggantikan kayu ialah :

12

2.4.1 Resin

Rajah 2.8 Resin

Fibreglass adalah sebuah produk bahan kimia yang

disebut resin, untuk penguatnya disebut serat kaca atau

pengeras. Semua bahan ini boleh dicipta atau diubahsuai

menjadi sebarang objek seperti jadual, kerusi, ukiran, atau

barang permainan. Untuk membuat atau mencipta objek yang

kompleks, kita mesti mempunyai satu bentuk atau produk

yang telah dibuat terlebih dahulu. Bentuk atau produk ini

boleh diperbuat dari logam, kayu, plastik, tanah liat dan

sebagainya. Resin berfungsi melekatkan keseluruhan badan

pada sesuatu permukaan. Resin dasarnya adalah polimer di

mana pada suhu bilik. Ia adalah cecair, melekit dan likat.

Terdapat banyak jenis resin seperti minyak asli, ayld, nytro

seliosa, polister, melamin, akrilik, epoksi dan lain-lain.

Berikut adalah jadual bagi ujian kekerasan untuk resin :

13

Jadual 2.2 Kekerasan Resin

Bacaan 1 Bacaan 2 Bacaan 3 Purata

Resin

Industri

121.2

HRM

116.6

HRM

118.4

HRM

118.7

Resin

Fenolik

124.3

HRM

125

HRM

124.9

HRM

124.7

2.4.2 Polisterin

Rajah 2.9 Polisterin

Polisterin adalah polimer dengan monomerstyrene, sebuah

hidrokarbon cecair yang dibuat secara komersil daripada

petroleum. Pada suhu bilik, polisterin biasanya termoplastik

pepejal, boleh dicairkan pada suhu yang lebih tinggi.

Polisterin asli/tulen adalah plastik yang tidak berwarna

dan keras dengan kelenturan terhad yang boleh dibentuk

menjadi pelbagai produk dengan terperinci. Penambahan getah

14

semasa pempolimeran boleh meningkatkan fleksibiliti dan

rintangan kejutan. Polisterin jenis ini dikenali sebagai High

Impact Polystyrene (HIPS). Polisterin digunakan secara

meluas dalam produk elektronik.

2.4.3 Silikon

Rajah 2.10 Silikon

Silikon dikenali sebagai polysiloxanes, adalah polimer

yang termasuk sebatian sintetik. Sintetik yang terdiri daripada

unit siloksana yang berulang yang merupakan rangkaian atom

silikon dan atom oksigen yang bergantian. Silikon mempunyai

sifat tahan panas dan seperti getah. Kebiasaannya silikon

digunakan dalam bahan pelekat, pelincir, peralatan memasak,

penebat haba dan elektrik. Beberapa bentuk boleh didapati

seperti minyak silikon, getah silikon, resin silikon dan silikon

caulk.

15

2.4.4 Aseton

Rajah 2.11 Aseton

Aseton (yang bernama propanone) adalah sebatian

organik dengan formula (CH3) 2CO. Ia adalah cecair yang

tidak berwarna, tidak menentu, mudah terbakar, dan

merupakan ketone yang paling mudah. Aseton merupakan

salah satu pelarut yang sangat penting. Aseton dipakai untuk

menghasilkan ubat-ubatan dan kandungan kimia.

Aseton boleh larut dalam air dan bertindak sebagai pelarut

penting dengan haknya sendiri, biasanya untuk tujuan

pembersihan di makmal. Sekitar 6.7 juta tan dihasilkan di

seluruh dunia pada tahun 2010, terutamanya untuk digunakan

sebagai pelarut dan pengeluaran metil metakrilat dan

bisphenol A. Ia adalah blok bangunan biasa dalam kimia

organik.

16

2.5 Jenis-jenis corak

Jenis corak dalam proses tuangan bergantung kepada bahagian yang akan

dihasilkan. Corak tuangan pasir akan mudah dikeluarkan dari acuan tanpa

sebarang kerosakan dalam produk acuan. Ia didasarkan pada bahan corak reka

bentuk dan banyak lagi. Jenis corak yang berbeza seperti berikut :

i. Solid pattern in casting proses

Rajah 2.12 Corak pepejal

Jenis corak pepejal adalah kaedah yang paling mudah untuk

tuangan bentuk mudah. Corak ini boleh dibuat tanpa sebarang bahagian

atau sendi dalam bahagian acuan. Dalam corak jenis ini hanya

menghasilkan bentuk yang mudah dan ditarik balik dengan sangat

mudah dari acuan. Corak pepejal diletakkan di kedudukan seret. Itu

digunakan untuk membuat permukaan yang rata sebagai alat ganti, blok

persegi dan lebih banyak corak pepejal yang dibuat bergantung kepada

corak reka bentuk bahan, bentuk dan banyak lagi.

17

ii. Split pattern (or) two piece pattern

Rajah 2.13 Split pattern (or) two piece pattern

Apabila kontur pembuatan tirai. Corak tuangan pasir yang

membuat pengeluaran dari acuan sukar apabila kedalaman bahagian

terlalu tinggi dalam tuangan. Coraknya terbahagi kepada dua bahagian.

Untuk satu setengahnya terdapat dalam seret dan satu lagi dalam

menghadapi. Untuk bahagian yang rumit dibuat dengan menggunakan

dua atau lebih corak. PIN digunakan untuk menyusun bersama. Jenis

corak ini dikenali sebagai corak perpecahan. Corak perpecahan adalah

kaedah biasa bagi bahagian tuangan yang rumit untuk

menghasilkannya. Kedua-dua bahagian corak diselaraskan dengan

betul menggunakan pin dowel. Ia diletakkan di bahagian atas corak.

Corak perpecahan adalah di atas angka.

18

iii Multi piece pattern

Rajah 2.14 Multi piece pattern

Ia adalah satu jenis corak. Apabila bahagian rumit dibentuk

bersama, memerlukan corak tuangan pasir lebih daripada dua

bahagian untuk proses penuangan dengan mudah pengeluaran dan

acuan. Corak ini mengandungi tiga atau lebih corak berdasarkan reka

bentuk. Untuk contoh berikut corak pelbagai potongan. Ia mempunyai

corak tiga keping. Bahagian atas adalah mengatasi, bahagian bawah

seret dan bahagian tengah kotak penyaringan dipanggil cek. Ia adalah

tiga corak yang akan dihubungkan dengan menggunakan pin-pin dan

kotak acuan yang dikunci dengan menggunakan pengapit.

19

iv Cope and drag type of pattern

Rajah 2.15 Cope and drag type of pattern

Dalam jenis corak ini digunakan untuk menyediakan produk

yang rumit. Bahagian yang lebih rumit akan dibuat, corak tuangan

pasir yang lengkap menjadi terlalu berat untuk dikendalikan oleh satu

pengendali tunggal. Dalam jenis Cope dan seret corak ini dibuat

dalam dua bahagian, yang berasingan dibentuk dalam kotak acuan

yang berbeza. Selepas proses pencetakan selesai untuk membentuk

rongga acuan lengkap. Apabila satu bahagian diseret dan satu lagi

menangguhkan. Ia Dipanggil menangani dan seret. Ia berbeza

daripada corak perpisahan kerana corak seret dan mengatasi kedua-

duanya dibentuk secara berasingan dalam kedudukan yang dipasang.

Jenis corak dan seret corak seperti rajah di atas.

20

V Match plate type pattern

Rajah 2.16 Match plate type pattern

Jenis corak plat perlawanan mempunyai dua bahagian, satu untuk

satu sisi dan satu lagi untuk corak sisi lain. Ia dipanggil corak plat

perlawanan. Corak tuangan pasir membuat dua helai. Ia juga

mempunyai pintu dan pelari dilampirkan dengan corak. Proses

pengacuan selesai selepas plat pertandingan dipadamkan bersama,

gating diperolehi untuk menyertai daya seret. Ia merupakan corak yang

utama digunakan untuk tuangan logam, biasanya aluminium dipesin

dalam kaedah ini dengan berat ringan dan mesin. Ia sepatutnya

digunakan untuk pengeluaran besar-besaran tuangan kecil dengan

ketepatan dimensi tinggi. Ia juga digunakan untuk mencetak mesin. Kos

akan menjadi lebih tinggi daripada pencetakan tetapi ia mudah untuk

dikompensasi dengan kadar pengeluaran yang tinggi dan lebih tepat.

21

vi Gated pattern

Rajah 2.17 Gated pattern

Untuk membuat pelbagai bahagian dalam acuan tunggal dan

corak tunggal untuk semua bahagian rongga acuan. Acuan berbentuk

rongga disediakan satu acuan pasir tunggal yang membawa banyak

rongga. Gerbang digunakan untuk menyambungkan corak satu sama

lain. Pintu atau saluran yang sesuai disediakan untuk memakan logam

cair ke dalam rongga. Semua rongga adalah makanan dengan

menggunakan pelari tunggal. Ia terutamanya mempertimbangkan

untuk masa pengacuan yang rendah dan memberi makan seragam

logam cair. Ia digunakan untuk pengeluaran besar-besaran tuangan

kecil.

22

vii Skeleton pattern

Rajah 2.18 Skeleton pattern

Saiz tuangan sangat besar tetapi mudah dibentuk dan hanya

boleh dilakukan untuk sejumlah kecil bahagian yang dibuat, juga

tidak ekonomik dengan kuantiti yang kecil dari corak padat saiz yang

besar. Pada peringkat ini corak terdiri daripada bingkai kayu dan

jalur dibuat. Ia dipanggil corak rangka. Acuan diisi dengan betul.

Lebihan pasir dibuang bersama-sama dengan alat pemukul.

23

viii Sweep pattern sand casting Method

Rajah 2.19 Sweep pattern sand casting Method

Satah itu diputar kira-kira paksi dengan 360⁰ dipanggil simetri.

Dalam pola sapuan pasir tuangan ini menyediakan acuan pasir

dengan menggunakan kaedah ini. Ia dipanggil corak penyapu. Ia

boleh menjimatkan wang dan membuat corak penuh kerana simetri.

Dalam corak ini digunakan untuk mempersiapkan cetakan tuangan

simetri yang besar dengan min siling. Corak tuangan pasir terdiri

daripada asas yang diletakkan di atas jisim pasir, gelendong menegak

dan templat kayu dipanggil menyapu. Hujung luar penyapu yang

bersesuaian dengan bentuk memerlukan tuangan. Rongga yang

dibentuk bersama-sama, dari sapu diputar pada paksi. Sapu dan

gelendong dikeluarkan dari rongga untuk meninggalkan pangkal di

pasir. Penyingkiran gelendong, dalam hal ini untuk menyediakan

lubang dan ditampal dengan mengisi pasir. Ia menyapu corak pasir

tuangan.

24

ix Segmental pattern

Rajah 2.20 Segmental pattern

Corak segmental digunakan untuk menyediakan acuan tuangan

pekeliling yang lebih besar untuk mengelakkan penggunaan corak

pada saiz yang tepat. Ia sama dengan corak penyapu, tetapi

perbezaan dari corak Sweep, corak menyapu memberi gerakan

pusingan berterusan untuk menghasilkan bahagian, corak segmental

itu sendiri dan acuan disediakan. Dalam pembinaan corak segmental

ini haruslah menyelamatkan bahan untuk membuat corak dan mudah

dibawa.

Corak segmental dipasang pada poros tengah dan acuan dalam

satu kedudukan untuk selepas menyediakan acuan segmen itu

dipindahkan untuk kedudukan seterusnya. Itu adalah mengulangi

bersama dengan acuan lengkap.

25

x Loose piece pattern

Rajah 2.21 Loose piece pattern

Sekeping tunggal dibuat untuk mempunyai sekeping longgar

dengan mudah untuk membolehkan pengeluaran dari acuan proses

pencetakan selesai, selepas corak utama ditarik meninggalkan dari

sekeping itu di dalam pasir. Selepas pengeluaran sekeping dari acuan,

rongga itu secara berasingan dibentuk oleh corak. Ia corak sekeping

longgar adalah pekerjaan yang sangat mahir dan mahal.

xi Follow board type pattern

Rajah 2.22 Follow board type pattern

Dalam proses tuangan beberapa bahagian strukturnya lemah. Ia

tidak disokong dengan betul dan boleh ditembusi di bawah daya

serpihan. Pada tahap ini corak khas untuk membolehkan acuan itu

mungkin seperti bahan kayu.

26

xii Shell pattern

Rajah 2.23 Shell pattern

Corak shell digunakan untuk membentuk produk bentuk

berongga dengan melengkung atau lurus. Ini bermakna kerja paip

dilakukan. Corak biasanya diperbuat daripada logam. Pola itu

berpisah bersama dengan garisan tengah dan kedua-dua bahagian

disambungkan.

2.6 Corak yang bersesuaian dengan bahan kayu

Corak yang dipilih berdasarkan jenis bahan yang digunakan iaitu

kayu. Jenis corak yang sesuai untuk kayu ialah Follow board type pattern.

Berikut adalah rajah bagi corak Follow board type patter :

Rajah 2.24 Follow board type pattern

27

Dalam proses tuangan beberapa bahagian strukturnya lemah. Ia tidak

disokong dengan betul dan boleh ditembusi di bawah daya serpihan. Pada

tahap ini corak khas untuk membolehkan acuan itu mungkin seperti bahan

kayu.

2.7 Kesimpulan

Kesimpulan bagi kajian literatur ini menunjukkan terdapat beberapa

kaedah proses tuangan. Selain itu, kajian literatur ini menerangkan tentang

bahan-bahan yang sedia ada untuk membuat corak dan menjelaskan bahan-

bahan alternatif untuk membuat corak dengan lebih mudah. Ia juga dapat

mengetahui fungsi-fungsi bahan yang digunakan. Akhir sekali, dapat

mengetahui jenis-jenis corak yang bersesuaian dengan produk.

28

BAB 3

METODOLOGI

3.1 PENGENALAN

Kaedah merekabentuk atau metodologi merupakan satu kaedah yang

diguna pakai dalam membangunkan atau merekabentuk sesuatu projek.

Metodologi yang digunakan adalah untuk membantu menghasilkan satu

projek yang kreatif dan inovatif untuk mencapai objektif penghasilan dalam

projek pada semester akhir ini. Reka bentuk bagi projek “Alternative of

Making Pattern in Sand Casting” adalah direka sendiri berdasarkan

cadangan dan juga pandangan semua ahli kumpulan serta selepas

perbincangan dan persetujuan penyelia projek.

Rekaan bagi projek ini mengambil kira segala aspek dan juga mestilah

mengikut kehendak pengguna sebagai hiasan berdasarkan corak yang

sesuai. Reka bentuk yang telah dihasilkan tidak begitu rumit.

29

3.2 CARTA ALIR (Proses Rekabentuk / Carta alir Penyelidikan)

Penyataan Masalah

Rekabentuk

Rekabentuk

3 2

Rekabentuk

Akhir

Proses Pembuatan

Mula

Analisis Matrik

Rekabentuk 4 Rekabentuk 2

Pengujian

Tamat

No

Yes

No

Yes

Rekabentuk 1 Rekabentuk 3

Rekabentuk akhir

30

Rajah 3.1 Carta Alir

Jadual 3.1 menunjukkan carta alir proses bagi menjayakan projek ini.

Selain itu, terdapat juga beberapa langkah perlu dilakukan dan juga perlu

dipatuhi dalam melaksanakan projek yang akan dijalankan ini. Antara

langkahnya adalah seperti pada jadual 3.1. Penggunaan carta alir ini, catatan

aktiviti bagi menjayakan projek ini dapat dilakukan dengan lancar dan

tersusun.

3.3 Penyataan Masalah

Bagi mengenalpasti masalah dalam projek ini ialah melalui beberapa cara

seperti masalah yang dikemukakan oleh penyelia, hasil perbincangan antara

ahli kumpulan serta masalah-masalah lain yang timbul. Masalah boleh juga

dikenalpasti melalui kaedah perbincangan dan pengalaman. Selain daripada

itu juga, permasalahan boleh didapati melalui kaji selidik yang telah

dilaksanakan. Pengumpulan maklumat dan data berkaitan dengan spesifikasi

terperinci tentang projek yang dirancang juga perlu dibuat supaya projek yang

dibuat berjalan lancar tanpa mempunyai sebarang masalah.

Kajian dan rujukan yang telah didapati dan diperolehi daripada penyelia,

ahli kumpulan dan laman sesawang yang berkaitan dengan projek ini juga

banyak membantu dalam mengatasi dan mengenalpasti masalah yang timbul

apabila menghasilkan rekaan projek ini.

31

3.4 Rekabentuk

Berdasarkan daripada penyelidikan yang dijalankan, didapati projek ini

memerlukan modal yang rendah untuk dibeli bagi pengguna. Projek ini

dicipta untuk mengurangkan tenaga kerja semasa melakukan proses membuat

corak sebelum melakukan proses tuangan.

Hasil daripada kajian juga mendapati bahan yang digunakan untuk

menghasilkan corak dengan menggunakan kayu, resin dan polisterin ini lebih

murah berbanding cara yang sedia ada. Ini bertujuan untuk melaksanakan

objektif kajian ini iaitu merekabentuk corak yang sesuai pada kayu dan

bahan alternatif.

Terdapat beberapa rekabentuk pada kayu yang dihasilkan untuk

memastikan kajian ini berjalan dengan lancar. Antara rekabentuk yang

dihasilkan adalah seperti berikut :

32

i. Rekabentuk Pertama

Rajah 3.2 Rekabentuk Pertama

Rajah 3.2 Menunjukkan rekabentuk pertama bahawa

rekabentuk tersebut sukar untuk dipotong dan diukir kerana

mengambil masa yang lama. Rekabentuk ini juga mempunyai

banyak proses pemotongan yang perlu dibuat. Jadual 3.1 diatas

menunjukkan kelebihan dan kelemahan rekabentuk tersebut.

Jadual 3.1 kelebihan dan kekurangan rekabentuk

Kelebihan Kelemahan

Corak yang menarik Sukar untuk dipotong

Tidak mudah patah Ruangan yang sempit

33

.

ii. Rekabentuk kedua

Rajah 3.3 Rekabentuk Kedua

Rajah 3.3 Menunjukkan rekabentuk kedua yang mudah

untuk membuat pemotongan kerana mempunyai rekabentuk yang

ringkas. Selain itu, rekabentuk ini mempunyai ukiran tulisan

yang sangat besar dan terlalu rapat. Rekabentuk ini akan

menyukarkan bagi proses penekapan pada tanah kerana tidak

mempunyai ruang yang banyak. Jadual 3.2 diatas menunjukkan

kelebihan dan kelemahan rekabentuk tersebut.

Jadual 3.2 Kelebihan Dan Kelemahan Rekabentuk

Kelebihan Kelemahan

Mudah dipotong dan

diukir

Terlalu ringkas

Corak yan menarik Tulisan yang telalu besar

dan sempit

34

iii. Rekabentuk ketiga

Rajah 3.4 Rekabentuk ketiga

Rajah 3.4 Menunjukkan rekabentuk ketiga yang tidak

mempunyai proses pemotongan. Rekabentuk ini hanya

menggunakan proses pengukiran sahaja. Selain itu, rekabentuk

ini akan mengambil masa yang lama untuk dilakukan Jadual 3.3

diatas menunjukkan kelebihan dan kelemahan rekabentuk

tersebut.

Jadual 3.3 kelebihan dan kekurangan rekabentuk

Kelebihan Kelemahan

Ruang yang banyak Mengambil masa yang lama

Lebih menarik Permukaan yang tidak rata

35

iv. Rekabentuk keempat

Rajah 3.5 Rekabentuk keempat

Rajah 3.5 Menunjukkan rekabentuk keempat yang mudah

untuk dipotong dan menarik. Rekabentuk ini mempunyai ruang

untuk dihias dengan pelbagai aksesori lain yang diinginkan. Selain

itu, rekabentuk ini tidak perlu membuat pemotongan yang banyak

tetapi hanya perlu menampal sahaja. Jadual 3.4 diatas

menunjukkan kelebihan dan kelemahan rekabentuk tersebut.

Jadual 3.4 kelebihan dan kekurangan rekabentuk

Kelebihan Kelemahan

Ruang yang banyak Nipis

Boleh meletakkan aksesori lain Mudah untuk patah

36

3.5 Analisis Matrik

Analisis matrik merupakan sebahagian besar dalam pengambilan

keputusan berdasarkan informasi objektif. Analisis dapat menentukan cara

alternatif yang paling baik untuk menghasilkan misi dan tujuan sesuatu pojek.

i. Analisis Konsep Rekabentuk

Dalam analisis konsep ini, projek ini mengetengahkan

konsep dimana untuk memudahkan kerja pengguna. Dari segi

rekabentuk, dengan menggunakan bahan yang dikaji dapat

membantu untuk memudahkan serta menjimatkan masa dengan

lebih cepat dan teratur. Dengan itu, timbullah satu idea untuk

merekabentuk papan tanda Jabatan Kejuruteraan Mekanikal

POLISAS. Projek ini khasnya direka untuk hiasan. Rekabentuk

ini memakan masa berminggu-minggu malah berbulan-bulan

sebelum ianya dapat dihasilkan. Ini termasuklah proses

pembuatan, percubaan dan ujian sehingga terhasil produk yang

diingini.

ii. Jadual Penilaian Bermatrik

Penilaian dan pemilihan konsep ini dilakukan dengan

membuat perbezaan konsep dengan konsep rujukan (Datum).

Penilaian dan pemilihan ini dilakukan dengan menilai setiap

konsep yang terdapat untuk menentukan konsep yang terbaik.

Keputusan yang diperolehi ditentukan berdasarkan kelebihan

dan kekurangan. Oleh itu, sebarang kelemahan yang terdapat

dalam rekabentuk yang dipilih boleh ditambah baik. Jadual 3.4

dibawah menunjukkan perbandingan di antara rekabentuk

konsep 1, 2, 3 dan 4 dengan rujukan. Berikut adalah jadual

perbandingan rekabentuk :

37

Jadual 3.5 Perbandingan di antara reka bentuk konsep 1, 2, 3 dan 4.

No.

Kriteria

Kriteria

minat

Konsep

1

Konsep

2

Konsep

3

Konsep

4

Konsep

rujukan

1. Rekabentuk

komersial

4 + + + +

D

A

T

U

M

2. Kos 5 - - + +

3. Mudah alih 5 + + + +

4. Saiz 4 - + - +

5. Berat 4 + - + +

6. Bahan 4 - - + +

7. Jumlah + 3 3 5 6 0

8. Jumlah - 3 3 1 0 0

9. Jumlah

keseluruhan

0 0 4 6 0

Daripada jadual 3.5 di atas, (-) mewakili bagi kriteria kurang

memuaskan manakala

(+) mewakili bagi kriteria yang memuaskan.Konsep 3 mendapat

pilihan memuaskan iaitu 4. Konsep 1 dan 2 mendapat keputusan

yang sama iaitu 3. Konsep 3 menjadi pilihan rekabentuk.

iii. Kos Bahan

Terdapat dua kos yang terlibat dalam menentukan jumlah

kos iaitu kos tetap dan kos berubah. Kos tetap bermakna malar,

bebas daripada output atau aktiviti peringkat. Contoh-contoh kos

seperti cukai hartanah, insurans, pengurusan dan gaji

pentadbiran, bayaran lesen dan kos faedah ke atas modal yang

dipinjam dan sewa atau pajakan. Kos ini tidak menyumbang

kerana dalaman fabrikasi telah digunakan. Sementara itu, kos

berubah bermakna berkadar dengan output atau aktiviti

38

peringkat seperti kos bahan langsung dan kos buruh langsung.

Persamaan untuk menentukan jumlah kos berdasarkan analisis

ekonomi kejuruteraan. Berikut adalah jadual bagi kos bahan

yang digunakan :

Jadual 3.6 Jumlah kos bahan yang digunakan

Bil Bahan Saiz Bilangan

komponen

Harga

1 Silikon 280 ml 4 unit RM 40.00

2 Resin 1 litre 2 unit RM 22.00

3 Pengeras(hardener) 35 ml 2 unit RM 13.00

4 Gam 3ml 3 unit RM 10.90

5 Batang kayu 70cm 1 unit RM 1.90

6 Papan lapis 1 unit RM 15.00

7 Diesel 25 litre 1 unit RM 45.00

8 Penyembur cat 400 ml 3 unit RM 25.50

9 Kertas pasir 10 unit RM 2.00

Jumlah keseluruhan RM

175.30

39

3.6 Rekabentuk Akhir

Rajah 3.6 Lukisan Inventor

Merujuk kepada rajah 3.6, ukiran bagi panjang produk ini ialah 49 cm dan

lebar 4 cm. Ketinggian sebelah kiri produk ialah 26 cm dan sebelah kanan 18

cm. Komponen-komponen yang ada ialah spana, gear dan tukul. Huruf dan

nombor yang tertera pada badan produk ialah J, K, M dan nombor 1.

40

3.7 Proses Pembuatan

Pembinaan model adalah bertujuan untuk mengenalpasti atau mendapat

gambaran rekabentuk dan susun atur komponen projek secara visual supaya

pemahaman dan imaginasi tentang rekabentuk sistem ini dapat diperluaskan

dan diharapkan dapat menjana idea untuk terus ditambah baik semaksima

yang boleh. Ciri - ciri pemilihan model yang terbaik mestilah bersesuaian

dengan bentuk dan kedudukan projek ini dengan mengambil kira terlebih

dahulu saiznya yang tidak menggangu kerja – kerja proses tuangan projek

ini.

Terdapat beberapa cara untuk membuat corak menggunakan bahan lain.

Berikut merupakan proses kerja yang dijalankan sepanjang proses pembuatan

dilaksanakan :

i. Membuat Corak Menggunakan Kayu

Rajah 3.7 Proses pengukiran kayu

a. Memotong kayu pada tapak dan membuat bentuk pada

kayu.

b. Mengikir dan menggosok komponen.

41

Rajah 3.8 Proses pengukiran komponen-komponen

c. Menggunakan gam untuk menampal komponen yang

dibuat pada tapak.

ii. Membuat Acuan Menggunakan Silikon

Rajah 3.9 Proses membuat acuan

a. Selanjutnya, merendamkan silikon kedalam air yang

dicampur sabun.

b. Membuat proses penekapan pada objek yang dikehendaki.

42

iii. Membuat Corak Menggunakan Resin Yang Dicampurkan

Dengan Cecair Pengeras.

Rajah 3.10 Proses mencampurkan resin dengan cecair pengeras

a. Mencampurkan resin dan cecair pengeras.

Rajah 3.11 Proses pencetakan bahan menggunakan resin

b. Memasukkan resin yang dicampur cecair pengeras

kedalam acuan.

43

Rajah 3.12 Hasil selepas proses penyejukkan

c. Kemudian dibiarkan untuk proses mengeras.

iv. Membuat Corak Menggunakan Polisterin Yang

Dicampurkan Dengan Aseton.

Rajah 3.13 Proses mencampurkan polisterin dengan aseton

a. Mencampurkan polisterin kedalam aseton.

44

Rajah 3.14 Proses pencetakan bahan menggunakan polisterin

b. Memasukkan polisterin yang bercampur aseton kedalam

acuan yang disediakan.

v. Proses Tuangan Pasir

Rajah 3.15 Proses mencapurkan pasir

a. Mencampurkan pasir kedalam mesin dan mencampurkan

sedikit air.

b Mengayak pasir yang telah dicampur untuk mendapatkan

pasir yang halus dan memampatkan pasir diatas corak.

45

Rajah 3.16 Proses mengeluarkan corak pada pasir

c Mengeluarkan corak pada pasir yang dimampatkan.

Rajah 3.17 Proses melebur aluminium

d. Memasukkan serbuk untuk memastikan aluminium tidak

melekat pada dinding semasa proses peleburan aluminium.

e. Mengeluarkan aluminium yang telah dilebur dan

dimasukkan kedalam bekas.

46

Rajah 3.18 Proses tuangan

f. Menuangkan aluminium yang dilebur kedalam acuan.

g. Dibiarkan untuk proses penyejukan.

Rajah 3.19 Hasil selepas proses tuangan

h. Mengikir lebihan aluminium.

i. Menggosok menggunakan keatas pasir untuk melicinkan

permukaan.

47

Rajah 3.20 Proses penamat

j. Menyemburkan cat untuk kelihatan lebih menarik.

3.8 Pengujian

Pengujian bahan adalah pengujian suatu bahan untuk mengetahui sifat

mekanik, kecacatan pada bahan dan lain-lain suatu bahan. Terdapat pelbagai

cara untuk membuat pengujian terhadap projek. Antara pengujian yang

dijalankan terhadap projek adalah seperti berikut :

48

i. Ujian Berat

Jisim sesuatu objek tidak berubah walau dimana objek itu berada.

Jisim sesuatu objek ialah kuantiti jirim yang terkandung di dalamnya.

Unit S.I bagi jisim ialah kilogram (Kg). Berat sesuatu objek ialah daya

tarikan bumi terhadap objek itu. Daya tarikan bumi ini dikenali sebagai

graviti. Unit S.I bagi berat adalah Newton (N). Berat sesuatu objek

dipengaruhi oleh daya tarikan graviti. Oleh itu, berat bagi sesuatu objek

berbeza di tempat berlainan. Kaedah yang dilakukan untuk menguji berat

adalah dengan menggunakan alat penimbang. Berikut adalah rajah bagi

alat penimbang yang digunakan.

Rajah 3.21 Alat penimbang

Alat penimbang adalah alatan yang berfungsi untuk menimbang

berat atau mengukur jisim. Ianya digunakan untuk menimbang bahan

projek yang telah dibuat.

49

ii. Ujian ketumpatan

Ketumpatan boleh dinyatakan sebagai jisim seunit isipadu objek

berkenaan. Unit S.I bagi ketumpatan kg/m³ atau kgm¬³. Ketumpatan

sesuatu bahan bergantung kepada dua faktor iaitu jisim dan isipadu. Jika

lebih besar jisim, semakin besar ketumpatannya. Jika besar isi padu,

semakin kecil ketumpatannya. Nilai ketumpatan pula boleh diukur

dengan menggunakan silinder penyukat (jika cecair) atau menggunakan

kaedah sesaran air (jika pepejal). Formula kiraan ketumpatan ialah :

Rajah 3.22 Formula kiraan ketumpatan

Kaedah yang dilakukan untuk menguji ketumpatan bahan adalah dengan

menggunakan kaedah sesaran air. Berikut adalah rajah bagi kaedah

sesaran air :

Rajah 3.23 Mengukur isipadu pepejal yang terapung atas air

50

Rajah 3.24 Mengukur isipadu pepejal yang tenggelam didalam air

iii. Ujian kekerasan

Ujian kekerasan Rockwell terdiri daripada indentasi bahan ujian

dengan kon belian atau indenter bola keluli keras. Pendorong dipaksa ke

dalam bahan ujian di bawah beban awal biasannya 10 kgf. Apabila

keseimbangan dicapai, peranti yang menunjukkan, yang mengikut

pergerakkan indenter dan sebagainya merespon perubahan kedalaman

penembusan indenter ditetapkan pada kedudukan datum. Walaupun

beban kecil awal masih digunakan, beban utama tambahan digunakan

dengan peningkatan penembusan yang dihasilkan. Apabila keseimbangan

sekali lagi dicapai, beban utama tambahan dikeluarkan tetapi beban kecil

awal masih dikekalkan. Pembuangan beban utama tambahan

membolehkan pemulihan sebahagian, jadi mengurangkan kedalaman

penembusan. Peningkatan berterusan secara mendalam penembusan,

hasil daripada penggunaan dan penyingkiran beban utama tambahan

digunakan untuk mengira bilangan kekerasan Rockwell. Kelebihan

kekerasan Rockwell termasuk bacaan nombor kekerasan Rockwell

langsung dan masa ujian yang cepat. Prinsip ujian ini ialah

membandingkan kedalaman di antara lekuk akibat daripada beban

pertama (minor load) dan beban utama atau kedua (major load). Nombor

kekerasan Rockwell ( HR ) ialah:

HR = ( E - e ) di mana,

51

E = konstant, bergantung dengan pelekuk yang digunakan,

e = pertambahan kedalaman lekuk akibat daripada beban tambahan

(utama) yang dikenakan.

Rajah 3.25 Mesin Rockwell

Untuk cara pemakaian skala ini, terlebih dahulu menentukan dan

memilih ketentuan angka kekerasan maksimum yang boleh digunakan

oleh skala tertentu. Jika pada skala tertentu tidak tercapai angka

kekerasan yang akuran, maka dapat menentukan skala lain yang dapat

menunjukkan angka kekerasan yang jelas. Berdasarkan rumus tertentu,

skala ini memiliki standart atau acuan, dimana acuan dalam menentukan

dan memilih skala kekerasan dapat diketahui melalui jadual seperti

berikut :

52

Jadual 3.7 skala kekerasan

Dalam proses pengujian kekerasan metode Rockwell diberikan dua

tahap pada proses pembebanan. Tahap Beban Minor dan Beban Mayor.

Beban minor besarnya maksimum 10 kg sedangkan beban mayor

bergantung pada skala kekerasan yang digunakan.

i. Cara pengujian kekerasan Rockwell

Cara Rockwell ini berdasarkan pada penekanan sebuah

indentor dengan suatu gaya tekan tertentu ke permukaan yang

rata dan bersih dari suatu logam yang diuji kekerasannya.

Setelah gaya tekan dikembalikan ke gaya minor, maka yang

akan dijadikan dasar perhitungan untuk nilai

kekerasan Rockwell bukanlah hasil pengukuran diameter atau

diagonal bekas lekukan, tetapi ketepatan kedalaman lekukan

yang berlaku. Inilah perbezaan metode Rockwell dibandingkan

dengan metode pengujian kekerasan yang lain.

Pengujian Rockwell yang umumnya dipakai ada tiga jenis, iaitu

HRA, HRB, dan HRC. HR itu sendiri merupakan suatu

53

singkatan kekerasan Rockwell atau Rockwell Hardness

Number dan kadang-kadang disingkat dengan huruf R saja.

ii. Penggunaan mesin uji kekerasan Rockwell

Penguji harus memasang indentor terlebih dahulu sesuai

dengan jenis pengujian yang diperlukan, iaitu indentor bola baja

atau kerucut intan. Setelah indentor terpasang, penguji

meletakkan specimen yang akan diuji kekerasannya di tempat

yang tersedia dan menetapkan beban yang akan digunakan

untuk proses penekanan. Untuk mengetahui nilai kekerasannya,

penguji dapat melihat pada jarum yang terpasang pada alat ukur

iaitu dial indicator pointer.

3.8 Kesimpulan

Kesimpulan bagi bab ini ialah dapat mengenalpasti punca-punca masalah

yang dihadapi dan mengenalpasti rekabentuk yang bersesuaian dengan

projek. Analisis matrik adalah langkah yang digunakan untuk memastikan

pemilihan rekabentuk yang bersesuaian. Selain itu, menerangkan rekabentuk

akhir yang telah dipilih melalui analisis matrik. Seterusnya, mengetahui

proses pembuatan corak sehingga ke proses tuangan. Akhir sekali, membuat

pengujian terhadap bahan yang digunakan.