DIAJUKAN KEPADA UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH …eprints.umm.ac.id/40300/1/PENDAHULUAN.pdfdengan...
Transcript of DIAJUKAN KEPADA UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH …eprints.umm.ac.id/40300/1/PENDAHULUAN.pdfdengan...
PENGARUH KOMPOSISI FIBER
TERHADAP SIFAT MEKANIK KOMPOSIT SERAT PELEPAH SALAK
(SALACCA ZALACCA)
TUGAS AKHIR
DIAJUKAN KEPADA
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
SEBAGAI SYARAT UNTUK MEMPEROLEH GELAR
SARJANA TEKNIK MESIN STRATA SATU (S1)
DISUSUN OLEH :
ANANDA WIDYA PURNAMA
NIM : 201310120311080
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2018
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
PENGARUH KENAIKAN FIBER CONTENT TERHADAP SIFAT
MEKANIK KOMPOSIT SERAT PELEPAH SALAK (SALACCA
ZALACCA)
Diajukan kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Sebagai Salah Satu Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
DisusunOleh :
Nama : Ananda Widya Purnama
NIM : 201310120311080
Telah diperiksa, disetujui dan disahkan oleh :
Dosen Pembimbing I Dosen embimbing II
((Dr. Nur Subeki ST. MT)
108.9910.356
(Ir. Daryono, MT)
108.8909.0124
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Mesin
(Ir. Daryono, MT)
108.8909.0124
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur senantiasa penulisp anjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang
telah melimpahkan karunia-Nya sejak awal pelaksanaan tugas akhir hingga akhir penulisan
naskah tugas akhir yang merupakan syarat mutlak bagi setiap mahasiswa Jurusan Teknik
Mesin yang akan menyelesaikan program sarjana pada Universitas Muhammadiyah
Malang.
Judul yang diambil oleh penulis dalam penyusunan naskah tugas akhir yaitu
“Pengaruh Kenaikan Fiber Content Terhadap Sifat Mekanik Komposit Serat Pelepah Salak
(Salacca Zalacca)”, merupakan sebuah judul yang di ambil dari topik analisa material
dengan batasannya bahan material yang diberi perlakuan uji tarik dan impak guna
mengetahui sifat mekanisnya. Dengan adanya judul tersebut penulis dapat menghubungkan
teori-teori yang didapatkan di perkuliahan dengan kondisi yang ada dilapangan.
Rintangan serta hambatan tidak sedikit penulis alami dalam menyusun naskah tugas
akhir ini, namun berkat bantuan dan bimbingan serta dorongan dari berbagai pihak, akhirnya
naskah tugas akhir ini dapat diselesaikan. Maka dengan rendah hati tidak lupa penulis
mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada ;
1. Orang tua, serta seluruh keluarga besar penulis yang telah memberikan do’a serta
dukungan baik secara materi maupun moral.
2. Dr. Nur Subeki, ST. MT., selaku Dosen Pembimbing I yang ), yang telah
membimbing, memberikan informasi, dan ilmu pengetahuan yang sangat berguna
bagi penulis dan juga telah banyak memberikan pengarahan dalam pelaksanaan
penelitian tugas akhir ini.
3. Ir. Daryono, MT., selaku Dosen Pembimbing II serta Ketua Jurusan Teknik
Mesin Universitas Muhammadiyah Malang.
4. Rekan-rekan Program Studi Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang
yang bersama dalam satu topik penelitian, yaitu Azwino Wanda W.K. yang
sudah banyak mendukung selama kegiatan penelitian dan penyusunan naskah
tugas akhir.
5. Seluruh staff Laboratorium Metalurgi Universitas Muhammadiyah Malang yang
telah banyak membantu dan member masukan selama penelitian ini.
6. Dan semua pihak yang membantu, baik secara langsung maupun tidak langsung
yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Dalam penyusunan laporan ini penulis menyadari bahwa hasil naskah tugas akhir ini
tidak sempurna, dikarenakan keterbatasan kemampuan penulis. Akhirnya penulis berharap
apa yang telah penulis dapatkan selama melaksanakan tugas akhir ini dapat menjadi ilmu
pengetahuan yang bermanfaat.
Malang, 21 Januari 2018
Penulis
DAFTAR ISI
COVER .......................................................................................................................... i
POSTER ......................................................................................................................... ii
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI ............................................................................. iii
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR DOSEN PEMBIMBING I ............................... iv
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR DOSEN PEMBIMBING II ............................. v
LEMBAR PERNYATAAN ........................................................................................... vi
ABSTRAKSI BAHASA INDONESIA ........................................................................... vii
ABSTRAKSI BAHASA INGGRIS ................................................................................. viii
KATA PENGANTAR .................................................................................................... ix
DAFTAR ISI .................................................................................................................. xi
DAFTAR TABEL........................................................................................................... xiv
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN .............................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang ............................................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ....................................................................................... 3
1.3 Tujuan Penelitian ......................................................................................... 3
1.4 Manfaat Penelitian ....................................................................................... 3
1.5 Batasan Masalah .......................................................................................... 3
1.6 Sistematika Penulisan .................................................................................. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................... 5
2.1 Pengertian Komposit ................................................................................... 5
2.1.1 Penggunaan Komposit ....................................................................... 6
2.1.2 Kekurangan dan Kelebihan Komposit ................................................ 6
2.2 Klasifikasi Komposit .................................................................................. 7
2.2.1 Komposit Serat (Fiber Composite) ..................................................... 7
2.2.2Komposit Laminat .............................................................................. 8
2.2.3 Komposit Serpihan ............................................................................. 9
2.2.4 Komposit Partikel .............................................................................. 9
2.2.5 Komposit Sandwich .......................................................................... 10
2.3 Material Penyusun Komposit ...................................................................... 10
2.3.1 Penguat .............................................................................................. 11
2.3.2 Matriks .............................................................................................. 13
2.4 Pembuatan Komposit dengan Metode Hand Lay-Up ................................... 14
2.5 Resin Content dan Fiber Content ............................................................... 15
2.6 Sifat-sifat Mekanik Komposit Polimer ........................................................ 16
BAB III METODOLOGI PENELITIAN..................................................................... 20
3.1 Metode Penelitian ........................................................................................ 20
3.2 Tempat Penelitian ........................................................................................ 20
3.3 Persiapan Bahan dan Alat ........................................................................... 21
3.4 Penentuan Komposisi Spesimen .................................................................. 21
3.5 Pemubatan Spesimen Komposit .................................................................. 23
3.6 Uji Impak .................................................................................................... 24
3.6.1 Persiapan Spesimen Uji ...................................................................... 24
3.6.2 Persiapan alat uji ................................................................................ 24
3.6.3 Pengujian Spesimen ........................................................................... 24
3.7 Uji Tarik ...................................................................................................... 25
3.7.1 Persiapan Spesimen Uji ...................................................................... 25
3.7.2 Persiapan alat uji ................................................................................ 25
3.7.3 Pengujian Spesimen ........................................................................... 25
3.8 Metode Analisa Data ................................................................................... 26
BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN HASIL..............................................27
4.1 Hasil Penelitian ........................................................................................... 27
4.1.1 Hasil Penelitian Uji Impak ................................................................. 27
4.1.2 Hasil Penelitian Uji Tarik .................................................................. 27
4.2 Pembahasan Hasil Uji .................................................................................. 28
4.2.1 Pembahasan Hasil Uji Impak ............................................................. 28
4.2.3 Pembahasan Hasil Uji Tarik ............................................................... 32
4.3 Pola Patahan pada Komposit ........................................................................ 36
4.3.1 Foto MakroPola Patahan Uji Impak.................................................... 36
4.3.2 Foto Makro Pola Patahan Uji Tarik ................................................... 37
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................................... 40
5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 40
5.2 Saran ........................................................................................................... 40
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................................
LAMPIRAN ...................................................................................................................
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1: Sifat-sifat serat alami dan serat buatan ............................................................ 13
Tabel 3.1 Komposisi Resin dan Fiber pada Spesimen Uji Impak ..................................... 22
Tabel 3.1 Komposisi Resin dan Fiber pada Spesimen Uji Tarik........................................ 23
Tabel 4.1: Data hasil pengujian uji impak......................................................................... 28
Tabel 4.2: Tegangan, Regangan, dan Modulus Young masing-masing spesimen ............. 32
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1: Skema Komposit.......................................................................................... 6
Gambar 2.2: Susunan Komposit Serat .............................................................................. 8
Gambar 2.3: Susunan Komposit Serpihan ........................................................................ 9
Gambar 2.4: Bentuk Komposit Partikel ............................................................................ 10
Gambar 2.5: Struktur Sandwich ....................................................................................... 10
Gambar 2.6: Kurva Tegangan Dan Regangan .................................................................. 17
Gambar 2.7: Alat Uji Impak ............................................................................................. 18
Gambar 3.1: Diagram Alir Proses Penelitian ................................................................... 20
Gambar 3.2: Spesimen Uji Tarik ...................................................................................... 23
Gambar 3.4: Spesimen Uji Impak …………………………………………………………24
Gambar 4.1: Kondisi spesimen komposit pada perbandingan 40% resin dan 60% serat
sebelum dan sesudah pengujian impak ............................................................................. 27
Gambar 4.2: Kondisi spesimen komposit pada perbandingan 40% resin dan 60% serat
sebelum dan sesudah pengujian tarik ................................................................................ 28
Gambar 4.3: Grafik Hubungan Energi Terhadap Luas Penampang .................................. 29
Gambar 4.4: Grafik Hubungan Energi Terhadap HI ......................................................... 30
Gambar 4.5: Hubungan Harga Impak dan Variasi Fiber Content .................................... 31
Gambar 4.6: Hubungan Tegangan Tarik dan Variasi Fiber Content .................................. 33
Gambar 4.7: Hubungan Regangan dan Variasi Fiber Content .......................................... 34
Gambar 4.8: Hubungan Modulus Young dan Variasi Fiber Content ................................. 35
Gambar 4.9: foto makro permukaan patahan material komposit 40% Resin 60% Serat ..... 36
Gambar 4.10: foto makro permukaan patahan material komposit 70% Serat 30% Resin ... 36
Gambar 4.11: foto makro permukaan patahan material komposit 80% Serat 20% Resin ... 36
Gambar 4.12: foto makro permukaan patahan material komposit 90% Serat 10% Resin ... 37
Gambar 4.13: foto makro permukaan patahan material komposit 40% Resin 60% Serat ... 37
Gambar 4.14: foto makro permukaan patahan material komposit 70% Serat 30% Resin ... 38
Gambar 4.15: foto makro permukaan patahan material komposit 80% Serat 20% Resin ... 38
Gambar 4.16: foto makro permukaan patahan material komposit 90% Serat 10% Resin ... 38
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Perhitungan Komposisi Komposit Uji Impak ...............................................
Lampiran 2 Hasil Uji Tarik .............................................................................................
Lampiran 3 Hasil Uji Impak .............................................................................................
Lampiran 4 Naskah Presentasi .........................................................................................
Lampiran 5 Naskah Publikasi ...........................................................................................
DAFTAR PUSTAKA
S. Damanto, H. SB. Rochardjo, Jamasri, R. Wwidyorini, “Effects of Steaming and Steam
Explosion on Mechanical Properties of Snake Fruit (Salacca) Fiber”, IJET, vol 9, pp
0975-4024 (2017).
S. Damanto, H. SB. Rochardjo, Jamasri, R. Wwidyorini, “Effects of Alkali and Steaming on
Mechaical properties of Snake Fruit (Salacca) Fiber”, AIP Conf. proc. 1788, 030060-
1-030060-6 (2016).
H. Ku, H. Wang, M. Trada, “A Review on the Tensile Properties of Natural Fiber
Reinforced Polymer Composites”, Artile in Composites Part B Engineering, (2011).
I P. G. Suartama, I N. P. Nugraha, K. R. Dantes, “Pengaruh Fraksi Volume Serat Terhadap
Sifat Mekanis Komposit Matriks Polimer Polyester Diperkuat Serat Pelepah
Gebang”, JJPTM, vol. 5, no. 2, (2016).
J. D. J. Abanat, A. Purnowidodo, Y. S. Irawan, “Pengaruh Fraksi Volume Serat Pelepah
Gebang (Corypha Utan Lamarck) Terhadap Sifat Mekanis Komposit Bermatriks
Epoxy”, JRM, vol. 3, no. 2, 352-361, (2012).
B. P. Naiola, “Fluktuasi Potensial Air Harian Gewang (Corypha Utan Lamarck), Jenis
Tmbuhan Hijau Abadi di Savana NTT”, Berita Biologi, Vol. 8, no. 1, Bidang Botani,
Pusat Penelitian Biologi-LIPI, (2016).
Malkapuram R, Kumar V, Yuvraj SN, “Recent Development in Natural Fibre Reinforced
Polypropylene Composites, J Reinf Plast Compos, 2008; 28:1169-89.
Nurmalita, “Pengaruh Orientasi Serat Sabut Kelapa dengan Resin Polyester Karakteristik
Papan Lembaaran, Tesis, USU Medan, (2010).
Fu, Shao Tun, Bernd Lauke, Yiuwing Mai, “ Science and Enggineering of Short Fibre
Reinforced Polymer Composites, Woodhead Limited, (2009).
Hexcel Composites, Prepreg Technology, (1997).
Hexcel Composites, Honeycomb, Selector Guide, (1997).