batang pisan

7/25/2019 Batang Pisan

1/17

NASKAH PUBLIKASI TUGAS AKHIR

ANALISIS PENGARUH SAMBUNGAN MEKANIK TIPE SINGLE LAP

TERHADAP KEKUATAN TARIK PADA KOMPOSIT POLYESTER

SERAT BATANG PISANG

Naskah Publikasi Tugas Akhir ini Disusun Sebagai Syarat-Syarat Untuk Memperoleh

Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun oleh:

NUR BURHAN

NIM : D20090064

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2015


2/17


3/17

ANALISIS PENGARUH SAMBUNGAN MEKANIK TIPE SINGLE LAP

TERHADAP KEKUATAN TARIK PADA KOMPOSIT POLYESTER SERAT

BATANG PISANG

Nur Burhan, Ngafwan, Wijianto

Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta

Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura

E-mail:[email protected]

ABSTRAKSI

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat mekanik pada sambungankomposit polyester serat batang pisang tipe single lap terhadap kekuatan tarik yangdialkukan pelubangan dengan cara dicetak dan dibor dan besarnya pengaruh akibatperubahan vraksi volume serat pada daerah sambungan tipe single lap.

Pembuatan komposit diawali dengan persiapan bahan yaitu resin polyester,hardener, serat pohon batang pisang. Setelah itu proses yang pertama pemotongandan penglupasan kulit pohon batang pisang pada lapis ke tiga dari luar kemudiandilanjutkan proses pengepresan agar bagian dalam kulit batang pisang mudahdihilangkan sampai tersisa serat bagian luar, setelah itu dipotong dengan ukuran 1meter dan di masukan kedalam paralon yang sudah di isi dengan air lalu di lanjutkanproses perendaman selama 1 bulan agar mudah saat pengambilan serat.Penjemuran awal dilakukan pada ruang tanpa sinar matahari selama 1 hari denganpanjang 100 cm. Selanjutnya perlakuan alkali KMnO42% selama 2 jam dilanjutkanpengeringan pada ruang tanpa sinar matahari. Pembuatan komposit dengan

metode hand lay up perbandingan serat 30% dengan mempersiapkan seratdimasukan dalam oven pada temperatur 310C kemudian serat diambil dan disusunsejajar. Pengujian tarik untuk mengetahui kekuatan tarik pada teknik pembuatanlubang dengan cara dicetak dan dibor dan mengetahui kekuatan tarik setelah seratdiperbesar 5% pada daerah lubang dan foto makro sambungan komposit polyesterserat batang pisang.

Dari hasil pengujian menunjukan bahwa kekuatan tarik pada specimensambungan komposit yang lubangnya dibor dan bor penambahan serat 5%mengalami peningkatan dari 4,911 menjadi 4,990 N/mm, sedangkan untukspecimen dicetak dan cetak penambahan 5% mengalami kenaikan dari 4,174

menjadi 4,602 N/mm. Pada foto makro terjadi pull-out fiber pada specimen kompositlubang dibor dan dicetak.

Kata kunci : Serat Batang Pisang, Matrik Polyester, Sambungan Komposit
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]


4/17

A. PENDAHULUAN

Komposit adalah suatu jenis

bahan baru hasil rekayasa yang terdiri

dari dua atau lebih bahan dimana sifat

masing-masing bahan berbeda satusama lainnya baik itu sifat kimia

maupun fisikanya dan tetap terpisah

dalam hasil akhir bahan tersebut

(bahan komposit). Dengan adanya

perbedaan dari material penyusunnya

maka komposit antar material harus

berikatan dengan kuat, sehingga perlu

adanya penambahan wetting agen. t

Penggunaan sambungan

material komposit yang telahdilakukan banyak menggunakan jenissambungan mekanik dan sambunganikat, tetapi pada zaman sekarang pararekayasawan melakukan berbagaikajian riset untuk merekayasasambungan material baru yangmemiliki sifat fisis-mekanis yang lebihbaik, seperti bahan baru komposit.Sambungan komposit berpenguatserat merupakan jenis komposit yangpaling banyak dikembangkan sepertiserat batang pisang. Adapunsambungan komposit yang palingbanyak di gunakan yaitumenggunakan sambungan mekanikkarena mempunyai keuntungan antaralain replacement mudah apabilaterjadi kerusakan, perlakuanpermukaan sedikit dan mudahmelakukan inspeksi kualitas

sambungan. Namun demikian,sambungan ini juga memilikikelemahan yaitu sambungan mekanikmenimbulkan konsentrasi tegangan didaerah sekitar lubang dan pembuatanlubang akan menimbulkan kerusakanserat.

Putro S. 2013, Dalampenelitian ini bahan yang digunakandalam pembuatan komposit adalahResin Polyester 157 BQTN, serat

nanas. Pembuatan komposit dilakukandengan hand lay-up. Parameter

penelitian ini adalah tebal adhesive.Adhesive digunakan epoxy. Jenissambungan yang digunakan adalahsambungan tumpang dan lurus sesuaidengan ASTM D 5868-95, uji geser

dan tarik dengan Universal TestingMachine. Hasil penelitian menunjukanbahwa jenis sambunganmenggunakan sambungan tumpangkekuatan sambungan lebih besardibandingkan sambungan lurus.Kedua jenis sambungan tersebutcocok digunakan jenis sambungantumpang, karena memiliki kekuatangeser lebih besar dari padasambungan lurus dengan tebal

adhesive0,5 mm.Dengan adanya uraian diatas

maka penulis akan membuatsambungan komposit denganmenggunakan serat batang pisangdan pembuatan komposit denganmetode hand lay-up dan pembuatanlubang dengan cara dicetak dan dibordan Untuk mengetahui pengaruhsambungan mekanik pada kompositpolyester tipe single lap terhadapkekuatan tarik pada serat batangpisang dan mengetahui perbandingankekuatan tarik pada teknik pembuatanlubang dengan cara dicetak dan diborserta Untuk mengetahui besarnyapengaruh akibat perubahan vraksivolume serat pada daerah sambungantipe single lap.

B. TUJUAN PENELITIAN

Berdasarkan latar belakangyang telah di uraikan, maka penelitianini bertujuan untuk :1. Untuk mengetahui pengaruh

sambungan mekanik padakomposit polyester tipe single lapterhadap kekuatan tarik pada seratbatang pisang.

2. Untuk mengetahui perbandingankekuatan tarik pada teknikpembuatan lubang dengan cara

dicetak dan dibor.


5/17

3. Untuk mengetahui besarnyapengaruh akibat perubahan vraksivolume serat pada daerahsambungan tipe single lap.

C. BATASAN MASALAHAgar penelitian yang dilakukan

tidak terlalu melebar, maka perluadanya batasan masalah sebagaiberikut :1. Jenis pohon pisang yang dipakai

kepok (Musa acuminata balbisianacolla).

2. Teknik pembuatan kompositdengan hand lay-up.

3. Pengujian fisis (struktur makro) dan

mekanis (tarik).4. Diameter lubang yang digunakan 6

mm.5. Teknik pembuatan sambungan

komposit menggunakansambungan mekanik yaitu typesingle lap.

6. Pembuatan lubang padasambungan komposit dengan caradicetak dibor.

7. Pengaturan serat sejajar 00.

D. MANFAAT PENELITIANManfaat dari penelitian ini adalah :

1. Memberikan pengetahuan barutentang keunggulan seratpelepah pohon pisangdimanfaatkan untuk pembuatanproduk baru yang berguna bagimasyarakat ataupun industri diIndonesia.

2. Mampu mengembangkanpemanfaatan serat alamdiantaranya pelepah pohonpisang dengan harga yang murahmampu menjadikan produk yangmenjanjikan dan kuat.

3. Dalam analisa ini diharapkandapat menjadikan sebuah karyauntuk pengganti bahan-bahanmetal yang tidak ramahlingkungan.

E. TINJAUAN PUSTAKAPutro.S 2013. Pengaruh

Kekuatan Sambungan Komposit SeratNanas Terhadap Kekuatan Tarik DanGeser Dengan Adhesive Epoksi.

Dalam penelitian ini bahan yangdigunakan dalam pembuatan kompositadalah Resin Polyester 157 BQTN,serat nanas. Pembuatan kompositdilakukan dengan hand lay-up.Parameter penelitian ini adalah tebaladhesive. Adhesive digunakan epoxy.Jenis sambungan yang digunakanadalah sambungan tumpang dan lurussesuai dengan ASTM D 5868-95, ujigeser dan tarik dengan Universal

Testing Machine. Hasil penelitianmenunjukan bahwa jenis sambunganmenggunakan sambungan tumpangkekuatan sambungan lebih besardibandingkan sambungan lurus.Kedua jenis sambungan tersebutcocok digunakan jenis sambungantumpang, karena memiliki kekuatangeser lebih besar dari padasambungan lurus dengan tebaladhesive0,5 mm.

S.Venkateswarlu,K.Rajasekhar,2013,Modelling and Analysis ofHybrid Composite Joint Using inAnsys. Menjelaskan bahwa komposittelah menjadi salah satu bahan yangdigunakan untuk memperbaiki strukturyang ada dalam berbagai aplikasi danjuga pada sambungan dengan bagiankomposit, dengan menggunakanperekat atau pengencang mekanik

saat ini, metode baru yang disebutsendi hybrid juga sedang dikerjakandimana kombinasi dari kedua perekatdan mekanik pengencang yangdigunakan.

R. M. Jones, 1975, Mechanicsof Composite Materials. Menjelaskanbahwa definisi dari komposit dalamlingkup ilmu material merupakangabungan antara dua buah materialatau lebih yang digabung pada skala

makroskopis untuk membentukmaterial baru yang lebih bermanfaat.


6/17

Komposit terdiri dari dua unsur yaituserat (fibre) sebagai reinforcementatau penguat dan bahan pengikatserat yang disebut dengan matriks.Unsur utama dari bahan komposit

adalah serat, serat inilah yangmenentukan karakteristik suatu bahanseperti kekuatan, keuletan, kekakuandan sifat mekanik yang lain. Seratberfungsi untuk menahan sebagianbesar gaya yang bekerja padamaterial komposit, sedangkan matrikmelindungi, dan meneruskan gayaantar serat.

F. DASAR TEORI

1. KompopositKomposit adalah suatu jenis

bahan baru hasil rekayasa yangterdiri dari dua atau lebih bahandimana sifat masing-masing bahanberbeda satu sama lainnya baik itusifat kimia maupun fisikanya dan tetapterpisah dalam hasil akhir bahantersebut (bahankomposit).

Komposit dapatdiklasifikasikan kedalam tiga kelompokbesar yaitu:a. Fibrous Composite Material

(komposit serat)Komposit serat adalah

komposit yang terdiri dari fiber didalam matrik. Klasifikasi serat dibagimenjadi 2, antara lain: serat alam(serat pisang, sabut, rami atau hemp,kenaf, flax, jute, dsb) dan serat kimiaatau buatan (serat karbon, gelas,

rayon, nilon dsb). Secara alami seratyang panjang mempunyai kekakuanyang lebih dibanding serat yangberbentuk curah (bulk). Serat panjangmempunyai struktur yang lebihsempurna karena struktur kristaltersusun sepanjang sumbu serat dancacat internal pada serat lebih sedikitdari pada material dalam bentukcurah. Bahan pengikat atau penyatuserat dalam material komposit disebut

matrik. Matriks berfungsi sebagaipelindung, pendukung, transfer beban,

dan perekat serat. Matrik dapatberbentuk polimer, logam, karbon,maupun keramik.

Sedangkan mengenai penataanarah serat dimana dimaksudkan untuk

mengoptimalkan kekuatan bahanterdapat empat macam penataan arahserat yang umum, yang dikenaldengan istilah sistim penguatan serat,yaitu:1. Continous fiber composite

(komposit diperkuat seratkontinyu).

2. Woven fiber composite (kompositdiperkuat serat anyaman).

3. Chopped fiber composite

(komposit diperkuat seratpendek/acak).

4. Hybrid composite (kompositdiperkuat dengan serat kontinyudan serat acak).

b. Laminate Composites (kompositlapis)

Komposit lapismerupakan komposit yangterdiri dari bermacam-macamlapisan material dalam satumatrik.

Bentuk nyata darikomposit lapis adalah:1. Bimetal

Bimetal adalah lapis daridua buah logam yangmempunyai koefisien ekspansithermal yang berbeda. Bimetalakan melengkung seiring

berubahnya suhu sesuaidengan perancangan, sehinggajenis ini sangat cocok untuk alatukur suhu.1. Pelapisan logam

Pelapisan logam yang satudengan yang lain dilakukanuntuk mendapatkan sifatterbaik dari keduanya.

2. Kaca yang dilapisiKonsep ini sama dengan

pelapisan logam. Kaca yang


7/17

dilapisi akan lebih tahanterhadap cuaca.

3. Komposit lapis seratDalam hal ini lapisandibentuk dari komposit serat

dan disusun dalam berbagaiorientasi serat. Kompositjenis ini biasa digunakanuntuk panel sayap pesawatdan badan pesawat

c. Particulate Composites (KompositPartikel)

Komposit yang terdiri daripartikel-partikel dalam satu matrik.Partikel-partikel tersebut bisaberupa logam maupun non logam.

Macam-macam kompositpartikel antara lain:1. Komposit bukan logam di dalam

bukan logam, misalnya beton.Beton tersusun dari pasir, batudan semen serta air yangbereaksi secara kimia sehinggamengeras.

2. Komposit logam di dalam bukanlogam, misalnya bubukaluminium dan perklorat oksidadalam poliuretan atau karetpolisulfida sebagai bahanpropelen roket dengan tujuanreaksi pembakaran tunak.

3. Komposit logam di dalam logam,misalnya timbal di dalam sistempaduan tembaga dan baja untukmempermudah pengerjaan.

4. Komposit bukan logam di dalamlogam, misalnya cermet yang

dibentuk dari partikel keramik didalam matrik logam. Denganpembentukan cermet dihasilkanalat potong yang tahan dalamtemperatur tinggi yang tahanerosi, abrasi dan korosi.

2. SeratSerat adalah suatu jenis

bahan berupa potongan-potongankomponen yang membentuk jaringan

memanjang yang utuh. Serat dapat digolongkan menjadi dua jenis yaitu

serat alami dan serat sintesis (seratbuatan manusia)1. Serat Alami

Serat mineral antara lain kaca seratatau fiberglass yang dibuat dari

kuarsa, serta logam dapat dibuatdari logam yang di ikuti seperti(tembaga), emas atau perakselanjutnya serat karbon.a) Serat tumbuhan atau serat

pangan biasanya tersusunatasselulosa, hemiselulosa, dankadang mengandung pulalignin. Contoh dari serat jenis iniyaitu katun dan kain rami.

b) Serat kayu berasal dari

tumbuhan berkayu.c) Serat hewan, umumnya

tersusun atas protein tertentu.Contoh dari serat hewan yangdi manfaatkan oleh manusiaadalah serat laba-laba (sutra)dan bulu domba (wol).

d) Serat mineral, umunya dibuatdari asbestos. Saat ini asbestosadalah satu-satunya mineralyang secara alami terdaptdalam bentuk serat panjang.

2. Serat SintetisSerat sintetis atau serat buatan

manusia umumnya berasal daribahan pertokimia. Namun demikian,ada pula serat sintetis dapat digolongkan ke dalam:a) Serat mineral

Serat mineral, umunyadibuat dari asbestos. Saat ini

asbestos adalah satu-satunyamineral yang secara alamiterdapt dalam bentuk seratpanjang.

b) Serat polimerSerat polimer adalah

bagian dari serat sintetis. Seratjenis ini dibuat melalui proseskimia. Bahan yang umumdigunakan untuk membuat seratpolimer antara lain polyamida

nilon, fenol-formaldehid (PF),


8/17

dan serat polivinyl alkohol(PVOH).

3. MatrikMatrik memegang peran penting

sebagai pengikat serat, transfer bebandan pendukung serat. Pada kompositserat (Fibrous Composites) matriksyang digunakan adalah resin (plastikyang berfasa cair). Metrik harusmemiliki perpanjangan saat patahyang lebih besar dibandingperpanjangan saat patah serat. Selainitu juga harus mampu berdeformasisehingga beban dapat diteruskanantar serat. Bahan metrik yang sering

digunakan dalam komposit adalahpolimer. Polimer merupakan molekulbesar yang terbentuk dari satuan-satuan sederhana. fungsi matriksadalah sebagai pengikat serat,pelindung, transfer beban, danpendukung serat. Pada KompositSerat (Fibrous Composite) matriksyang digunakan adalah resin (plastikyang berfasa cair). Matriks harusmemiliki perpanjangan saat patahyang lebih besar dibandingperpanjangan saat patah serat. Selainitu matriks juga harus mampuberdeformasi seperlunya sehingabeban dapat diteruskan antar serat.

4. Bahan tambahanBahan tambahan utama

adalah katalis (Hardener). Jeniskatalis untuk resin polyester yaitu

Metyl Etyl Keton Peroksida (MEKPO).Katalis berfungsi untuk mempercepatproses pengerasan cairan resin(curing). Semakin banyak katalisreaksi curing akan semakin cepat,tetapi kelebihan katalis juga akanmenimbulkan panas pada saat curingbisa merusak produk yang akan dibuatyaitu menjadikan bahan kompositgetas atau rapuh. Oleh karna itupemberian katalis dibatasi 1% samapi

2% dari berat resin.

5. Perlakuan KMno4Pada komposit polimer

berpenguat serat alam, sifat antarmuka matriks dan serat perludiperhatikan. Hal ini berkaitandengan

kompatibilitas antara serat denganmatriks dan sifat hydrophilic serat.Alkalisasi adalah salah satu caramodifikasi serat alam untukmeningkatkan kompatibilitas antaramatriks dengan serat. Denganberkurangnya hemiselulosa, ligninatau pectin serat, akan meningkatkankekasaran permukaan yangmenghasilkan mechanical interlockingyang lebih baik antara serat dengan

matrik, dan juga dengan prosesperendaman akan membuat poro-poridisekitar permukaan serat.

6. Sambungan kompositPada dasarnya sambungan

komposit dibedakan menjadi duamacam yaitu sambungan mekanik dansambungan ikat (bonded joint).Metode sambungan mekanik dibuatdengan membuat lubang sebagaitempat dudukan baut atau kelingsedangkan bonded joint dibuat denganmemberikan zat adhesive antarlapisan yang akan disambung.

Proses pembuatan lubangdengan cara dicetak dan dibor padabahan komposit serat batang pisang,teknik pembuatan lubang dan variasidiameter lubang sangat menentukankekuatan-kekuatanya khususnya di

daerah sekitar lubang. Pembuatanlubang akan menimbulkan kerusakanserat, kerusakan serat tersebut dapatberupa misoriented fiber pada lubangyang dicetak dan terputusnya seratpada pembuatan lubang dengan caradicor. Berikut adalah contoh daripembuatan lubang dicetak dan dibor.

7. Pengujian kekuatan tarikPengujian tarik bertujun untuk

mengetahui tegangan, regangan,modulus elastisitas bahan dengan


9/17

cara memberikan beban tarik secaraberlahan sampai material kompositmengalami putus. Adapun keuletanmaterial, daerah elastisitas dan plastisserta titik putus akan terlihat dari grafik

yang ada.Dalam pengujian kekuatan

tarik ini untuk ukuran spesimenmengggunakan standar ASTM D 5961seperti pada gambar dibawah:

Gambar 1. Geometri spesimen uji tarik(ASTM D 5961)

Kekuatan tarik kompositdipengaruhi oleh beberapa hal, antaralain:1. TemperaturApabila temperatur naik, makakekuatan tariknya akan turun.2. KelembabanPengaruh kelembaban ini akanmengakibatkan bertambahnya absorbsair, akibatnya akan menaikanregangan patah. Sedangkan teganganpatah dan modulus elastisitasnya akanmenurun.

3. Laju teganganApabila laju tegangan kecil, makaperpanjangan bertambah danmengakibatkan kurva tegangan-regangan menjadi landai, moduluselastistasnya rendah. Sedangkan jikalaju tegangan tinggi, maka bebanpatah dan modulus elastisitasnyameningkat, tetapi regangan mengecil.Hubungan antara tegangan tarik danregangan pada beban tarik ditentukan

dengan rumus sebagai berikut:(Kurniawan, K., 2012)

Nilai tegangan dapat dicaridengan rumus :

Dimana: = Tegangan tarik (N/mm2)P = Beban (N)

A0 = Luas penampangpatahan

Untuk nilai regangan dapatdicari dengan rumus :

=

( )

Dimana: = Tegangan-Regangan (%)L=Deformasi (mm)L = Panjang daerah ukur

(mm)L0 = Panjang mula-mula (mm)

Sedangkan modulus elastisitasdapat dicari dengan rumus :

E =

Dimana:

E= Modulus elastisitas(N/mm2)

= Tegangan tarik (N/mm2)= Tegangan-regangan (%)


10/17

G. METODE PENELITIAN1. Diagram alir penelitian

Gambar 2.Diagram alir penelitian

2. Keterangan diagram alir

Mencari bahan-bahan teori danhasil penelitian terdahulu yangberkaitan dengan komposit polyesterberpenguat serat batang pisang,standar pegujian, metode pembuatankomposit, jenis alat uji yang digunakandan sebagian melalui buku, artikel(jurnal) dan juga situs internet. Mencaribatang pohon pisang, resin polyester,katalis MEKPO, zat kimia KmnO4,peralatan uji dan mempersiapkan alatbantu yang dibutuhkan selamapenelitan. Proses pengelupasan kulitbatang pisang sebanyak 3 sampai 4

lapis dari luar. Pemotongan kulitdengan panjang 100 cm. Dilanjutkandengan cara dipress untukmengurangi kadar air danmenghancurkan daging dari kulitpisang sampai serat mulai terlihat.

Proses perendaman seratselama 1 bulan agar lebih mudahmemisahkan serat dengan daging darikulit batang pohon pisang. Kemudiandijemur pada temperatur ruang selama

1 hari sampai kering.

Proses treatment menggunakancairan kimia 2% Kalium permangantper 1 liter aquadesselama 2 jam yangberfungsi untuk menghilangkan kadarkimia dalam serat dan untukmemperbesar pori-pori serat.Pengeringan serat pada temperaturruang, lalu pengeringan didalam ovenpada suhu 30 oC selama 1 jam agar

kadar air konstan.

Persiapan serat, resin polyesterdan hardener MEKPO. Kemudianditimbang sesuai denganperbandingan fraksi berat yang telahditentukan. Untuk fraksi berat seratsebanyak 30% dan fraksi berat resinsebanyak 70%.

Pemotongan serat panjang 135mm pada cetakan specimen komposit

dengan metode pembuatan komposithand lay-up.


11/17

Penuangan resin polyester danhardener MEKPO pada gelas plastikdengan perbandingan 100 : 1, diadukperlahan selama 1 menit agarcampuran menjadi homogen.

Proses pengecoran campuranantara resin dan hardener padamaterial yang berbentuk layer denganmenggunakan suntikan agar prosespengecoran lebih merata hinggaketebalan yang ditentukan.

Pengeringan denganmembiarkan proses pengerasanterjadi secara alami selama 12 jam.Pengeringan bisa dilanjutkan lebih dari

waktu tersebut bila dirasakan kurangkering.

Pembuatan keling kompositdengan menggunakan cetakandengan diameter 6 mm, kemudian dilanjutkan pengecoran serat dan resinpada cetakan tersebut lalu dilanjutkandengan proses assemblykemudian dipress menggunakan claim agarsambungan menjadi kuat dan tidak

geser.Pengujian tarik dilakukan

karena untuk mengetahui kekuatantarik dari komposit yang akan diuji.Alat uji tarik yang digunakan universalTesting Machine dengan kapasitasmaksimum 5000 kg. Pengujian tarikdengan standart ASTM D 5961

.Bahan penelitian :

Gambar 3. Serat batang pisang

Gambar 4. Resin polyester dan katalis

Gambar 5. Kalium Permanganate(KMnO4)

3. Alat yang digunakan :

Gambar 6. Cetakan ( Dies)

Gambar 7. Vernier Caliper


12/17

Gambar 8. Timbangan digital

Gambar 9. Alat Suntik, Gelas, danSendok

Gambar 10.Oven

Gambar11.

Thermometer

Gambar 12.Alat pres

Gambar 13. Universal testing machine

Gambar 14. Dinolet

Gambar 15. Spesimen uji


13/17

H. HASIL DAN PEMBAHASAN

Data hasil pengujian tarikTabel 1.Analisa data denganmetode offset0,2%

Specimen Tegangan N/mm

Regangan %

ModulusElastisita

s MPa

Bor 4.911 2.200 290.900

Cetak2.784 2.4000 205.120

Borpenambahan serat 5%

pada daerahlubang

4.173 3.000 354.500

Cetak

penambahan serat 5%pada daerah

lubang

3.990 3.0000 336.842

Gambar 15. Hubungan antarategangan tarik rata-rata denganregangan

Gambar 16. Hubungan moduluselastisitas dengan lubang

Pembahasan pengujian atarika. Grafik hubungan tegangan tarik

rata-rata dengan lubangPada pengujian tarik spesimen

komposit dengan lubang dibormempunyai kekuatan tarik tertinggisebesar 4,911 N/mm, borpenambahan serat 5% 4,990 N/mm,dicetak yaitu 4,174 N/mm, dan cetakpenambahan serat 5% adalah 4,602N/mm. Diketahui Kekuatan tarikterendah dari hasil pengujian adalahspesimen lubang dicetak dan kekuatantertinggi yaitu spesimen sambungankomposit pada lubang bor

penambahan serat 5%. Pada lubangdibor setelah diberikan penambahanserat 5% kekuatan tariknya terjadikenaikan demikian juga denganlubang dicetak setelah adapenambahan serat terjadi peningkatankekuatan tariknya, hal ini dikarenakansemakin banyaknya serat (fiber)berpengaruh pada tegangan tarik padasaat pengujian. . Dari hasil yangdidapatkan kekuatan pembuatanlubang dibor lebih baik dibandingkandengan pembuatan lubang yangdicetak. Hal ini disebabkan karenapada saat pembuatan lubangsempurna dan serat di daerah lubangmerata biarpun terjadi miskin seratsaat proses pengeboran lubang.

b. modulus elastisitas specimenkomposit

Modulus elastisitas menunjukkankekakuan (stiffness) atau ketahananterhadap deformasi elastis. Semakinbesar modulus elastisitas maka bahansemakin kaku. Hasil nilai tertinggimodulus elastisitas terdapat padaspesimen lubang bor serat diperbesar5% yaitu 354,500 Mpa dan nilaiterendah pada spesimen lubangdicetak yaitu 205,120 Mpa. Hal inidisebabkan karena regangan yangdihasilkan oleh spesimen lubang diborlebih kecil dari pada regangan yang


14/17

1

2

3

dihasilkan pada specimen lubangdicetak

Foto makro spesimen

Setelah dilakukan pengujiantarik dilanjutkan foto makro yangberupa hasil patahan komposit denganpembesaran 50 kali diperoleh hasilfoto makro dengan variasi lubangdicetak, cetak diperbesar 5% danlubang dibor, bor diperbesar 5%.

Berikut hasil foto makropatahan sambungan komposit :

Gambar 4.7. Foto Makro PatahanPerbesaran 50 Kali Pada SpesimenKomposit Uji Tarik Lubang Dibor

Gambar 4.8. Foto Makro Patahan

Perbesaran 50 Kali Pada SpesimenKomposit Uji Tarik Lubang Dicetak

Gambar 4.9. Foto Makro PatahanPerbesaran 50 Kali Pada SpesimenKomposit Uji tarik Lubang borpenambahan serat 5% pada daerahlubang

Gambar 4.10. Foto Makro PatahanPerbesaran 50 Kali Pada SpesimenKomposit Uji tarik Lubang cetakpenambahan serat 5% pada daerahlubang

Keterangan Penomeran:

1. Resin Polyester2. Pull-out fiber3. Void ( Lubang Udara )

1

2

3

1

2

3

1

2

3


15/17

Pembahasan foto makro

Gambar 4.7. Sambunganlubang dibor pengikatan proses antaraserat dengan resin (bonding) pada

daerah lubang cukup sempurna danterlihat adanya void sedikit denganukuran kecil sehingga kekuatantariknya tinggi.

Gambar 4.8. Pada sambunganlubang dicetak. adanya void lumayanbanyak dengan ukuran sedikit danterjadi pull-out fiber di daerah lubangini berarti distribusi sehingga kekuatantariknya tinggi.

Gambar 4.9. Pada daerahsambungan lubang bor penambahanserat 5% proses pengikatan antaraserat dengan resin merata, danterdapat void sedikit dengan ukuranyang sangat kecil pada sambungankomposit, dengan adanyapenambahan serat 5% maka kekuatantariknya akan meningkat lebih tinggi.

Gambar 5.0. Sambungan padalubang cetak penambahan serat 5%terdapat void (lubang udara) sedikitdengan ukuran kecil di daerah lubangdan adanya penambahan serat makaproses pengikatan antara resindengan serat merata sehingga akanmengakibatkan kekuatan tarik lebihtinggi.

Kesimpulan

Dari hasil analisa, pengujiankomposit dan pembahasan data yangdiperoleh, maka dapat ditarikkesimpulan yaitu:

1. Pada pengujian tarik spesimenkomposit dengan lubang dibormempunyai kekuatan tarik tertinggisebesar 4,911 N/mm, borpenambahan serat 5% 4,990N/mm, dicetak yaitu 4,174 N/mm,

dan cetak penambahan serat 5%adalah 4,602 N/mm.

2. Kekuatan tarik pembuatan lubangdibor lebih baik dibandingkandengan pembuatan lubang dicetak.Meskipun pada saat pembuatanlubang terjadi miskin serat.

3. Pada sambungan lubang diborsetelah diberikan penambahanserat 5% kekuatan tariknya terjadipeningkatan, begitu pula padasambungan lubang dicetakpenambahan serat 5% terjadikenaikan kekuatan tariknya, hal inidikarenakan semakin banyaknyaserat (fiber) berpengaruh padategangan tarik pada saat pengujian.

Saran

Dari hasil pengujian yang telahdibahas dengan berbagaikekurangnnya maka saran untukpenelitian selanjutnya adalah :

1. Pada proses pengadukan resin danhardener harus homogen agarmengurangi terjadinya void yangbanyak.

2. Menentukan fraksi volume yangtepat akan berpengaruh terhadapkekuatan komposit.

3. Menentukkan komposisi resin danhardener yang tepat karena akanmempengaruhi keras dan tidaknyakomposit yang dibuat.

4. Pada foto makro patahan,

penggunaan kamera harus benardan jelas agar struktur patahandapat terlihat dan dianalisa.


16/17

DAFTAR PUSTAKA

ASTM. D 5961, 2012. Standard Test Methon for Bearing Response of Polymer

Matrix Composite Laminates, American Society for Testing andMaterials.

Callister, W.D. 2007. Materials Science And Enginering, Jhon Welley & Sons, Inc,7nd edition New York.

Diharjo Kuncoro, 2006. Kajian Pengaruh Teknik Pembuatan Lubang Terhadap

Kekuatan Tarik Komposit Hibrid Serat Gelas dan Serat Karung Plastik,Universitas Negeri Sebelas Maret Surakarta.

George Yu Ping Yang. Ritter David, W. Speth, R. 2011. Finite Element Analysesof Compositen to SteelAdhesive Joints, Welding Institute Columbus,Ohio.

Ghanbari Esmeil, Sayman Onur, Ozen Mustafa, Arman Yusuf, 2012. Failure Load ofComposite Single-Lap Bolting Joint Under Traction Force and BendingMoment, Dokuz Eylul Univerity, Izmir, Turkey.

Gibson, R, F., 1994Priciple of composite material mechanics, McGraw-Hill, Inc, NewYork.

Kartini, R., 2002, Pembuatan Dan Karakterisasi Komposit Polimer Berpenguat SeratAlam, Tugas Akhir S-1, Institut Pertanian Bogor, Bogor.

Lokantara, I, P., 2010, Pengaruh Panjang Serat Pada Temperatur Uji Yang BerbedaTerhadap Kekuatan Tarik Komposit Polyester Serat Tapis Kelapa,Jurnal Ilmiah Teknik Mesin, Universitas Udayana, Bali.

Putro Sugiyanto, 2013. Pengaruh Kekuatan Sambungan Komposit Serat NanasTerhadap Kekuatan Tarik Dan Geser Dengan Adhesive Epoksi,Jurusan Teknik MesinFakultas Teknik, Universitas Surakarta.

Ribot, N.M.H., Ahmad, Z., Mustaffa, N.K. 2011. Mechanical Propertise of KenafFiber Composite Using CO-CURED IN-LINE Fiber Joint, Selangor,Malaysia.

R. M. Jones., 1975, Mechanics of Composite Materials, McGraw-Hill Kogakusha,LTD, Wasingthon D.C

Smith L.J Hart, 1986. Adhesively Bonded Joints For Fibrous Composite Structures,Imperial Colellege, London.

Venkateswarlu, S. Rajasekhar, K. 2013. Modelling and Analysis of Hybrid Composite

Joint Using Fem in Ansys, Srikalahasthi.


17/17

Wibowo Rendy Dwi, 2014. Sifat Fisis dan Mekanis Akibat Perubahan Temperatur

Pada Komposit Polyester Serat Batang Pisang Yang Di-Treatment

Menggunakan KMnO4, Skripsi. Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Surakarta, Surakarta.

batang pisan

Documents