Peleburan Dan Pengacuanan Logam Untuk Projek Rekacipta

Panduan peleburan dan pengacuanan logam secara DIY (backyard metalcasting) melalui teknik pembakaran terbuka untuk penghasilan komponen projek rekacipta, penghasilan barangan kraf atau sekadar untuk bereksperimen.

Proses pelaburan dan pengacuanan logam dengan takat lebur rendah (low melting point) amat mudah dilakukan pada skala kecil menggunakan bahan-bahan yang boleh diperolehi di sekitar rumah. Teknik ini biasa saya gunakan di proses pembikinan komponen logam untuk projek-projek rekacipta seperti logam penimbal bagi projek WobblyBot – Robot Pengimbang Diri

Bergantung kepada kerajinan anda, teknik ini boleh digunakan untuk menghasilkan komponen ringkas sehinggalah komponen rumit (komponen rumit memerlukan ketekunan dan ketelitian tinggi bagi menghasilkan acuan yang terperinci).

Rekacipta.net - peleburan logam 02
Teknik pembakaran terbuka hanya sesuai untuk logam dengan takat lebur rendah seperti timah dan plumbum. Kelebihannya kedua-dua jenis logam ini juga adalah ianya dapat diperolehi dengan mudah dalam bentuk generik  (bentuk “stok”) di Malaysia berbanding logam-logam lain.

Logam-logam yang mempunyai takat lebur lebih tinggi (seperti aluminum, besi, loyang, zink dsb) tidak sesuai dileburkan melalui teknik ini, sebaliknya lebih sesuai menggunakan teknik pembakaran / peleburan menggunakan faundri atau relau, serta memerlukan bahan api yang berupaya membakar pada suhu tinggi.

Takat lebur logam, teknik peleburan serta bahan api sesuai diperincikan dalam jadual di bawah. Maklumat ini adalah sebagai rujukan kasar untuk anda meneroka dan bereksperimen.



Logam Takat Lebur (Celsius) Teknik pembakaran/ peleburan Bahan api sesuai untuk peleburan (minimun)
Timah 232 Terbuka Paraffin, Hexamine, dll
Plumbum 327.5 Terbuka Paraffin, Hexamine, dll
Zink 419.5 Terbuka / Faundri / Relau Butana, Arang
Magnesium 650 Faundri / Relau Butana, Arang
Aluminum 660 Faundri / Relau Butana, Arang
Loyang (Brass) 930 Faundri / Relau Butana, Arang 
Perak 961 Faundri / Relau Butana, Arang
Emas 1063 Faundri / Relau Butana, Arang
Tembaga 1084 Faundri / Relau Butana, Arang
Keluli 1510 Faundri / Relau Propana
Besi 1536 Faundri / Relau Propana


Sumber Logam Takat Lebur Rendah

Sumber paling mudah diperolehi di Malaysia (selain daripada sumber bahan terbuang) adalah ladung pancing. Ladung yang biasa ditemui di kedai-kedai pancing di Malaysia meskipun adakalanya dipanggil timah pemberat, tidaklah diperbuat daripada 100% timah. Ia biasanya adalah logam Plumbum yang dicampur Timah membentuk aloi Timah-Plumbum (Tin-Lead). Komposisi aloi ini adalah hampir sama seperti timah pemateri (soldering tin) yang digunakan dalam projek elektronik.

Timah pemateri (juga sejenis aloi Timah-Plumbum) boleh digunakan sebagai alternatif kepada ladung asalkan ianya dari jenis yang tidak mempunyai teras Fluks Rosin (Rosin Core Flux). Jika tidak, anda akan dapati fluks di dalam teras timah pemateri akan mula bertakung dan menyala apabila suhu pembakaran meningkat. Ini mengakibatkan terhasilnya kerak-kerak karbon pada permukaan logam lebur tersebut.

Alternatif lain adalah logam pengimbang tayar kereta (wheel balancing weight). Ia juga diperbuat daripada aloi Timah-Plumbum.


Logam pengimbang tayar kereta

Rekacipta.net - peleburan logam 01Pembakaran dibuat di tempat terlindung bagi mengelakkan tiupan angin.


AMARAN: Aktiviti peleburan dan pengacuanan hanya sesuai dilakukan di luar rumah akibat wasap toksik yang mungkin terhasil, serta haruslah berhati-hati apabila berkerja dengan api bagi mengelakkan kemalangan.


Peralatan Pembakaran / Peleburan


Rekacipta.net - 02
Peralatan asas bagi peleburan secara pembakaran terbuka terdiri daripada chaffing wax dan mangkuk keluli/aluminum. Pastikan peralatan yang digunakan diperbuat daripada logam/aloi yang mempunyai takat lebur yang lebih tinggi daripada logam/aloi yang ingin dilebur.
   Rekacipta.net - 03

Bahan Api Pembakaran / Peleburan


Sumber bahan api pembakaran yang sesuai bagi logam takat lebur rendah pula cukup sekadar lilin pemanas makanan (Chafing Wax yang diasanya diperbuat daripada kombinasi Paraffin, Ethanol, Methanol).

Jika anda seperti saya yang mempunyai ruang halaman yang terhad dan tidak mahu mengotor ruang. Kedua-dua bahan bakar ini adalah teknik yang paling bersih dan menghasilkan pembakaran terkawal dan konsisten. Jika ruang bukanlah isu, maka terdapat pelbagai alternatif lain seperti dapur gas, dapur minyak tanah, dapur kayu/arang, faundri/relau dan sebagainya.

Chafing Wax boleh diperolehi di pasaraya-pasaraya besar di Malaysia dan digunakan dengan meluas oleh mereka yang terlibat dalam perniagaan katering.

Alternatif lain adalah dapur memasak perkhemahan (dapur Hexamine), penunu/dapur gas Butana (Butane), dan penunu gas Propana (Propane).

Rekacipta.net - 01
Set memasak Hexamine. Bahan api Hexamine adalah berbentuk tablet dan boleh diperolehi di kedai yang menjual alatan perkhemahan. Suhu pembakaran adalah sekitar 20-30 darjah lebih tinggi daripada Chaffing Wax

 Rekacipta.net - contoh dapur butana mudah alih
Contoh set dapur butana mudah alih. Butana membakar pada suhu lebih tinggi daripada Chaffing Wax dan Hexamine (sekitar 1000 – 1400 darjah Celsius bergantung kepada komposisi campuran gas). Gas memasak juga adalah daripada jenis butana.

Rekacipta.net - penunu propana
Contoh penunu Propana. Penunu propana membakar pada suhu tinggi (1900 - 2400 darjah Celsius bergantung kepada komposisi campuran gas) dan sesuai untuk peleburan logam dengan takat lebur tinggi. Namun demikian, penunu dan kanister gas propana agak sukar diperolehi di Malaysia melainkan daripada pembekal tertentu sahaja.

Panduan Mengacuan


Rekacipta.net - peleburan logam 04
Contoh acuan yang diperbuat daripada kayu. Logam lebur dituang ke dalam acuan dan dibiar menyenjuk. Acuan sebegini boleh dihasilkan dengan pantas namun tidak sesuai untuk mengacuan logam dengan takat lebur tinggi kerana ianya akan terbakar.

NOTA: Acuan kayu bukanlah acuan terbaik. Acuan terbaik adalah daripada simen, konkrit, plaster (Plaster Of Paris), tanah liat atau campuran pasir halus dan tanah liat. Bergantung kepada teknik yang anda gunakan, perlu diingat bahawa acuan kerapkali perlu dipecahkan untuk mengeluar logam yang diacuan, maka acuan-acuan ini umumnya hanya dapat digunakan sekali sahaja.

Jika mengacuan objek yang kurang rumit, acuan boleh dilapisi serbuk graphite (boleh diperolehi daripada mata pensel yang ditumbuk halus) bagi memudahkan lekangan objek daripada acuan. Bahan yang membantu lekangan ini dikenali sebagai agen lekangan (Release Agent). Selain daripada serbuk graphite, agen lekangan  yang lain termasuk bedak talkum (jika permukaan acuan adalah poros atau berserat seperti kayu, pasir lembab, plaster, simen, dsb) pelincir silikon (silicone lubricant), minyak enjin, gel  petroleum (contohnya gel Vaseline), bahkan minyak masak (jika menggunakan acuan dengan permukaan licin seperti porselin, dsb).

Pemilihan agen lekangan yang sesuai untuk aplikasi anda lebih bergantung kepada proses trial & error dan mungkin memerlukan beberapa percubaan.

Saya sendiri tidak mensasarkan rupabentuk acuan rumit kerana hanya ingin menghasilkan blok dan kiub yang akan digunakan sebagai pemberat dan untuk proses permesinan komponen (milling), Oleh itu acuan yang saya hasilkan hanya diperbuat daripada kayu yang digam. Bagi mengelakkan ketirisan, gam tahan kepanasan (seperti gam Cyanoacrylate @ Super Glue) digunakan bagi menutup bahagian-bahagian penyambungan.

Bahagian dalaman acuan kayu akan hangus setelah digunakan, namum ia masih dapat mengkalkan bentuknya. Pengunaan gam membolehkan acuan dileraikan dengan mudah setelah logam yang diacuan menyejuk.



Menganggar Isipadu Logam Lebur

Acuan diatas saya hasilkan untuk mengacuan bongkah dengan dimensi 4cm x 5.5cm x 2cm (44cm padu). Jumlah berat aloi Timah-Plumbum yang diperlukan untuk mengisi isipadu tersebut adalah sekitar 440 – 450 gram atau bersamaan 11 gram bagi setiap 1cm padu (cubic cm). Jumlah ini adalah anggaran kasar kerana komposisi sebenar nisbah Timah kepada Plumbum bagi ladung sukar dipastikan dan di luar kawalan anda.

NOTA: Nilai isipadu bagi setiap gram logam yang anda pilih (contoh Timah, Aluminium, Tembaga dsb) boleh dirujuk di laman-laman internet seperti Wikipedia.

Selain itu akan berlaku sedikit penguncupan apabila aloi Timah-Plumbum membeku namun dalam konteks pengacuan bukan terperinci, jumlah penguncupan ini boleh diabaikan.

Rekacipta.net - 04
Blok Timah-Plumbum yang siap diacuan dan dilicinkan dengan Belt / Disk Sander.



Peleburan Logam Takat Lebur Tinggi


Rekacipta.net - relau foundri tin mila, tin kopi

Peleburan dengan takat lebur tingi adalah di luar skop panduan ini, namun bagi yang lebih adventurous, diatas adalah contoh relau / faundri DIY yang kerap digunakan oleh golongan backyard metalcasters. Ia diperbuat daripada tin Milo / Susu (juga dikenali sebagai Coffee Can Foundry).

Ia dihasilkan menggunakan simen / konkrit yang diacuan di dalam tin membentuk silinder yang bertindak mengurangkan kehilangan haba ke persekitaran seterusnya meningkatkan suhu pembakaran / peleburan. Kombinasi Coffee Can Foundry dan sumber bahan api seperti penunu Propana berupaya meleburkan logam takat lebur tinggi (seperti besi, tembaga, dsb)dengan cekap.

Selamat bereksperimen dan berekacipta. Sebarang soalan dan komen adalah dialu-alukan.

7 comments:

Anonymous said... Reply To This Comment

woww ....hebat

Anonymous said... Reply To This Comment

brader.
tumpang tanya sikit.
di malaysia/Kuala lumpur mana boleh dapat gas canister propana ya ???
terima kasih
Gan - 012 6922710
gangan_81@yahoo.com

Chein said... Reply To This Comment

@Gan

http://www.evergreenadventure.com

Propane canister tidak disenarai dlm website mereka, kena pegi kedai/warehouse mereka di Taman Midah Cheras.

Anonymous said... Reply To This Comment

satu lagi artikel menarik dr mr chein.. terima kasih! :)

zero said... Reply To This Comment

Assalam..& Gud morning.
Di semenanjung kat mana nak cari peralatan foundri takat lebur tinggi dan sand casting ni.

from:faiq

Anonymous said... Reply To This Comment

PAGI..Dimana nak dapatkan pelebur tembaga

joe brabo said... Reply To This Comment

akum klu buat gigi gear guna aluminium bgaimanakah tahap ketahanannya?

Post a Comment