BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.6 Kekuatan Impak Komposit
Keterangan:
ℇ = Besar Regangan (%)
ΔL = Penambahan panjang total (mm) Lo = Panjang awal benda uji (mm)
Besarnya modulus elastisitas dapat dihitung dengan rumus persamaan dibawah ini (Surdia dan Saito):
Keterangan:
E = Besar modulus elastisitas (N/mm²) σe = Tegangan elastis (N/mm²)
εe = regangan elastis
2.6 Kekuatan Impak Komposit
Selain melakukan pengujian tarik, spesimen komposit juga dilakukan pengujian impak guna untuk mengetahui penyerapan energi dan harga impak dari beban pendulum yang berayun pada ketinggian tertentu dan mematahkan atau menumbuk benda uji sehingga benda uji mengalami patahan. Pengujian impak ini dapat di lakukan dengan Metode charpy. Pada cara ini batang uji diletakkan mendatar oleh penahan yang berjarak 40mm, kemudian bandul akan memukul
20
benda uji dari arah yang bertakik. Benda uji charpy mempunyai luas penampang lintang bujur sangkar ( 10 x 10 mm) dan mengandung takik V -45º, dengan jari-jari datar 0,25 mm dan kedalaman 2 mm, kecepatan impak sekitar 16 ft/detik.
Benda uji akan melenkung dan patah pada laju regangan yang tinggi, kirakira 103 detik (Huda, 2018).
Rumus untuk menghitung besarnya energi yang terserap pada komposit setelah diuji impak adalah sebagai berikut:
Keterangan:
E = Energi impak yang diserap (J) m = Berat bandul (kg)
g = Gaya gravitasi (m/s) r = Panjang lengan bandul (m) α = Sudut awal (º)
β = Sudut akhir (º)
Rumus untuk menghitung besarnya harga impak dapat dinyatakan dengan rumus berikut ini:
Keterangan:
Is = Kekuatan impak (J/mm²) E = Energi impak yang diserap (J) A = Luas permukaan (mm²)
21
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Diagram Alur Penelitian
Skema penelitian ditunjukkan pada Gambar 3.1
Gagal
Berhasil
Gambar 3. 1 Diagram Alur Penelitian Mulai
Pembelian alat dan Bahan
Pembuatan spesimen material komposit dengan prosentase berat serat 10%, 15%,
dan 20%
Serat Tebu 1. Resin Epoxy Bishepenol A
2. Katalis Hardener B
Pengujian Tarik dan Pengujian Impak
Analisis data
Kesimpulan
Selesai Cetakan Kaca
Hasil penelitian
22 3.1.1 Alat
Adapun peralatan yang digunakan untuk proses pembuatan sampai penelitian yaitu :
1. Cetakan spesimen
Cetakan ini terbuat dari kaca berukuran 30cm x 30cm, untuk spesimen uji tarik memiliki ketebalan 3mm dengan pembatas cetakan menggunakan kaca sedangkan untuk spesimen uji impak memiliki ketebalan 4mm dengan pembatas menggunakan kaca. Ada 3 bagian pembatas dalam proses cetakan yaitu, bagian tepi, bagian alas, bagian atas. Cetakan spesimen ditunjukkan pada gambar 3.2
Gambar 3. 2 Cetakan Spesimen 2. Timbangan digital
Sebelum dicetak kedalam cetakan timbangan ini berguna untuk mencari beban berat serat tebu sebelum dicampur dengan matriks. Timbangan ditunjukkan pada gambar 3.3
23
Gambar 3. 3 Timbangan Digital 3. Gelas ukur
Gelas ukur ini digunakan untuk mengukur perbandingan campuran resin epoxy dan katalis hardener guna hasil cetakan bisa maksimal. Gelas ukur ditunjukkan pada gambar 3.4
Gambar 3. 4 Gelas Ukur 4. Jangka sorong
Jangka sorong (caliper) digunakan untuk mengukur panjang, lebar, ketebalan pada spesimen agar sesuai dengan standar ASTM. Jangka sorong ditunjukkan pada gambar 3.5
24
Gambar 3. 5 Jangka Sorong 5. Mesin uji tarik
Merupakan pengujian dimana sebuah material akan diukur kekuatannya dengan cara memberikan gaya yang sesumbu. Metode pengujian yang dilakukan dengan standar ASTM D3039. Mesin uji tarik ditunjukkan pada gambar 3.6
Gambar 3. 6 Mesin Uji Tarik GOTECH KT-7010A2 TAIWAN,R.O.C
25 6. Mesin uji impak
Merupakan alat uji tes kekerasan material yang dimana spesimen mendapatkan beban kejut secara tiba-tiba dari suatu pandulum yang akan menunjukkan hasil dari kekerasan spesimen tersebut. Pengujian yang dilakukan sesuai dengan standar ASTM 6110. Mesin uji impak ditunjukkan pada gambar 3.7
Gambar 3. 7 Mesin Uji Impak GOTECH GT-7045 TAIWAN, R.O.C 3.1.2 Bahan
Bahan yang diperlukan untuk penelitian ini yaitu : 1. Serat Ampas Tebu
Serat tebu yang berfungsi sebagai penguat material komposit. Serat Ampas Tebu ditunjukkan pada Gambar 3.8
Gambar 3. 8 Serat Tebu
26 2. Matriks Resin Epoxy
Berfungsi sebagai pengikat dari material komposit dan matriks yang digunakan dalam proses penelitian adalah resin epoxy, Matriks Resin Epoxy ditunjukkan pada Gambar 3.9
Gambar 3. 9 Matriks Resin Epoxy 3. Hardener
Berfungsi sebagai katalis yang berguna untuk mempercepat proses pengeringan pada matriks sehingga cetakan bisa mengeras. Hardener ditunjukkan Gambar 3.10
Gambar 3. 10 Hardener
27 4. Mirror Glaze
Sebagai pelapis yang berguna untuk memudahkan melepas komposit yang sudah kering dari cetakan sehingga kaca tempat cetakan tidak pecah. Mirror glaze ditunjukkan pada Gambar 3.11
Gambar 3. 11 Mirror Glaze 3.2 Langkah-Langkah Penelitian
3.2.1 Perhitungan Komposisi Matriks dan Serat 1. Komposisi dari matriks
Untuk perhitungan komposisi dari matrik Resin epoxy Bishepenol A dengan berat serat 10%, 15%, 20% dan tanpa menggunakan serat dapat dicari dengan perhitungan komposisi resin epoxy dan hardener dengan perbandingan resin epoxy:hardener (1:1).
2. Komposisi dari serat
Karakteristik benda uji komposit adalah kandungan serat di dalam kompositatau fraksi volume serat merupakan salah satu faktor yang sangat penting sebelum membuat benda uji komposit (Aprianto, 2020). Pada penelitian ini cetakan yang digunakan berukuran 20 cm x 2 cm x 0,3 cm. Langkah pertama yang dilakukan untuk uji tarik adalah menghitung volume total lalu mencari volume
28
serat kemudian dikalikan dengan massa jenis serat tebu. Berikut langkah-langkah perhitungan uji tarik:
1. Menghitung Volume total
29 menghitung volume total lalu mencari volume serat kemudian dikalikan dengan massa jenis serat tebu. Berikut langkah-langkah perhitungan uji impak:
1. Menghitung Volume Total
2. Menghitung Volume Serat
30 3. Menghitung Berat serat
Prosedur yang digunakan dalam penelitian ini harus benar, sehingga dapat menghasilkan penelitian yang seperti diharapkan. Penelitian terhadap analisa kekuatan mekanik komposit epoxy berpenguat serat tebu dengan variasi prosentase serat terhadap kekuatan tarik dan uji impak dibagi menjadi dua proses.
Adapun proses pembuatannya sebagai berikut:
1. Persiapan serat dan matriks
Sebelum proses pencetakan dilakukan, serat ampas tebu diambil dari tempat penggilingan tebu yang kemudian tebu direndam selama 5-7 hari supaya tebu bersih. Setelah tebu direndam kemudian tebu dijemur dibawah sinar matahari hingga kering. Setelah proses pengeringan, tebu dipisahkan untuk diambil seratnya sesuai panjang yang diinginkan lalu dipotong sesuai ukuran spesimen yang akan dibuat.
31
Matriks dibuat dengan cara mencampurkan epoxy dan hardener dengan perbandingan 1:2 menggunakan gelas ukur. Proses pencampuran tersebut menggunakan gelas plastik dan sendok plastik yang kemudian diaduk supaya resin epoxy dan hardener merata hingga berubah menjadi warna putih dan kental.
2. Pembuatan spesimen
Pembuatan spesimen dilakukan dengan metode hand lay up. Berikut adalah langkah-langkah pembuatan spesimen:
1. Pertama yaitu siapkan cetakan terlebih dahulu dan lapisi cetakan dengan kertas HVS atau mika dibawahnya supaya saat cetakan kering mudah untuk dilepas. Kemudian tuangkan resin kedalam cetakan disertai dengan serat tebu yang sudah ditimbang sebelumnya.
2. Tuangkan resin hingga memenuhi cetakan yang dibuat sampai merata.
3. Kemudian setelah cetakan terisi penuh, tutup cetakan dengan mika diatasnya supaya cetakan merata dan mencegah udara masuk yang mengakibatkan muncul gelembung, lalu tutup dengan meletakkan kaca diatasnya supaya cetakan cepat kering.
4. Setelah itu biarkan selama 24 jam agar cetakan mengering.
5. Sesudah 24 jam komposit serat tebu mengering kemudian dibuka lalu dilepas dari cetakan yang kemudian di amplas supaya spesimen komposit lebih rapi dan halus. Spesimen yang telah jadi kemudian di uji tarik dan uji impak supaya bisa menganalisa sifat mekanik dari spesimen komposit serat tebu.
3.2.3 Penelitian
Pengujian yang dilakukan pada penelitian ini adalah uji tarik dan impak.
Pengujian ini bertujuan untuk mencari nilai dari kekuatan tarik tegangan dan regangan pada komposit serta mengetahui nilai kekerasan pada komposit epoxy berpenguat serat tebu. Berikut adalah langkah-langkah penelitian pengujian tarik dan pengujian impak pada spesimen komposit serat tebu.
32
Langkah-langkah pengujian tarik pada spesimen komposit berpenguat serat tebu sebagai berikut:
1. Menyiapkan komposit uji tarik yang akan diteliti.
2. Mesin dinyalakan dan spesimen yang akan diuji diletakkan pada grip lalu dikencangkan.
3. Pasangkan atau jepitkan ekstensiometer pada spesimen uji kemudian elongasinya diatur menjadi nol.
4. Nilai beban diatur menjadi nol serta kecepatan diatur pada saat sebelum melakukan tombol start.
5. Setelah mendapatkan data uji tarik kemudian dicatat lalu lanjut diulang pada spesimen selanjutnya hingga selesai.
Langkah-langkah pengujian impak pada spesimen komposit berpenguat serat tebu sebagai berikut:
1. Mempersiapkan mesin uji impak dan spesimen komposit yang akan diuji.
2. Letakan spesimen komposit yang akan diuji pada tumpuan mesin uji impak kemudian angkat pandulum hingga sudut 150º.
3. Kemudian lepas handle pengunci hingga bandul berayun menabrak spesimen hingga patah.
4. Kemudian ukur β setelahnya lalu catat sebagai data pengujian.
5. Ulang langkah diatas dan seterusnya hingga selesai.
3.3 Desain gambar dan ukuran spesimen 3.3.1 Desain spesimen uji tarik
Desain dari spesimen uji tarik berpenguat serat tebu menggunakan standar ASTM D3039 Tipe 3. Berikut spesifikasi dari ukuran spesimen komposit ASTM D3039 Tipe 3 dapat dilihat pada gambar 3.12
33
Gambar 3. 12 Desain Spesimen Uji Tarik ASTM D3039 3.3.2 Desain spesimen uji impak
Desain dari spesimen uji impak berpenguat serat tebu menggunakan standar ASTM D6110-04. Berikut spesifikasi dari ukuran spesimen komposit ASTM D6110-04 dapat dilihat pada gambar 3.13
Gambar 3. 13 Desain Spesimen Uji Impak ASTM D6110
34 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Pengujian
Pengujian spesimen komposit berpenguat serat tebu dengan prosentase 10%, 15% dan 20% dilakukan dalam dua pengujian yaitu pengujian tarik dan pengujian impak. Pengujian dilakukan pada laboratorium Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma. Hasil data akan ditampilkan dalam tabel dan grafik.
4.2 Perhitungan Pengujian Uji Tarik
Kekuatan tarik merupakan salah satu sifat mekanik pada suatu bahan. Uji tarik dilakukan menggunakan mesin pengujian tarik Universitas Sanata Dharma dengan ukuran yang sesuai dengan standar yaitu ASTM D3039 Tipe 3. Pengujian tarik dilakukan terhadap spesimen benda uji dengan variasi serat tebu 10%, 15%, 20% dan hasil pengujian didapatkan dari grafik hubungan antara beban dengan pertambahan panjang serta nilai kekuatan tarik (tegangan), regangan, dan modulus elastisitas. Berikut adalah tabel dan grafik hasil dari perhitungan dari pengujian tarik:
35
1. Data hasil pengujian uji tarik disajikan dalam tabel 4.1 Tabel 4. 1 Hasil Perhitungan Pengujian Tarik No Persentase
Perhitungan tegangan komposit berpenguat serat tebu dengan variasi prosentase serat 10%, 15%, dan 20% dapat dihitung dengan rumus berikut ini:
Keterangan :
σ = Kekuatan Tarik (N/mm²) P = Beban yang diberikan (N)
Ao = Luas Penampang awal benda uji (mm²) Nilai benda uji tanpa serat diketahui :
36
Berdasarkan persamaan maka dapat diperoleh hasil dari perhitungan kekuatan tarik spesimen komposit berpenguat serat tebu dengan variasi prosentase 10%, 15% dan 20%. Berikut adalah tabel hasil perhitungan nilai kekuatan tarik:
2. Data hasil kekuatan tarik pengujian uji tarik disajikan dalam tabel 4.2 Tabel 4. 2 Kekuatan Tarik Pengujian Tarik
No Prosentase Serat
Perhitungan besar regangan komposit berpenguat serat tebu dengan variasi prosentase serat 10%, 15%, dan 20% dapat dihitung melalui rumus berikut ini:
37
Keterangan:
ℇ = Besar Regangan (%)
ΔL = Penambahan panjang total (mm) Lo = Panjang awal benda uji (mm) Jika benda uji pertama diketahui:
ΔL = 1,6 mm Lo = 140 mm Maka:
Berdasarkan hasil perhitungan yang didapat maka tabel hasil perhitungan regangan tarik komposit berpenguat serat tebu dengan prosentase 10%, 15%, dan 20% adalah sebagai berikut :
38
3. Data hasil regangan pengujian uji tarik disajikan dalam tabel 4.3 Tabel 4. 3 Regangan Pengujian Tarik
No Prosentase Serat (%) Nama Spesimen Regangan (%) Rata-rata (%)
1 0 %
Perhitungan modulus elastisitas komposit berpenguat serat tebu dengan variasi prosentase serat 10%, 15% dan 20% dapat diketahui melalui rumus sebagai berikut:
Keterangan:
E = Besar modulus elastisitas (N/mm²) σe = Tegangan elastis (N/mm²)
εe = regangan elastis
Nilai benda uji pertama diketahui:
σe = 3,29 N/mm² εe = 1,5
39
Berdasarkan hasil perhitungan yang didapat maka tabel hasil perhitungan modulus elastisitas komposit berpenguat serat tebu dengan prosentase 10%, 15%, dan 20%
adalah sebagai berikut :
4. Data hasil modulus elastisitas pengujian uji tarik disajikan dalam tabel 4.4 Tabel 4. 4 Modulus Elastisitas Pengujian Tarik
No Persentse
4.2.4 Tabel dan grafik rata-rata
Dari hasil analisa peneltian yang didapat pada setiap spesimen benda uji memiliki rata-rata kekuatan tarik, regangan, dan modulus elastisitas yang berbeda-beda. Dari masing-masing benda uji yang diambil nilai rata-rata tegangan, regangan, dan modulus elastisitas dapat dilihat pada Tabel 4.5, Gambar 4.1 sampai dengan gambar 4.3.
40
5. Rata-rata Kekuatan Tarik, Regangan, dan Modulus elastisitas disajikan dalam tabel 4.5
Tabel 4. 5 Rata-rata Kekuatan Tarik, Regangan, Modulus elastisitas No Prosentase serat
Gambar 4. 1 Grafik Hubungan Antara Fraksi Volume Serat dan Kekuatan Tarik
Gambar 4. 2 Grafik Hubungan Antara Fraksi Volume Serat dan Regangan
15.57 18.44
41
Gambar 4. 3 Grafik Hubungan Antara Fraksi Volume Serat dan Modulus Elastisitas
4.2.5 Pembahasan pengujian tarik
Pada pembuatan komposit epoxy berpenguat serat tebu memiliki 3 variasi prosentase yang berbeda yaitu 10%, 15%, dan 20% dan tanpa serat. Pembuatan spesimen menggunakan metode hand lay up dengan resin epoxy jenis Bishepenol A Epychlorohydrin dan katalis hardener jenis B dengan perbandingan 1:1.
Komposit ini menggunakan serat tebu sebagai penguatnya dengan arah serat continous. Dari hasil pengujian komposit epoxy berpenguat serat tebu dengan variasi fraksi volume serat 10% yang sudah dilakukan dapat dilihat pada gambar 4.1 bahwa nilai rata-rata dari kekuatan tarik yang didapat yaitu sebesar 18,44 N/mm². Untuk nilai rata-rata variasi fraksi volume serat 15% didapat sebesar 26,23 N/mm². Untuk nilai rata-rata varisi fraksi volume serat 20% didapat sebesar 26,76 N/mm² dan ini menjadi nilai tertinggi dari nilai rata-rata kekuatan tarik yang didapat dan hasil kekuatan tarik terendah didapat dari spesimen tanpa serat dengan nilai sebesar 15,57 N/mm². Dari gambar 4.2 menunjukkan hasil dari nilai rata-rata regangan yang didapat dari pengujian epoxy berpenguat serat tebu dengan variasi fraksi volume serat 10% sebesar 1,43%. Untuk nilai rata-rata variasi fraksi volume serat 15% sebesar 1,86%. Untuk nilai rata-rata variasi fraksi volume serat 20% sebesar 1,93% menjadi nilai tertinggi dari rata-rata regangan yang didapat dan untuk hasil nilai regangan terendah terdapat pada spesimen tanpa serat sebesar 1,07%. Dari gambar 4.3 menunjukkan hasil dari nilai rata-rata modulus elastisitas
3.26
42
yang didapat dari pengujian tarik komposit epoxy berpenguat serat tebu dengan variasi fraksi volume serat 15% didapat sebesar 2,59 N/mm². Untuk nilai rata-rata 20% didapat sebesar 2,26 N/mm² dan nilai tertinggi dari rata-rata modulus elastisitas terdapat pada spesimen tanpa serat dengan nilai sebesar 3,26 N/mm².
Untuk nilai terendah terdapat pada spesimen komposit epoxy serat tebu dengan variasi fraksi volume serat 10% sebesar 1,57 N/mm². Semakin banyaknya serat tebu pada komposit epoxy dapat mempengaruhi kekuatan tarik maupun regangan pada spesimen komposit. Karena dapat disimpulkan bahwa semakin banyak serat tebu pada komposit maka kekuatan tariknya akan semakin meningkat. Hal ini disebabkan karena serat yang diikat oleh matriks, sehingga semakin banyaknya serat yang diikat oleh matriks maka akan semakin kuat dan nilai kekuatan tarik yang dihasilkan akan semakin besar. Selain itu tebal spesimen juga berpengaruh karena semakin tebal maka luas penampang semakin besar, dengan besarnya luas penampang maka beban tarik yang dihasilkan juga semakin besar dan ulet. Dari Gambar 4.1 Ini bisa dilihat dari grafik kekuatan tarik mangalami peningkatan yang cukup signifikan dimana kekuatan tarik epoxy dengan tanpa serat sebesar 15,57 N/mm², 10% sebesar 18,44 N/mm², 15% sebesar 26,23 N/mm², 20%
sebesar 26,76 N/mm². Gambar 4.2 menyajikan grafik hasil rata-rata regangan dari matriks epoxy dan komposit serat tebu 10%, 15% dan 20%. Dari grafik dapat dilihat regangan pada komposit mengalami peningkatan dari komposit tanpa serat sebesar 1,07% sampai dengan komposit serat tebu 20% sebesar 1,93%. Gambar 4.3 menyajikan hasil dari rata-rata modulus elastisitas dari matriks epoxy dan komposit serat tebu 10%, 15% dan 20%. Dari grafik bisa dilihat modulus elastisitas pada komposit tanpa serat memiliki nilai tinggi sebesar 3,26 N/mm² dan mengalami penurunan pada komposit serat tebu 10% sebesar 1,57 N/mm² kemudian mengalami kenaikan pada komposit serat tebu 15% sampai dengan 20%. Dari hasil grafik rata-rata modulus elastisitas tersebut disimpulkan bahwa ini bisa dipengaruhi dari faktor matriknya yang kurang merata pada saat pencetakkan dan ada rongga udara yang mengakibatkan udara masuk kemudian munculnya gelembung sehingga spesimen berlubang dan persebaran serat yang tidak merata atau tidak continous sehingga modulus elastisitas mengalami naik
43
turun. Berikut ini adalah benda uji hasil pengujian tarik dari masing-masing variasi fraksi volume serat 10%, 15%, 20% disajikan dalam Gambar 4.4 – 4.6:
Gambar 4. 4 Spesimen Komposit Uji Tarik Serat Tebudengan Variasi Fraksi Volume Serat 10%
Gambar 4. 5 Spesimen Komposit Uji Tarik Serat Tebu dengan Variasi Fraksi Volume Serat 15%
44
Gambar 4. 6 Spesimen Komposit Uji Tarik Serat Tebu dengan Variasi Fraksi Volume Serat 20%
4.3 Perhitungan Pengujian Uji Impak
Pengujian untuk mengetahui kekuatan impak pada material dengan mengetahui ketahanan dari material terhadap beban pendulum yang diayunkan secara tiba-tiba. Pengujian ini menggunakan masing-masing 3 spesimen pada setiap variasinya.
45
1. Data hasil pengujian uji impak disajikan pada tabel 4.6 Tabel 4. 6 Hasil Perhitungan Pengujian Impak No Persentase
4.3.1 Energi impak yang diserap
Perhitungan energi impak yang diserap pada komposit epoxy berpenguat serat tebu dengan variasi fraksi volume serat 10%, 15%, dan 20% dapat diketahui dengan rumus berikut ini:
Keterangan:
E = Energi impak yang diserap (J) m = Berat bandul (kg)
g = Gaya gravitasi (m/s) r = Panjang lengan bandul (m)
46 α = Sudut awal (º)
β = Sudut akhir (º)
Jika benda uji pertama diketahui:
m = 1,357 kg g = 9,81 m/s² r = 0,3948 m α = 145 º β = 108 º Maka :
Berdasarkan perhitungan yang diperoleh energi yang diserap pada komposit berpenguat serat tebu dengan variasi fraksi volume serat 10%, 15% dan 20% dapat disajikan pada tabel sebagai berikut:
47
2. Data hasil perhitungan energi yang diserap pengujian uji impak disajikan dalam tabel 4.7
Tabel 4. 7 Energi yang diserap
No Prosentase Serat
Perhitungan harga impak komposit berpenguat serat tebu dengan variasi fraksi volume serat 10%, 15% dan 20% dapat diketahui dengan rumus sebagai berikut:
Keterangan:
Is = Kekuatan impak (J/mm²) E = Energi impak yang diserap (J) A = Luas permukaan (mm²) Jika benda uji pertam diketahui:
E = 2,68 Joule A = 135,89 mm²
48
Berdasarkan perhitungan yang diperoleh kekuatan impak pada komposit berpenguat serat tebu dengan variasi fraksi volume serat 10%, 15% dan 20%
dapat disajikan pada tabel sebagai berikut:
3. Data hasil perhitungan harga impak pengujian uji impak disajikan dalam
4.3.3 Tabel dan grafik rata-rata
Dari hasil analisa peneltian yang didapat pada setiap spesimen benda uji memiliki rata-rata energi impak yang diserap dan harga impak yang berbeda-beda.
Dari masing-masing benda uji yang diambil nilai rata-rata energi impak yang diserap dan harga impak yang dapat dilihat pada Tabel 4.9, Gambar 4.7 sampai dengan gambar 4.8
49
Tabel 4. 9 Rata-rata Energi yang diserap dan Harga Impak No Prosentase serat
Gambar 4. 7 Grafik Hubungan Antara Fraksi Volume Serat dan Energi yang diserap
Gambar 4. 8 Grafik Hubungan Antara Fraksi Volume Serat dan Harga Impak
2.51 2.29 3.03
50 4.3.4 Pembahasan Uji Impak
Pengujian impak yang dilakukan menunjukkan bahwa spesimen epoxy berpenguat serat tebu dengan tanpa serat dan variasi fraksi volume serat 10%, 15% dan 20%.
Spesimen tanpa serat memiliki nilai rata-rata energi yang diserap sebesar 2,51 Joule dan harga impak sebesar 0,0185 Joule/mm² diikuti nilai rata-rata energi yang diserap variasi fraksi volume serat 10% sebesar 2,29 Joule dan harga impak sebesar 0,0168 Joule/mm² diikuti nilai energi yang diserap variasi fraksi volume serat 15% sebesar 3,03 Joule dan harga impak sebesar 0,0223 Joule/mm² diikuti nilai energi yang diserap variasi fraksi volume serat 20% sebesar 5,39 Joule dan harga impak 0,0397 Joule/mm². Berikut ini adalah hasil benda uji spesimen uji impak dengan masing-masing variasi fraksi volume serat 10%, 15%, 20%
disajikan dalam Gambar 4.9 – 4.11
Gambar 4. 9 Spesimen Uji Impak Serat Tebu dengan Variasi Fraksi Volume Serat 10%
51
Gambar 4. 10 Spesimen Uji Impak Serat Tebu dengan Variasi Fraksi Volume Serat 15%
Gambar 4. 11 Spesimen Uji Impak Serat Tebu dengan Variasi Fraksi Volume Serat 20%
52
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Setelah menganalisis data yang sudah diperoleh penulis menyimpulkan:
1. Nilai rata-rata kekuatan tarik tertinggi terdapat pada spesimen komposit serat tebu dengan variasi fraksi volume serat 20% sebesar 26,76 N/mm².
2. Nilai rata-rata regangan tertinggi terdapat pada spesimen komposit serat tebu dengan variasi fraksi volume serat 20% sebesar 1,93%.
3. Nilai modulus elastisitas tertinggi terdapat pada komposit serat tebu dengan variasi fraksi volume serat 15% sebesar 2,59 N/mm².
4. Nilai energi yang diserap terbesar terdapat pada spesimen komposit epoxy dengan variasi fraksi volume serat 20% dengan nilai sebesar 5,39 joule.
Nilai harga impak terbesar terdapat pada spesimen dengan variasi fraksi volume serat 20% sebesar 0,0397 joule/mm².
5.2 Saran
Pada penelitian yang sudah dilakukan masih banyak terdapat kekurangan dalam pembuatan spesimen komposit. Sehingga penulis sedikit memberikan saran supaya dalam penelitian selanjutnya agar lebih sempurna. Adapun beberapa saran sebagai berikut:
1. Dalam proses pembuatan komposit dengan metode hand lay up perlu diperhatikan dalam langkah pembuatan terutama dalam mencampur dan mengaduk resin yang harus dilakukan secara perlahan supaya campuran merata. Proses mencetak juga harus hati-hati dalam meletakkan cetakan, sebaiknya dilakukan pada permukaan yang merata sehingga saat menuangkan resin hasil penekanannya rata.
2. Untuk mengurangi void yaitu gelembung udara yang masuk dapat diberi beban diatas cetakan supaya hasil cetakan spesimen rata. Karena kondisi spesimen yang kurang sempurna akan terdapat void yang mengakibatkan lubang pada spesimen.
53
DAFTAR PUSTAKA
Aprianto, G., Nugraha, I. N. P., & Dantes, K. R. (2020). Pengaruh Fraksi Volume Serat Terhadap Sifat Mekanis Komposit Matriks Polimer Polyester Diperkuat Serat Agave Sisal. Jurnal Pendidikan Teknik Mesin Undiksha, 4(1).
Bismarck, A., Aranberri‐Askargorta, I., Springer, J., Lampke, T., Wielage, B., Stamboulis, A., ... & Limbach, H. H. (2002). Surface characterization of flax, hemp and cellulose fibers; surface properties and the water uptake behavior. Polymer composites, 23(5), 872-894.
Ellyawan, S. A., & Wibowo, H. (2008). Modulus Elastisitas dan Modulus Pecah
Ellyawan, S. A., & Wibowo, H. (2008). Modulus Elastisitas dan Modulus Pecah