3.3 Pembuatan Sepesimen
3.3.2 Tahapan Persiapan Alat
1. Siapkan alat cetakan specimen yang berbahan kaca 2. Siapkan alat pemotong specimen
3. Siapkan wadah pencampuran resin,serat sabut kelapa 3.3.3 Tahapan Pembuatan Spesimen
. volume cetakan
Adapun saat pembuatan spesimen pada penelitian ini memerlukan cetakan sebagai pembentukan serat dan resin agar sesuai dengan standar yang digunakan. Bentuk dari cetakan ini, untuk membuat spesimen uji yang berbentuk persegi panjang. Dan dimensi cetakan spesimen dapat dilihat pada gambar 3.15
Gambar 3. 15 Dimensi cetakan spesimen
Keterangan pada gambar cetakan spesimen ini terdiri dari: P = panjang, L=
lebar, T= tinggi.
Dari gambar 3.15 terdapat dimensi cetakan spesimen, catakan ini terbuat dari kaca yang tebalnya (t) 0.5 mm. untuk menentukan volume cetakan (vc) mengunakan
rumus sebagai berikut:
(Vc) = P × L × T (cm3) - impact
Dimana:
Vc = volume cetakan (cm3) P = Panjang (cm)
= 16 cm
Data Fraksi Volume Komposisi Komposit
Sebelum melakukan pembuatan spesimen adapun langkah-langkah yang dilakukan yaitu mencari nilai dari massa jenis pada masing-masing komponen dalam pembuatan spesimen. Dan untuk mencari nilai massa jenis dari masing-masing bahan dari resin atau serat untuk membuat komposit dapat dihitung dengan cara sebagai berikut:
Massa Jenis Serat sabut kelapa (ρs.k)
Massa jenis adalah kerapatan dari suatu jenis suatu benda, setiap benda memiliki kerapatan yang berbeda. Jadi untuk mendapatkan nilai massa jenis dari
suatu serat sabut kelapa dapat dihitung menggunkan persamaan rumus sebagai berikut:
Dimana :
ρs.a = massa jenis (g/cm3)
ms.k = massa serat sabut kelapa (g) = 1 gr
v = volume air (ml) = 1.15 ml
maka :
Massa Serat Tanpa Resin (mstr) 1. Massa serat sabut kelapa
Untuk mendapatkan nilai massa dari serat sabut kelapa tanpa menggunakan campuran tanpa resin sedikit pun dapat dihitung mengunakan persamaan rumus sebagai berikut:
ms.k= Vc× ρs.k (gr) dimana :
ms.k= massa serat sabut kelapa (g) Vc = volume cetakan (cm3) impact = 48 cm3
bending = 144 cm3
ρs.k= massa jenis serat sabut kelapa (gr/cm3) = 0.86 gr/cm3
Maka : Impact =
ms.a = 48 cm3 × 0.86 gr/cm3 = 41,28 gr
Bending =
ms.a = 144 cm3 × 0.86 gr/cm3 = 123 gr
Massa Resin Tanpa Serat (mrts)
Untuk mendapatkan nilai massa dari suatu resin tanpa menggunakan campuran dari serat sedikit pun dapat dihitung menggunakan persamaan rumus sebagai berikut:
mr= Vc× ρr (gr) dimana :
mr = massa resin (gr) Vc = volume cetakan (cm3) = 48 cm3
= massa jenis resin (gr/cm3) = 1.2 gr/cm3
Maka : Impact
mr = 48 cm3 × 1.2 gr/cm3 = 62,4 gr
Bending
mr = 144 cm3 × 1.2 gr/cm3 = 185,76 gr
Menghitung Persentase Spesimen
Saat pembuatan spesimen sebelum melakukan pengujian terlebih dahulu menentukan komposisi atau persentase dari bahan serat dan resin untuk
dicampurkan menjadi spesimen. Adapun proses menghitung komposisi atau persentase dari masing-masing bahan sebagai berikut :
1. Membuat spesimen dengan komposisi campuran 75% Resin + 25% serat sabut kelapa
Dimana: impact / bending
ms.k = Massa Serat sabut kelapa(gr) = 41,28 gr / 123 gr mr= Massa Resin (gr)
= 62,4 gr / 185, 76 gr Impact =
25 % sabut kelapa = 25% × ms.k
= 25% × 41,28 gr
= 10,32 gr
75% resin = 75% × mr
= 75% × 62,4 gr
= 46,8 gr Bending =
25 % sabut kelapa = 25% × ms.k
= 25% × 123 gr
= 30,75 gr
75% resin = 75% × mr
= 75% × 185,76 gr
= 139,32 gr
Jadi total campuran (massa komposit (mc)) dari masing-masing bahan untuk pembuatan spesimen komposit adalah
impact = 10,32 gr + 46,8 gr = 57,12 gr/cm3 bending = 30,75 gr + 139,32 gr= 170,07 gr/cm3
2. Membuat spesimen dengan komposisi campuran 65% resin + 35% serat sabut kelapa
Dimana:
Dimana: impact / bending ms.k = Massa Serat sabut kelapa (gr)
= 41,28 gr / 123 gr mr= Massa Resin (gr)
= 62,4 gr / 185, 76 gr Impact =
35% sabut kelapa = 35% × ms.k
= 35% × 41,28 gr
= 14,44 gr
65% resin = 65% × mr
= 65% × 62,4 gr
= 40,56 gr Bending =
35% sabut kelapa = 35% × ms.k
= 35% × 123 gr
= 43,05 gr
65% resin = 65% × mr
= 65% × 185,76 gr
= 120,74 gr
Jadi total campuran (massa komposit (mc)) dari masing-masing bahan untuk pembuatan spesimen komposit adalah
Impact = 14,44 gr + 40,56 gr = 55 gr/cm3 Bending = 43,05 gr + 120,74 gr = 163,79 gr/cm3
3. Membuat spesimen dengan komposisi campuran 55% resin 45% serat sabut kelapa
Dimana:
Dimana: impact / bending ms.k = Massa Serat sabut kelapa (gr)
= 41,28 gr / 123 gr mr= Massa Resin (gr) = 62,4 gr / 185, 76 gr Impact =
45% sabut kelapa = 45% × ms.k
= 45% × 41,28 gr
= 18,57 gr
55% resin = 55% × mr
= 55% × 62,4 gr untuk pembuatan spesimen komposit adalah :
Impact = 18,57 gr + 34,32 gr = 52,89gr/cm3 Bending = 55,35 gr + 102,16 gr = 157,51gr/cm3 3.4 Metodologi Pengumpulan Data
Pengujian yang akan dilakukan dalam penelitian ini terdiri dari dua jenis pengujian yaitu uji impak dan uji banding yang lebih mengarah pada kekuatan material tersebut.
Prosedur pengujian yang akan dilakukan pada penelitian ini adalah sebagai berikut :
3.4.1 Uji Bending
Prosedur yang akan dilakukan pada penelitian ini adalah : a. Menyiapkan sampel uji yang sudah dibentuk sesuai
standard
b. Nyalakan mesin, pastikan keamanan mesin terjamin c. Masukkan material pada pencekam mesin bending d. Pemasangan dial indicator, setting jarum pada garis nol e. Gunakan spesifikasi beban yang telah ditentukan
f. Analisa kekuatan uji banding menggunakan standar ASTM D790-02
dapat kita lihat bentuk specimen uji bending serta proses pengujian bending.
(a)
(b)
Gambar 3. 16 (a) Specimen Uji Bending , (b) proses pengujian Bending 3.4.2 Uji Impak
Prosedur yang akan dilakukan pada penelitian ini adalah :
Pada uji impak digunakan spesimen uji bertakik yang dipukul dengan sebuah pendulum, pada teknik izod,spesimen dijepit pada satu ujung hingga takik berada didekat penjepit.Pendulum diayunkan dari ketinggian tertentu akan memukul ujung spesimen yang tidak dijepit dari depan takik.Pada charpy spesimen uji diletakkan mendatar kedua ujungnya ditahan, pendulum akan memukul batang uji dari belakang takik.
Gambar 3. 17 Proses pengujian Impak
Peletakan Serat ke dalam Cetakan
Mixing resin,sabut kelapa dan katalis
- 25% serat sabut kelapa+ 75% resin polyester + Katalis - 35% serat sabut kelapa+ 65% resin polyester + Katalis - 45% serat sabut kelapa+ 55% resin polyester + Katalis
Spesien uji impact Spesimen Uji Bending
Finishing Finishing
Uji Impact Uji Bending
Data Penelitian
Analisa aa
Kesimpulan nn Selesai Penuangan Campuran ke
Cetakan 3.5 Diagram Alir
Persiapan Alat Dan Bahan
Proses Penimbangan bahan
42 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.4 Analisa dan Data Uji Impact
Pada pengujian ini penulis menggunakan uji impact sebagai acuan pengujian nya, Pengujian impactsendiri biasa digunakan untuk menguji kekuatan material dengan menerima beban secara tiba-tiba terhadap spesimen yang di sebut juga sebagai pengujian merusak. Pengujian impact ada dua metode yaitu charpy dan izod. Pengujian impact ini dilakukan dengan metode charpy dan standar spesimen ASTM D 256..
Data dapat berupa energi yang diserap untuk mematahkan benda uji.
Pengujian ini dilakukan sebagai pemeriksaan kualitas secara cepat dan mudah dalam menentukan sifat impact maupun secara umum. Data yang di peroleh ditampilkan dalam tabel dan grafik.
4.4.1 Hasil Data Uji Impact
Tabel dibawah ini merupakan hasil dari pengujian yang telah di lakukan, perbedaan spesimen terhadap fraksi volume yang berbeda pada material komposit.
Saat pengujian impact dapat dijelaskan dan di uraikan sebagai berikut:
Tabel 4. 1 hasil pengujian impact
No a
3 45 % sabut kelapa 55%
resin
1.2 cm 125o 150o 1,2 11,47 9,5 Getas
berserat
Keteranan simbol pada tabel :
Fraksi volume = jumlah pembagian volume pada spesimen uji 1),2),3) = urutanspesimen
s.k(%) = seratsabut kelapa
r(%) =resin
a(cm) = tebal dan lebarspesimen b(cm) = tebal spesimen dengantakik (o) = sudutakhir
BO(o) = sudutawal A(mm2) = luaspenampang E(joule )= energi mematahkan spesimen H1(J/mm2) = patahtakik
A. Grafik hasil uji impact
Gambar 4. 1 grafik hasil uji impact
Setelah di lakukannya pengujian impact adapun di dapat data hasil seperti pada
yang berbeda komposisinya,pada pengujian ini pengujimenggabungkan dua jenis bahan sebagai campuran komposit, yaitu serat sabut kelapa dan resin,variasi pada masing masing spesimen sendiri membuat kekuatan impact yang berbeda beda antara setiap spesimennya. Kekuatan spesimen dengan 25% serat sabut kelapa + 75% resin mempunyai kekuatan dengan nilai 8,8 j/mm2, pada spesimen dengan 35% serat sabut kelapa + 65% resin memiliki nilai kekuatan 8,4 j/mm2, pada variasi 45% serat sabut kelapa + 55% resin memiliki nilai 9,5 j/mm2, Bisa di lihat dari hasil pengujian impak tersebut yang memiliki kekuatan yang paling tinggi yaitu pada 45% sabut kelapa + 55% resin dengan hasil 9,5 j/mm2.dapat kita lihat bahwa variasi serat 45% serat sabut kelapa + 55 % resin mengalami peningkatan.Hal ini di karenakan sabut kelapa yang digunakan banyak hampir seimbang dengan matriks (resin) untuk pengisi sehingga sabut kelapa dan matrik (resin) bekerja dengan baik terhadap gaya-gaya yang terjadi pada proses pengujian.
Berdasarkan data yang di peroleh dari tabel dan grafik. Dapat di simpulkan semakin banyak penggunaan serat sabut kelapa maka semakin kuat kekuatan impact yang di hasilkan.
Gambar 4. 2 Spesimen impact sebelum di uji
Gambar 4. 3 spesimen impact setelah di uji
Perbandingan gambar spesimen impact setelah di uji
4.5 Analisa dan Data uji Bending
Pengujian ini menjadi salah satu pengujian yang di butuhkan dalam pembuatan perahu. Uji lengkung (bending test) merupakan salah satu bentuk pengujian untuk menentukan mutu suatu material secara visual, selain itu uji bending digunakan untuk mengukur kekuatan material akibat pembebanan dan kekuatan lengkungnya ,selanjutnya data tersebut akan ditampilkan dalam bentuk tabel dan grafik.
4.5.1 Hasil data uji bending
Pengujian bending ini memiliki empat variasi spesimen dimana pastinya masing-masing spesmen mimiliki kekuatan yang berbeda beda, komposisi dari spesimen pengujian bending ini yaitu 25% serat dan 75% resin.nantinya di
kombinasikan dalam persentasi resin dan serat sabut kelapa yang berbeda beda.hasil pengujian dan selengkapnya di jelaskan dalam tabel.
Tabel 4. 2 hasil pengujian bending Specimen Area (mm2) Max. force
a. Grafik kekuatan uji bending
Gambar 4. 4 grafik hasil uji bending
Setelah di lakukannya `pengujian bending, di dapat data hasil kekuatan bending seperti tertera pada grafik dan tabel di atas,Pada pengujian bending ini penguji membuat tiga variasi spesimen yang dimana masing masing spesimen memiliki komposisi yang berbeda, di mana penguji mengkombinasikan resin dan serat sabut kelapa secara keseluruhan komposisi nya yaitu 25% serat sabut kelapa dan
0 kekuatan bending N/mm2 Mpa
x = fraksi volume
75% resin. Berikut hasil yang di dapat kan dari masing masing variasi, dari variasi 25% serat sabut kelapa +75% resin di dapatkan kekuatan bendingnya yaitu 31,75N/mm2, kemudian pada variasi 35% serat sabut kelapa + `65% resin di dapat kekuatan bending yaitu 13.50 N/mm2, kemudian` pada komposisi 45% serat sabut kelapa+ 55% resin memiliki kekuatan bending yaitu 5.42 N/mm2. Nilai-nilai kekuatan bending ini pun telah di buat dalam bentuk grafik 4.4 agar mempermudan analisa kekuatan tersebut, dapat di simpulkan bahwa kekuatan bending terkuat di miliki oleh variasi serat 25% serat sabut kelapa + 75% resin, yaitu dengan nilai bending 31.75 N/mm2. Dan kekuatan bending terendah di hasilkan dari variasi 45% serat sabut kelapa + 55% resin dengan nilai bending 5.42 N/mm2.dapat kita lihat bahwa variasi serat 25% serat sabut kelapa + 75 % resin mengalami peningkatan.Hal ini di karenakan sabut kelapa yang digunakan sedikit untuk pengisi sehingga sabut kelapa dan matrik (resin) bekerja dengan baik terhadap gaya-gaya yang terjadi pada proses pengujian terjadi.
Berdasarkan grafik dan tabel yang di hasilkan dapat di simpulkan bahwasannya semakin sedikit penggunaan serat sabut kelapa maka kekuatan bending yang di hasilkan semakin kuat.
Gambar 4. 5 sepesimen bending sebelum di uji
Gambar 4. 6 sepesimen bending setelah di uji
Perbandingan gambar spesimen bending setelah di uji
49 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan
Setelah melalkukan pengujian impact dan bending terhadap spesimen, dapat di ambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Pada pengujian impact nilai tertinggi pada kekuatan impactadalah spesimen dengan variasi yaitu 45% sabut kelapa + 55% resin dengan hasil 9,5 j/mm2., sedangkan nilai terendah yaitu dengan komposisi 35% sabut kelapa 65% resin yaitu dengan nilai 8,4 j/mm2 .
2. Pada pengujian bending material komposit yang memiliki nilai bending paling kuat yaitu pada 25% serat fiber + 75%, yaitu dengan nilai bending 31.75 N/mm2.Sedangkan kekuatan bending terendah di hasilkan dari variasi 45% serat sabut kelapa + 55% resin dengan nilai bending 5.42 N/mm2.
3. Material dengan komposisi serat paling banyak merupakan komposisi yang paling kuat pada pengujian impact dan sebaliknya Material dengan komposisi serat paling sedikit merupakan komposisi yang paling kuat pada pengujian bending.
5.2 Saran
Pada penelitian ini peneliti menyadari bahwa hasil penelitian ini masih sangat jauh dari kesempurnaan oleh karna itu penulis menyarankan beberapa hal yang perlu diperhatikan pada pembuatan spesimen, antara lain:
1. Sebelum melakukan pencampuran Resin dengan sabut kelapa sebaiknya cuci sampai bersih sabut kelapa agar kotoran-kotoran yang ada di serat sabut kelapa hilang.
2. Pada proses pemotongan spesimen usahankan untuk lebih teliti agar tidak cacat dan agar lebih presisih sesuai ASTM yang digunakan.
3. Pada proses mencampurkan resin dengan serat usahankan harus teliti supaya tidak ada rongga atau lubang pada spesimen.
50
DAFTAR PUSTAKA
Fahmi H. (2011). Pengaruh Orientasi Serat Pada Komposit Resin Polyester Serat Daun Nenas Terhadap Kekuatan Tarik.
Institut Teknologi Padang.
Andriati,2007.Pemanfaatan Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit Adi Agustinus Ermawan. (2018). Penambahan Persentase Serat dan Jumlah Lapisan (1-3) Terhadap Kekuatan Tarik Komposit Fiberglass – Polyester (YUKALAC C – 108 B JUSTUS).
Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma, (YOGYAKARTA), Hal 20-23.
Iswandi. (2015). Pengaruh Variasi Model Komposit Laminat Serat Daun Nenas Terhadap Sifat Mekanik Tangki Air Rumah Tangga.
Universitas Islam Riau. (PEKANBARU).
Kadir Abdul, dkk. (2014). Pengaruh Pola Anyaman Terhadap Kekuatan Tarik dan Bending Komposit Berpenguat Serat Bambu.
Universitas Halu Oleo. (KENDARI), Hal 2-3.
Adi Surya Irianto. (2016). Pengaruh Fraksi Volume Bilah Bambu Terhadap Kekuatan Impact Komposit Bilah Bambu Polyester.
Fakultas Teknik Negeri Semarang, Hal 6-13.
Mallick, P. K. 2007. Fiber-reinforced Composites Materials Manufacturing, and Design. 3rd ed. CRC Press Taylor & Francis Group.
Dwi Paryanto, dkk. (2012). Pengaruh Orientasi dan Fraksi Volume Serat Daun Nanas (Ananas Comosus) Terhadap Kekuatan Tarik Komposit Polyester Tak Jenuh (UP). (Mataram).Untuk Papan Serat Semen.UNS. Semarang.
Harini dan Sri Endah Susilowati. (2017). Pengaruh Kekuatan Bending dan Tarik Bahan Komposit Berpenguat Sekam Padi Dengan Matriks Urea Formaldehide. Universitas 17 Agustus.
(JAKARTA), Hal 59. ISSN 2337- 6686
Prasada Aris. (2015). Pengaruh Variasi Serat Sabut Kelapa Terhadap Kekuatan Mekanik Komposit. Universitas Muhammadiyah.
(MALANG).
Hartanto L. 2009.Study Perlakuan Alkali Dan Fraksi Volume Serat Terhadap Kekuatan Bending, Tarik, Dan Impak Komposit Berpenguat Serat Rami Bermatrik Polyester BQTN 157.
Universitas Muhammadiyah Surakarta.Surakarta.
(Sumber: https://timlo.net/baca/95333/ekspor-serabut-kelapa-meningkat-selama- ASTM. D 790 – 02, Standard test methods for flexural properties of
unreinforced and reinforced plastics and electrical insulating material, Philadelphia, PA : American Society for Testing and Materials.
Anonim.2000.http://bebas.ulsm.org/V12/sponsor/sponsorpendamping/prawed a/ kimia/0177%20kim%201-Se.htm. (diakses tanggal 23 Oktober 2010).
Mueler, D. H., October 2003. New Discovery in the Properties ofComposites Reinforced with Natural Fibers. JOURNAL OFINDUSTRIAL TEXTILES, Vol. 33, No. 2. Sage Publications.