studi pengaruh orientasi arah serat dan fraksi volum serat terhadap kekuatan tarik komposit...
DESCRIPTION
Jurnal Online Universitas Negeri Surabaya, author : IMAFUL HANSATRANSCRIPT
Studi Pengaruh Orientasi Arah Serat Dan Fraksi Volum Serat
STUDI PENGARUH ORIENTASI ARAH SERAT DAN FRAKSI VOLUM SERAT
TERHADAP KEKUATAN TARIK KOMPOSIT BERPENGUAT FIBERGLASS DENGAN
MATRIK EPOXY
Imaful HansaS1 Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Surabaya
e-mail: imamulhamzah @gmail.com
Agung Prijo BudionoJurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Surabaya
e-mail: [email protected]
ABSTRAKTujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik bahan komposit berpenguat serat fiberglass dengan
matriks epoxy resin. Penelitian ini terbagi dalam beberapa tahapan. Tahap pertama pembuatan model komposit, setelah itu dibuatlah komposit dengan fraksi volum 10%, 20%, 30%, 40%, 50% dengan arah serat 0º,45 º, 90 º. Pembuatan spesimen dengan metode hand lay-up. Tahap kedua yaitu pengujian material komposit. Pengujian yang dilakukan yaitu uji tarik. Uji tarik dilakukan menggunakan standar ASTM D 638M-84 M-1. Tahap ketiga yaitu hasil analisa data dan pembahasan.
Berdasarkan hasil penelitian didapatkan kekuatan tarik (tensile strength) terbesar pada fraksi volum 10% arah serat 0º (arah membujur) dengan nilai 7,96 kgf/mm2. Sedangkan semakin besar fraksi volum komposit terlihat kecenderungan semakin menurun. Ini dapat diperlihatkan dengan hasil terkecil didapatkan pada fraksi volum 50% arah serat 90º sebesar 6,38kgf/mm2. Dari hasil yang didapatkan bisa disimpulkan bahwa pengaruh fraksi volum dan arah penataan serat menunjukkan tren berbanding terbalik terhadap penambahan fraksi volum dan perubahan arah serat.Kata kunci : fiberglass, epoxy resin, fraksi volum, arah serat
ABSTRACTThe purpose of this study was to investigate the characteristics of fiberglass fiber Composite material with epoxy
resin matrix. This study is divided into several stages. The first stage of modeling composite, after it was made composite with volume fraction of 10%, 20%, 30%, 40%, 50% with the fiber direction of 0 º, 45 º, 90 º. Preparation of specimens with hand lay-up method. The second phase of testing of composite materials. Tests were carried out, namely tensile test. Tensile test was performed using standard ASTM D 638M-84 M-1. The third stage is the data analysis and discussion.
Based on the results, the tensile strength the largest volume fraction of 10% 0 º fiber direction (longitudinal direction) with a value of 7.96 kgf/mm2. Meanwhile, the greater the volume fraction of the composite looks deteriorated. This can be demonstrated by the results obtained at least 50% volume fraction of fiber direction 90 º of 6.38 kgf/mm2. From the results obtained it can be concluded that the effect of volume fraction and showed a trend toward fiber arrangement is inversely proportional to the volume fraction additions and changes to the fiber direction.Keywords: fiberglass, epoxy resins, volume fraction, fiber direction
PENDAHULUAN
Komposit didefinisikan
sebagai suatu material yang terdiri
dari dua komponen atau lebih
yang memiliki sifat atau struktur
yang berbeda yang dicampur
secara fisik menjadi satu
membentuk ikatan mekanik yang
dengan struktur homogeny secara
makroskopik dan heterogen secara
mikroskopik. Material campuran
tersebut akan menghasilkan
material yang baru dan memiliki
sifat unggul dari material
pembentuknya (Sulistijono,
2012). Kelebihan material
komposit dibandingkan dengan
113
JTM. Volume 02 Nomor 03 Tahun 2014, 113 - 121
logam adalah ketahanan terhadap
korosi atau pengaruh lingkungan
bebas dan untuk memilki
kekuatan dan kekakuan yang lebih
baik. Oleh karena itu penelitian
berkelanjutan berbanding lurus
dengan perkembangan teknologi
bahan tersebut khususnya
komposit.
Ada beberapa faktor yang
menentukan dalam kekuatan
material pada orientasi serat acak
diantaranya panjang serat, arah
serat dan fraksi volum dari
material itu sendiri. Untuk
mengatasi kurangnya kekuatan
dan kekakuan dalam arah diluar
sumbu ini, struktur – struktur
berlapis harus dibuat dengan
berbagai arah lapisan 0º, dengan
menamai lapisan dalam arah
membujur sebagai lapisan 0º,
maka struktur ini ditunjukkan
sebagai: 0º, 90º, +45º, -45º
(Robert L. Mott, 2004)
Sesungguhnya orientasi serat acak ini sudah
dibuat oleh pabrik dan diperjual belikan secara bebas.
Namun kenyataannya apakah panjang serat yang telah
dibuat oleh pabrik sudah memberikan kekuatan
maksimal. Selain itu apakah ada pengaruh sifat
mekanis pada arah serat (0º, 90º, 45º) dan fraksi volum.
Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut
mengetahui pengaruh fraksi volum serat fiberglass
terhadap kekuatan tarik komposit dan Mengetahui
pengaruh pola penataan serat fiberglass terhadap
kekuatan tarik komposit.
Manfaat penelitian ini adalah sebagai berikut
dengan adanya penelitian ini bisa dijadikan acuan
dalam hal pemilihan material komposit, sebagai
referensi dalam hal proses manufaktur fiberglass yang
ada di industri, penelitian ini juga diharapkan sebagai
pemahaman dalam dunia pendidikan terhadap ilmu
komposit dan penelitian ini merupakan titik awal
untuk melakukan eksplorasi pencarian material baru
pengganti logam.
METODE
Rancangan Penelitian
Gambar 1. Rancangan Penelitian
Desain spesimen benda uji
Cetakan spesimen terbuat dari kaca sebagai alas dan
akrilik sebagai pembentuk rongga. Desain spesimen
yang akan digunakan atau dibuat disesuaikan dengan
standart pengujian material komposit ASTM D 638M -
84 M-1 Test Method For Tensile Properties of Plastics.
. Untuk Lo dalam penelitian ini dibuat lebih panjang
untuk dijadikan pegangan di holder ketika akan
dilakuka uji tarik pada mesin.
114
Studi Pengaruh Orientasi Arah Serat Dan Fraksi Volum Serat
Gambar 2 Desain Spesimen sesuai ASTM D
638M
Gambar 3 Desain Spesimen sesuai ASTM D
638M yang akan dibuat
Tabel 1. ukuran cetakan ASTM D 638M – 84 M-
I, T = 5mm
Matriks
Matriks merupakan bahan perekat atau yang
biasa disebut dengan resin yang berfungsi untuk
merekatkan serat gelas. Matriks yang akan digunakan
adalah matriks jenis epoksi.
Bahan pembantu
Bahan pembantu digunakan untuk membantu
proses pembuatan benda uji. Bahan yang dimaksut
adalah PVA, mirror glass wax, katalis dan lain
sebagainya.
Kombinasi
Kombinasi yang dilakukan dalam penelitian kali
ini adalah variasi fraksi volum dan variasi panjang
serat. Kombinasi ini memberikan peranan yang sangat
penting, karena unsur – unsur penyusun komposit baik
matriks maupun penguatnya memiliki pengaruh yang
besar terhadap sifat mekanik komposit yang dihasilkan.
Banyak sedikitnya katalis yang ditambahkan atau
dicampurkan pada resin akan berdampak pada
kekerasan komposit yang dihasilkan. Semakin banyak
katalis yang dicampurkan pada resin maka semakin
cepat proses pengeringan pada komposit. Apabila
proses pengadukan pengadukan yang tidak merata
dikawatirkan timbul void yang berebihan. Void ini
tidak bisa dihindari dalam proses produksi komposit.
Untuk itu diperlukan penentuan komposisi yang tepat
guna memperkecil void.
Beberapa referensi penelitian memberikan
penjelasan tentang komposisi antara resin dengan
katalis. Diantaranya yang pernah dilakukan richy
(2009). Adapun diperoleh komposisi antara resin
dengan katalis dengan perbandingan 15,15 gram resin
ditambahkan katalis sebanyak 5 tetes pipet.
Komposisi unsur –unsur penyusun komposit
epoksi – penguat (serat) ditentukan dengan
menggunakan fraksi volum. Sehingga sebelum
pembuatan komposit dilakukan desain komposisi
antara epoksi dan penguat (serat). Dalam penelitian ini
dibuat komposisi epoksi – penguat (serat ) dengan
komposisi yang ada di dalam tabel berikut ini.
Tabel 2. komposisi komposit uji tarik
Penimbangan
Penimbangan dilakukan untuk memastikan
bahwa benda uji sesui dengan standart yang telah
ditentukan.
Persiapan alat dan bahan
115
JTM. Volume 02 Nomor 03 Tahun 2014, 113 - 121
Beberapa peralatan yang digunakan pada
penelitian ini sebagai berikut:
Timbangan digital merek camry
Gelas ukur
Gelas dan sendok pengaduk
Alat bantu lain: alat yang digunakan meliputi
cutter,gunting, kuas, pisau, spidol, penggaris,
gergaji, kaca, akrilik, puas dan lain-lain.
Cetakan spesimen: cetakan ini terbuat dari kaca
sebagai alasnya dan akrilik sebagai pembentuk
rongga.
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
Serat gelas
Serat gelas yang digunakan berjenis E-Glass
dengan bentuk chopped strand mat (CSM). Bentuk
CSM dibuat dengan cara memotong serat gelas yang
masih berbentuk roving atau serat panjang
menggunakan gunting hingga ukuran panjang serat
sesuai dengan yang diinginkan.
Resin jenis epoksi
Sebagai matriks pada penelitian kali ini
digunakan resin jenis epoksi yakni Epoxy Resin
dengan tipe Bisphenol A-epichlorohydin dicampurkan
dengan Epoxy Hardener dengan tipe Polyaminoamide
Katalis
Katalis yang digunakan memiliki senyawa
MEKPO yaitu senyawa Metyl Etyl Keton Peroksida.
Pembuatan spesimen
Langkah – langkah pembuatan sampel komposit
degan metode hand lay-up. Adapun langkah-
langkahnya sebagai berikut:
Menyiapkan alas cetakan dari kaca dan penutup
Alas cetakan yang telah disiapkan diberi pembatas
sesuai dengan luasan yang telah ditentukan
Gambar 4. alas dan cetakan komposit
Alas cetak dan penutup dibersihkan dari kotoran
Selanjutnya seluruh luasan alas cetak dan
penutup diolesi dengan PVA, setelah 5 menit
diolesi mirror wax glaze. Hal ini berguna untuk
agar benda tidak lengket dengan cetakan
Setelah dilakukan pengolesan dengan mirror
wax glaze maka komposit sudah bisa
dilakukan pencetakan. Tunggu hingga, proses
pengeringan membutuhkan waktu sekitar ½
hari.
Pengujian
Spesimen komposit yang siap uji
kemudian diuji dengan uji tarik untuk
memperoleh karakter yang ada yang ada pada
komposit tersebut. Pengujian tarik dilakukan
untuk mengetahui kakuatan tarik (tensile
strength), kekuatan luluh (yield strength),
perpanjangan (Elongation) dari material
komposit. Pengujian dilakukan dengan
menggunakan mesin Yu Feng tipe WE – 600B,
testing range 0-600 KN. Bahan komposit dibuat
sampel dengan bentuk dan ukuran mengacu pada
standar uji ASTM D 638M.
Langkah – langkah uji tarik pada bahan
komposit adalh sebagai berikut:
Sampel uji dipasang pada mesin uji tarik.
Dijepit dengan pencekam pada ujung-ujungnya.
Ditarik kearah memanjang secara perlahan.
Selama penarikan setiap saat tercatat dengan
grafik yang tersedia pada mesin sampai sampel
putus.
116
Studi Pengaruh Orientasi Arah Serat Dan Fraksi Volum Serat
Amati dan catat gaya pada saat titik luluhnya
dan titik ultimatenya juga pertambahan panjang
dari sampel uji setelah putus.
Hasil uji tarik berupa grafik beban yang
diberikan terhadap pertambahan panjang
komposit.
Grafik tersebut diubah menjadi grafik stress –
strain.
Bila pada grafik stress – strain perubah daerah
elastis kedaerah plastis tidak dapat diamati
dengan jelas, maka untuk titik yield strength
pada kurva ditentukan dengan metode offset.
Dari grafik stress – strain akan diperoleh
data kekuatan luluh komposit yang selanjutnya
digunakan untuk menghitung modulus elastisitas.
Adapun modulus elastisitas berbanding lulus
dengan beban yang diberikan dan berbanding
terbalik terhadap elongasi yang terjadi pada bahan
komposit.
Analisis.
Menentukan persamaan hubungan
tegangan-regangan hasil penelitian serta modulus
elastisitas dengan perubahan panjang serat dan
fraksi volume. Hubungan tegangan-regangan serta
modulus elastisitas dapat disajikan dengan
persamaan berikut (Robert L. Mott):
suc = suƒ Vƒ + σ’m Vm ( kekuatan tarik/
persamaan 1 )
dimana :
suƒ = kekuatan tarik serat
ϵuƒ = regangan dalam serat yang berkaitan
dengan kekuatan tariknya
σ’m = tegangan dalam matrik pada regangan yang
sama dengan ϵuf
Pada suatu tingkat tegangan tertentu, hubungan
antara tegangan keseluruhan dalam komposit,
tegangan dalam serat, dan tegangan dalam matrik
mengikuti pola yang sama:
σc = σƒ Vƒ + σm Vm ---------( tegangan dalam
komposit/ persamaan 2)
Kedua sisi persamaan di atas dapat dibagi dengan
regangan di mana tegangan tersebut terjadi.
Karena untuk masing – masing bahan, modulus
elastisitas untuk komposit dapat ditunjukkan
sebagai:
Ec = Eƒ . Vƒ + Em . Vm -------( modulus
elastisitas/ persamaan 3 )
Rapat massa dari suatu komposit dapat dihitung
dengan cara yang sama:
ρc = ρƒ . Vƒ + ρm . Vm ---------( rapat massa
komposit/ persamaan 4 )
Rapat massa ditetapkan sebagai massa
persatuan volum. Sifat yang berkaitan, berat jenis,
ditetapkan sebagai berat persatuan volum dan
dinyatakan dengan simbol γ (huruf yunani
gamma). Hubungan antara rapat massa daan berat
jenis adalah γ = ρg, di mana g adalah percepatan
karena gravitasi. Dengan mengalikan tiap – tiap
suku dalam persamaan (ρc = ρƒ . Vƒ + ρm . Vm )
dengan g, dihasilkan rumus untuk berat jenis
komposit:
γc = γƒ.Vƒ + γm . Vm ------- ( berat jenis
komposit/ persamaan 5 ). (Robert L.Mott, 2004)
TEKNIK ANALISA DATA
Material komposit akan diuji pada mesin uji
tarik digital UTM (Universal Testing Machine) tipe
MT-502. Dari hasil pengujian ini data langsung bisa
diolah dan didapatkan hasilnya. Hal ini dikarenakan
data yang dikeluarkan mesin langsung berupa grafik
sehingga data yang didapatkan lebih akurat daripada
perhitungan manual.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Penelitian
117
JTM. Volume 02 Nomor 03 Tahun 2014, 113 - 121
Hasil pembuatan sampel material komposit
menggunakan matrik jenis epoxy, dengan setiap fariasi
dibuat 3 buah. Fraksi volum pada masing-masing
komposit dibuat berbeda. Adapun variasi fraksi volum
penguat yakni 10%, 20%, 30%, 40% dan 50%. Untuk
mendapatkan hasil penelitian yang akurat digunakan 2
metode untuk mendapatkan tensile strength yang
maksimal. Pendekatan metode tersebut adalah secara
teoritis dan empiris.
Metode empirik dilakukan dengan
menggunakan mesin uji tarik UTM (Universal Testing
Machine) dijital, kemudian diperoleh data yang
selanjutnya diolah untuk mendapatkan data kekuatan
tarik dan modulus elastisitas/ pertambahan panjang.
Prinsip kerja mesin ini adalah dengan cara meletakkan
spesimen (benda uji) pada pencekam mesin, setelah
spesimen terpasang dengan baik, selanjutnya
menginputkan data pada komputer, ketika semua
proses pengisian selesai maka dilakukan pengujian
tarik selang beberapa detik keluar data hasil pengujian.
Mengenai hasil pada masing – masing metode akan
dijabarkan pada point di bawah ini.
Gambar 5 spesimen komposit (fraksi 10%, arah
serat 45º)
Gambar 6. Mesin uji tarik UTM (Universal Testing
Machine)
Kekuatan tarik
Kekuatan tarik merupakan puncak dari kurva
tegangan – regangan, pada poin inilah selama
pengujian, tegangan tertinggi yang nyata pada batang
uji dari suatu bahan akan terukur. Tegangan nyata
dihitung dengan membagi beban dengan luas
penampang lintang spesimen. Hal ini dinyatakan
dengan tegangan maksimal sebelum putus yaitu
ultimate tensile strength (UTS). Dalam penelitian ini
diperoleh data kekuatan tarik yang berkisar antara 8
kgf/mm2 – 6,35kgf/mm2.
Kekuatan tarik arah serat 0º
Berikut ini akan dijabarkan hasil perhitungan secara
teoritis maupun hasil empiris kekuatan tarik dari
material komposit. Pengolahan data empiris didapatkan
fraksi volum penguat 10% diperoleh komposit dengan
kekuatan tarik tertinggi yaitu 7,96 kgf/mm2.
Sedangkan kekuatan tarik terendah 6,92 kgf/mm2. Di
bawah ini merupakan data perhitungan kekuatan tarik
baik secara teoritis maupun empiris.
Tabel 3 tensile strength arah serat 0º
Gambar 7. Grafik kekuatan tarik arah serat 0º
Dari grafik di atas bisa diketahui bahwa terjadi tren
yang sama baik menggunakan metode teoritis maupun
empiris, yakni sama - sama mengalami tren yang
menurun (berbanding terbalik). Namun yang
membedakan disini adalah hasil yang diperoleh. Untuk
nilai tertinggi pada data teoritis arah serat yang sama
didapatkan hasil 17,1 kgf/mm2, sedangkan pada data
empiris didapatkan nilai 7,96 kgf/mm2. Hasil tersebut
118
Studi Pengaruh Orientasi Arah Serat Dan Fraksi Volum Serat
sama – sama didapatkan pada fraksi volum 10%.
Sedangkan untuk nilai terendah di sebesar 6,92
kgf/mm2 diperoleh pada fraksi volum 50%.
Kekuatan tarik arah serat 45º
Tidak jauh berbeda dengan perhitungan sebelumnya,
bahwa hasil perhitungan secara teoritis (terlampir
dalam lampiran) dan hasil perhitunganya
dikelompokkan kedalam Tabel 4.
Pada metode empiris fraksi volum penguat 10%
diperoleh komposit dengan kekuatan tarik tertinggi
yaitu 7,54 kgf/mm2. Sedangkan kekuatan tarik
komposit terendah pada fraksi volum penguat 50%
sebesar 6,76 kgf/mm2. Hasil metode empirik bisa
dilihat pada tabel di bawah ini.
Tabel 4 tensile strength arah serat 45º
Gambar 8. Grafik kekuatan tarik arah serat 45º
Tidak jauh berbeda dengan hasil yang diperoleh pada
arah serat sebelumnya baik menggunakan metode
teoritis maupun dengan menggunakan metode
empiris, semuanya di dapatkan tren yang sama yakni
menurun. Untuk hasil tertinggi pada arah serat 45º
diperoleh nilai 7,54 kgf/mm2 yang terdapat pada
fraksi volum 10%. Sedangkan nilai terendah
diperoleh pada fraksi volum 50% sebesar 6,76
kgf/mm2.
Kekuatan tarik arah serat 90º
Berikut ini akan dijabarkan perhitungan secara
teoritis kekuatan mekanis dari material komposit
(terlampir dalam lampiran). Sedangkan dari
pengolahan data empiris didapatkan bahwa pada
fraksi volum penguat 10% diperoleh komposit
dengan kekuatan tarik tertinggi yaitu 6,94 kgf/mm2.
Kekuatan tarik terendah 6,38 kgf/mm2. Untuk
pencapaian data yang lainya dapat dilihat pada grafik
di bawah ini.
Tabel 5 tensile strength arah serat 90º
Gambar 9. Grafik kekuatan tarik arah serat 90º
Hasil grafik di atas tidak seperti pada kondisi
perhitungan kekuatan tarik dengan metode teoritis yang
didapatkan hasil yang sama pada arah serat 0º.
Meskipun didapatkan tren yang sama dengan arah
serat 0º ( sama – sama terjadi tren menurun). Namun
hasil pada arah serat 90º ini memilik nilai yang berbeda
yakni 6,94 kgf/mm2 merupakan nilai terbesar yang
didapatkan pada fraksi volum 10%. Sedangkan nilai
119
JTM. Volume 02 Nomor 03 Tahun 2014, 113 - 121
terendah sebesar 6,38 kgf/mm2 didapatkan pada fraksi
volum 50%.
Pembahasan
Berdasarkan analisa yang telah dilakukan pada
saat penelitian, dimana sifat-sifat mekanik dari material
fiberglass dengan matriks epoxy telah dihitung dan
dipetakan ke dalam grafik. Pengujian tarik sudah
dilakukan, sehingga menghasilkan beberapa harga
yield strength, tensile strength serta modulus elastisitas
berdasarkan fraksi volum fiber.
Berdasarkan grafik hasil pengujian dapat
diuraikan hal-hal yang menyangkut sifat mekanik pada
material komposit. Kecenderungan semakin besarnya
kekuatan tarik terletak pada penataan serat yang searah
dengan arah beban yang diberikan. Hal ini dapat
diperlihatkan dengan tensile strength terbesar terjadi
pada fraksi volum 10% pada arah serat 0º (arah
membujur) dengan 7,96 kgf/mm2. Sedangkan semakin
besarnya fraksi volum komposit terlihat kecenderungan
semakin menurun (berbanding terbalik) dengan
bertambahnya fraksi volum dan perubahan arah serat.
Ini dapat diperlihatkan dengan hasil terkecil didapatkan
pada fraksi volum 50% arah serat 90º sebesar 6,38
kgf/mm2.
Fraksi beban yang disangga oleh fiberglass
menjadi semakin besar ketika rasio modulus elastisitas
fiberglass terhadap matriks makin besar dan ketika
fraksi volum fiber besar. Sehingga jika diinginkan fiber
komposit harus sebesar mungkin menyangga baban
komposit, maka komposit harus dibuat dengan fraksi
fiber yang besar. Namun, kenyataanya dalam aplikasi
nyata, hanya 91% fraksi volum fiber bisa dibuat
menjadi komposit, bila komposit dibuat dengan fraksi
volum fiber lebih dari 80% maka akan ada fiber yang
tidak terikat oleh matriks, karena matriks tidak cukup
untuk bisa membasahi dan mengikat semua matriks,
akibatnya akan terjadi rongga – rongga dalam komposit
yang tidak terisi oleh matriks.
Sedangkan untuk nilai keuletan komposit sesuai
dengan pengujian empirik, didapatkan hasil yang
menunjukkan bahwa komposit bermatrik epoxy
dengan penguat fiberglass dapat disimpulkan sebagai
material ulet ( ductile ). Hal ini selaras dengan
teori suatu bahan dianggap ulet jika persen
pemanjangannya lebih besar dari 5% (nilai yang lebih
rendah menunjukkan kegetasan). Untuk alasan praktis,
disarankan menggunakan bahan dengan nilai 12% atau
lebih tinggi untuk komponen – komponen mesin yang
akan dikenai beban berulang, kejut atau impak.
PENUTUP
Simpulan
Berdasarkan serangkaian kegiatan yang telah
peneliti lakukan, serta mengacu pada hasil penelitian
dan pembahasan, maka dapat disimpulkan bahwa:
Karakteristik atau sifat mekanik dari material
komposit dengan menggunakan matriks epoxy resin
didapatkan hasil sebagai berikut:
Kakuatan tarik terbesar untuk arah serat 0º
diperoleh 7,96 kgf/mm2 pada komposisi fraksi
volum 10%.
Kakuatan tarik terbesar untuk arah serat 45º
diperoleh 7,54 kgf/mm2 pada komposisi fraksi
volum 10%.
Kakuatan tarik terbesar untuk arah serat 90º
diperoleh 6,94 kgf/mm2 pada komposisi fraksi
volum 10%.
Yield strength pada semua arah serat berada pada
range 369,05 kgf – 415,60 kgf.
Dengan semakin besar fraksi volum atau besarnya
volume serat fiberglass maka kekuatan tariknya akan
semakin kecil. Hal ini karena mariks tidak cukup
bisa untuk membasahi dan mengikat semua matriks,
akibatnya terjadi rongga – rongga dalam komposit
yang tidak terisi oleh matriks.
Saran
120
Studi Pengaruh Orientasi Arah Serat Dan Fraksi Volum Serat
Berdasarkan hasil penelitian dan simpulan serta
kondisi nyata di lapangan, mengenai penggunaan resin
epoxy dapat peneliti berikan saran sebagai berikut:
Sebaiknya resin jenis epoxy ini dipakai untuk
mengerjakan komposit yang berbahan dasar carbon
fiber, hal ini untuk meningkatkan nilai kekuatan tarik
dari komposit.
Penelitian mengenai penggunaan macam-macam
resin beserta bahan pengisinya (filler) adalah sangat
penting untuk mengetahui karakteristik bahan
tersebut. Disamping itu pada bidang industri analisa
kekuatan material komposit dapat diaplikasikan
didalam pembuatan kapal, bodi mobil, senapan
angin, rompi anti peluru, komponen pesawat terbang
dan lain sebagainya.
Hasil dari penelitian ini bisa dipakai sebagai
referensi dalam pembuatan bodi kit mobil. Bahan
yang dipakai untuk bodi kit mobil adalah dari ABS
yang memiliki kekuatan tarik 4,18 kgf/mm2 (data
terlampir), sedangkan material komposit memiliki
kekuatan tarik 7,96 kgf/mm2. Hal ini menunjukkan
bahwa material komposit lebih bagus dari pada
material ABS. Dalam proses pembuatannya cukup
menggunakan fraksi volum 50% arah serat 0º,
meskipun memiliki nilai yang cukup rendah. Hal
tersebut ditinjau dari nilai ekonomisnya, karena bodi
kit mobil tidak membutuhkan kekuatan yang besar
untuk memperkokoh mobil, sedangkan fungsi dari
bodi kit hanya sebagai penambah nilai estetika
mobil.
DAFTAR PUSTAKA
ASTM., Standard test method for tensile properties of plastic (1984).,America Society For Testing Materials., USA, 1994.
Robert L. Mott, P.E. 2004. Elemen – Elemen Mesin Dalam Perancangan Mekanis. Yogyakarta: Andi Publiser.
Sulistijono. 2012. Mekanika Material Komposit. Surabaya: ITSPress.
121