1 BAB I
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material, dimana sifat mekanik dari material pembentuknya berbeda-beda. Dikarenakan karakteristik pembentuknya berbeda-beda, maka akan dihasilkan material baru yaitu komposit yang mempunyai sifat mekanik dan karakteristik yang berbeda dari material-material pembentuknya. (Jonathan, 2013)
Bahan penyusun komposit yang paling utama adalah matrik dan bahan penguat. Matrik yang biasanya digunakan adalah resin polyester, karena memiliki kekurangan sifatnya yang kaku dan rapuh maka untuk meningkatkan kekuatannya diberi penguat serat, sebagai elemen penguat serat sangat menentukan sifat mekanik dari komposit karena meneruskan beban yang di distribusikan oleh matrik. Orientasi, ukuran, dan bentuk serta material serat adalah faktor yang mempengaruhi property mekanik dari lamina. Dengan memvariasikan lebar dan tebal sayatan serat diharapkan akan didapatkan hasil property mekanik komposit yang maksimal untuk mendukung pemanfaatan komposit.(Huzni:124, 2014)
2
Pada saat ini, serat alami mulai mendapat perhatian yang serius dari para ahli material komposit, selain memiliki kekuatan yang spesifik yang tinggi karena memiliki berat jenis rendah, serat alam lebih mudah didapat dan merupakan sumber daya alam yang diolah kembali tanpa mengandung racun dan harganya jauh lebih murah dibandingkan dengan fiber glass.
Bahan alternatif serat kelapa atau Cocos Nucifera selama ini dikenal sebagai tanaman yang sangat mudah untuk didapatkan dan manfaatnya juga sangat banyak, karena hampir semua bagian dari kelapa bisa diolah atau dimanfaatkan oleh manusia. Maka dari itu kelapa sering kali dianggap sebagai tumbuhan serbaguna bagi penduduk diwilayah pesisir, dari segi ekonomi tumbuhan kelapa ini sudah digunakan bagi para pengrajin sebagai bahan utama usahanya. Dari uraian diatas maka dilakukan penelitian tentang komposit dengan cara memvariasikan sudut serat alam. Serat alam yang digunakan adalah serat kelapa dengan penelitian ini diharapkan ada masukan bagi pengembangan industri material komposit yang diperkuat serat alam sehingga potensi sumber daya alam penghasil serat dapat lebih meningkatkan pemanfaatannya menjadi suatu produk yang memiliki nilai jual yang sangat tinggi dimasyarakat.(Edi T, 2013)
1.2Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas dapat dirumuskan permasalahan yang masuk kedalam aspek penelitian yaitu:
3
2. Bagaimana pengaruh penambahan fraksi berat serat sabut kelapa terhadap sifat mekanik komposit terhadap uji tarik dan uji impack.
1.3 Tujuan Penelitian
1. Untuk mengetahui sifat mekanik atau kekuatan material komposit dengan menggunakan penguat serat sabut kelapa dan serat fiber.
2. Untuk mengetahui pengaruh fraksi berat serat sabut kelapa terhadap sifat mekanik bahan komposit terhadap uji tarik dan uji impack pada material komposit.
1.4Batasan Masalah
Agar permasalahan yang diteliti tidak menyimpang lebih jauh, maka dalam penelitian ini diberi batasan masalah sebagai berikut:
Penelitian yang dilakukan adalah uji tarik dan impack pada spesimen komposit.
Serat yang digunakan adalah serat kelapa dengan jenis kelapa dalam dengan varietas kelapa hijau.
Matriks yang digunakan pada penelitian ini adalah matriksresin polyester.
Lebar serat 3mm dan tebal serat 0,3 mm.
1.5Manfaat Penelitian
4
2. Sebagai bahan acuan untuk memahami proses pembuatan komposit serta untuk pengembangan tahap selanjutnya.
PENGARUH VARIASI SERAT SABUT KELAPA
TERHADAP KEKUATAN MEKANIK KOMPOSIT
SKRIPSI
Diajukan Kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh :
ARIS PRASADA
201010120311013
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
LEMBAR PENGESAHAN
PENGARUH VARIASI SERAT SABUT KELAPA TERHADAP
KEKUATAN MEKANIK KOMPOSIT
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh
Gelar Sarjana Teknik Strata S1 Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh : ARIS PRASADA 201010120311013
Telah diperiksa, disetujui dan disahkan oleh :
Pembimbing I
Drs. M. Jufri, ST, MT 196311101990101001
Pembimbing II
Murjito, ST,MT 108.9404.0313
Ir. Daryono, MT 108.8909.0124
Mengetahui,
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kepada Allah SWT, karena atas berkat rahmat dan hidayah-Nya maka penulisan skripsi dengan judul “PENGARUH VARIASI SERAT SABUT KELAPA TERHADAP KEKUATAN MEKANIK
KOMPOSIT” ini dapat terselesaikan. Penulisan skripsi ini merupakan salah satu
syarat wajib bagi mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang sebagai salah satu syarat akademis untuk dapat menyelesaikan studi di Universitas Muhammadiyah Malang.
Dengan upaya penulis mencoba untuk mendapatkan suatu karya tulis yang terbaik, namun dermikian penulis menyadari sepenuhnya bahwa tugas akhir ini belum sepenuhnya sempurna. Maka dengan segala kerendahan hati penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak. Terselesainya skripsi ini tidak lepas dari dukungan berbagai pihak yang telah membantu dalam penyusunannya, Karenanya pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Ir. Sudarman, MT selaku Dekan Fakultas Teknik.
2. Bapak Ir. Daryono, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin.
3. Bapak Drs. Moh. Jufri, ST. MT selaku Dosen Pembimbing I.
4. Bapak Murjito, ST. MT selaku Dosen Pembimbing II.
6. Kedua Orang Tua dan keluarga yang telah memberikan dukungan baik moral maupun materil serta do’anya.
7. Teman–teman mahasiswa di Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang.
Tiada dapat penulis membalas kebaikan kecuali denagan harapan semoga Allah SWT membalas dengan lebih baik. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca, khususnya bagi penulis sendiri guna menambah ilmu pengetahuan, sekian dan trimakasih.
Malang, 19 Januari 2015
Penulis
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL... i
POSTER... ii
LEMBAR PENGESAHAN... iii
LEMBAR BERITA ACARA BIMBINGAN... iv
LEMBAR PERNYATAAN... vi
ABSTRAKSI... . vii
KATA PENGANTAR... ix
DAFTAR ISI... xi
DAFTAR GAMBAR... xiii
DAFTAR TABEL... xiv
DAFTAR GRAFIK... xv
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Tujuan Penelitian ... 3
1.4 Batasan Masalah... 3
1.5 Manfaat Penelitian ... 3
BAB II DASAR TEORI 2.1 Komposit ... 5
2.1.1 Bahan Penguat (Reinforcement) ... 9
2.1.2 Matriks (Resin)... 15
2.2 Proses Produksi Material komposit ... 19
2.2.1 Proses Hand Lay-Up ... 20
2.2.2 Sheet Moulding Compound ... 21
2.3 Bahan Penyusun yang Lain ... 21
2.4 Kekuatan Tarik ... 24
2.5Kekuatan Impack ... 27
2.6Teori Lapisan Tersusun ... 28
2.6.1 Continous Fiber Laminate ... 29
2.7 Kegagalan Komposit ... 30
2.8 Mekanisme Penguatan Serat ... 31
2.9 Pemanfaatan Bahan Komposit Serat Sabut Kelapa Matriks Resin .. 31
BAB III METODEPENELITIAN 3.1 Metode Penelitian ... 32
3.2 Tempat Penelitian... 32
3.3 Proses Pembuatan Benda Uji ... 32
3.3.1 Persiapan Bahan dan Alat ... 32
3.3.2 Peralatan yang Digunakan ... 33
3.3.3 Pengujian Mekanik Spesimen ... 36
3.4 Pembuatan Spesimen Komposit ... 37
3.5 Pengujian Mekanik Spesimen ... 38
3.6 Metode Analisa Data ... 41
3.7 Diagram Alir Proses Penelitian ... 42
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data HasilPercobaan ... 43
4.1.1 Data Pengujian Tarik ... 43
4.1.2 Data Pengujian Impack ... 44
4.2 Pembahasan ... 45
4.2.1 Pembahasan Uji Tarik ... 45
4.2.2 Pembahasan Uji Impack... 50
4.3 Perhitungan ... 56
4.3.1 Perhitungan Impack ... 56
4.3.2 PerhitunganTarik ... 69
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 77
5.2 Saran ... 77
DAFTAR GAMBAR
2.1 Gambar Komposit Partikel ... 7
2.2 Gambar Komposit Partikel Serpih ... 7
2.3 Gambar Komposit Skeltal ... 8
2.4 Gambar Komposit Laminat ... 8
2.5 Gambar Komposit Serat ... 9
2.6 Gambar Jenis-Jenis Kelapa Dalam ... 13
2.7 Gambar Proses Hand Lay-Up ... 21
2.8 Gambar Kurva Tegangan dan Regangan ... 25
2.9 Gambar Uji Tarik ASTM D 638M ... 26
2.10 Gambar Ilustrasi Skematis Pengujian Impack Dengan Uji Charpy... 28
3.1 Gambar Uji Tarik ASTM D 638M ... 35
3.2 Gambar Uji Impack Sesuai ASTM D265 ... 36
3.3 Gambar Mesin Uji Tarik ... 39
DAFTAR TABEL
2.1 Tabel Sifat-Sifat Serat Sabut ... 11
2.2 Tabel Komposisi Kimia Sabut dan Serat Sabut Kelapa ... 15
2.3 Tabel Spesifikasi Resin Polyester SHCP 268 BQTN ... 19
3.1 Tabel Dimensi Uji Tarik ASTM D 638-84 MI ... 35
3.2 Tabel Komposisi Polimer dengan Penguat Serat Sabut Kelapa... 37
4.1 Tabel Data Hasil Pengujian Tarik ... 43
4.2 Tabel Pengolahan Penelitian Uji Impack ... 44
4.3 Tabel Nilai Rata-Rata Load, Tegangan dan Modulus Young ... 45
4.4 Tabel Nilai Rata-Rata Energi Serap dan Harga Impack ... 50
DAFTAR GRAFIK
DAFTAR PUSTAKA
Jonathan P. (2013). Analsis Sifat Mekanik Material Komposit Dari Serat Sabut Kelapa. Jurnal, Universitas Sam Ratulangi Manado.
Huzni, S dan Thalib, S. (2014). Material Komposit. Universitas Syah Kuala.
Edi Tri. H. (2013). Mengolah Sabut Kelapa. Solo: Arcita
Sirait, D.H. (2010). Material Komposit Berbasis Serat Alami. Dipetik 10 Agustus 2014, dari http://wordpress.com
Djaprie (1991). Teknologi bahan. Jakarta: Erlangga.
Lumintang S. (2011). Komposit Hibrid Polyester Berpenguat Serbuk Batang dan Serat Sabut Kelapa. Jurnal, Universitas Brawijaya.
Surdia, T. (1989). Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta: Pradian Pratama.
M. Saefudin, (2014). Analisa Sifat Mekanik Material Komposit Dengan Menggunakan Penguat Serat Bulu Domba. Tesis, Universitas Muhammadiyah Malang.
Derek, Hull, (1981). An Introduction To Composite Material, Combrige.
University Press, New York.
Nurmaulita, (2010). Pengaruh Orientasi Serat Sabut Kelapa dengan Resin Polyester Karakteristik Papan lembaran. Tesis, Universitas Sumatera Utara, Medan.
Noni Nopriantina, (2013). Pengaruh Ketebalan Serat Pelepah Pisang Kepok Terhadap Sifat Mekanik Merial Komposit Polyester - Serat Alam.
Budi Nur Rahman, (2010). Pengaruh Fraksi Volume Serat Terhadap Peningkatan Kekuatan Impack Komposit Berpenguat Serat Nanas
