TUGAS AKHIR ANALISIS KOMPOSIT DENGAN PENGUAT SERAT ENCENG Analisis Komposit Dengan Penguat Serat Enceng Gondok 40% Dan Serbuk Kayu Sengon 60% Pada Fraksi Volume 40%, 50%, 60% Bermatrik Resin Polyester Untuk Panel Akuistik.

(1)

i

TUGAS AKHIR

ANALISIS KOMPOSIT DENGAN PENGUAT SERAT ENCENG GONDOK 40% DAN SERBUK KAYU SENGON 60% PADA FRAKSI VOLUME 40%, 50%, 60% BERMATRIK RESIN POLYESTER UNTUK

PANEL AKUISTIK

Disusun Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun oleh:

TRI MARTANTO ADI N

NIM : D 200 110 128

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

vi MOTTO

“Kesabaran merupakan perkara yang amat dicintai oleh Allah dan sangat dibutuhkan seorang muslim dalam menghadapi ujian atau cobaan yang dialaminya sebagaimana dalam firman-Nya” : “Allah mencintai orang-orang

yang sabar”

(QS. Al Imran : 146)

“Sesungguhnya Allah sekali-sekali tidak akan merubah sesuatu nikmat

yang telah dianugrahkan-Nya kepada sesuatu kaum,hingga kaum itu merubah apa yang ada pada diri mereka sendiri”

(QS. An Anfaal 8 : 53)

“Sesungguhnya setelah ada kesulitan ada kemudahan. Maka apabila telah selesai (dari suatu urusan) kerjakanlah denan sungguh-sungguh (urusan)

yang lain dan hanya kepada tuhanmulah hendaknya kamu berharap” (H.R. Al Baihaqi)

“Untuk meraih kesuksesan harus selalu menengok ke atas supaya kita selalu bisa lebih baik, jangan menyerah dan jangan putus asa, selalu berusaha, berdoa dan menyerahkan semuanya kepada allah setelah kita

(7)

vii

ANALISIS KOMPOSIT DENGAN PENGUAT SERAT ENCENG GONDOK 40% DAN SERBUK KAYU SENGON 60% PADA FRAKSI VOLUME 40%, 50%, 60% BERMATRIK RESN POLYESTER UNTUK PANEL AKUISTIK

TriMartantoAdiN, Wijianto, Supriyono Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta

Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura Email : tri.martanto333@gmail.com

ABSTRAKSI

Penelitian komposit dengan penguat serat enceng gondok dan serbuk kayu sengon ini bertujuan untuk mengetahui kekuatan tarik, bending, serap bunyi dan mendeskripsikan foto makro hasil dari pengujian tarik dan bending fraksi volume 40%, 50%, 60%.

Proses awal pengambilan batang enceng gondok dilanjutkan dengan menjemur dibawah sinar matahari selama kurang lebih 10 hari sampai benar-benar kering, selanjutnya penyerutan batang enceng gondok dengan menggunakan sikat kawat sampai terpisah serat dan kulit enceng gondok. Pembuatan spesimen dengan metode Hand Lay-up, dengan perbandingan 40% serat enceng gondok dan 60% serbuk kayu sengon menggunakan resin polyester seri BQTN 157. Adapun proses pengujian yaitu pengujian tarik menggunakan standart ASTM D638-02 dan pengujian bending menggunakan standart ASTM D790-02 dan serapan bunyi dengan menggunakan standar uji ANSI S1-13 dengan fraksi volume 40%, 50%, 60%

Hasil pada pengujian tarik komposit dengan fraksi volume 40%, 50%, 60%, keku atan tarik rata-rata maksimum pada komposit fraksi volume 60% yaitu sebesar 15,883 N/mm2dan kekuatan tarik rata-rata terkecil pada fraksi volume 40% yaitu sebesar 9,736 N/mm2. Pengujian bending komposit dengan fraksi volume 40%, 50%, 60%, kekuatan bending rata-rata maksimum pada komposit fraksi volume 60% yaitu sebesar 31,438 Mpa dan kekuatan bending rata-rata terkecil pada fraksi volume 40% yaitu sebesar 22,774 Mpa dan Hasil pengujian serap bunyi komposit serat enceng gondok, daya serap tertinggi pada fraksi volume 60% sebesar 10,03 dB, dan daya serap terkecil pada fraksi volume 50%. Pada foto makro pengujian tarik dan bending struktur patahan spesimen komposit bergelombang dan tidak beraturan.Pada fraksi volume 40%, 50%, 60%terjadi proses pembesaran void dan pull-out fiber sangat mendominasi.

(8)

viii

ANALYSIS OF COMPOSITE WITH REINFORCEMENTS OF 40% EICHHORNIA CRASSIPES FIBER AND 60% ALBIZIA CHINENSIS SAWDUST IN

THE VOLUME FRACTION 40%, 50%, 60% WITH THE MATRIX OF POLYESTER RESIN FOR THE ACOUSTIC PANEL

Tri Martanto Adi N, Wijianto, Supriyono

Mechanical Engineering, Muhammadiyah University of Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura

Email: tri.martanto333@gmail.com

ABSTRACT

The research on the composite with reinforcements of Eichhornia crassipes fiber and sawdust aimed to knowing the tensile strength, bending, sound absorption, and describing the macro image of the results from the tensile testing and the bending testing of the volume fraction 40%, 50%, 60%.

The early process was taking the Eichhornia crassipes stems then continued with drying them under the sun for about 10 days untill really dry, after that planed them using a wire brush till the fiber was separated from the leather of Eichhornia crassipes. The making of specimen used the method of Hand Lay-up, with a comparison of 40% Eichhornia crassipes fiber and 60% Albizia Chinensis sawdust using polyester resin of 157 BQTN Series. The processes of testing were the tensile testing which used ASTM D638-02 Standard, the bending test which used ASTM D790-02 Standard, and the sound absorption which used ANSI S1-13 Standard test with the volume fraction 40%, 50%, 60%.

The result of the tensile testing of composite with the volume fraction 40%, 50%, 60% revealed that the average maximum tensile strength in the composite of the volume fraction 60% is as much as 15,883 N/mm2 and the smallest average tensile strength in the volume fraction 40% is as much as 9,736 N/mm2. In the bending test of the composite of the volume fraction 40%, 50%, 60%, the average maximum bending strength in the composite of the volume fraction 60% is as much as 31,438 Mpa and the smallest average bending strength in the volume fraction 40% is as much as 22,774 Mpa, and the results of the sound absorption test on the composite of Eichhornia crassipes fiber revealed that the highest absorption power in the volume fraction 60% is as much as 10,03 dB, and lowest absorption power was in the volume fraction 50%. In the macro image of the tensile testing and the bending test, the fracture structure of composite specimen was billow and irregular. In the volume fraction 40%, 50%, 60%, a process of enlargement of void and pull-out fiber dominated much.

(9)

ix

HALAMAN PERSEMBAHAN

Dengan rasa syukur kehadirat Allah SWT, beserta Rasulnya, bangga, haru, serta bahagia yang mendalam setelah melewati berbagai cobaan, halangan maupun rintangan dalam perjuangan yang panjang, saya persembahkan tugas akhir ini kepada :

1. Bapak saya tercinta yang mendidik, memberi dukungan motivasi dan membiayai hidup dan pendidikan saya hingga mengantarkan saya bisa melanjutkan ke universitas dan sekarang bisa menjadi Sarjana Teknik Mesin.

2. Ibunda yang sangat saya cintai, beribu-ribu terimakasih saya ucapkan, dari arahan dan keikhlasan ibu merawatku dengan penuh kasih sayang, hingga saat ini saya bisa menjadi Sarjana Teknik Mesin karena tak lepas dari dari bimbingan Ibunda dan bapak tercinta, semoga anakmu ini bisa membuat bapak dan ibu bahagia dan bangga

3. Tidak lepas juga untuk semua sahabat - sahabatku, kris, Ilham, Rizal, Daim, dan ika yang selalu memotivasi saya, dan terimakasih telah membantu dalam memberi solusi dan dukungan selama pengerjaan tugas akhir.

(10)

x

(11)

xi

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah, saya panjatkan kepada allah SWT atas segala rahmat dan nikmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat terselesaikan. Tugas akhir yang berjudul “ ANALISIS KOMPOSIT DENGAN PENGUAT SERAT ENCENG GONDOK 40% DAN SERBUK

KAYU SENGON 60% PADA FRAKSI VOLUME 40%, 50%, 60%

BERMATRIK RESIN POLYESTER UNTUK PANEL AKUISTIK ” dapat terselesaikan atas dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini saya selaku penulis dengan segala hormat dan ketulusan hati ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan sebesar – besarnya kepada :

1. Bapak Ir. H. Sri Sunarjono, MT, Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Tri Widodo Besar R., ST, MSc., Ph.D, selaku jurusan Teknik Mesin.

3. Bapak Wijianto, ST. Meng. SC, selaku Dosen pembimbing I yang telah membimbing serta bersedia meluagkan waktunya untuk memberikan arahan dan penjelasan dalam penulisan Tugas Akhir ini.

4. Bapak Supriyono, Ph.D selaku Dosen pembimbing II yang telah bersedia memberikan bimbingan dan arahan dalam penyusunan Tugas Akhir ini

5. Bapak Joko Sedyono, ST,M.Eng, Ph.D, selaku Dosen penguji yang telah memberikan arahan dalam penyusunan Tugas Akhir.

6. Staf Tata Usaha Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta yang membantu kelancaran Tugas Akhir.

(12)

(13)

xiii DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ... v

HALAMAN MOTTO ... vi

ABSTRAKSI ... ... vii

HALAMAN PERSEMBAHAN ... ix

KATA PENGANTAR ... xi

DAFTAR ISI ... xiii

DAFTAR GAMBAR ... xvi

DAFTAR TABEL ... xviii

DAFTAR LAMPIRAN ... xix

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Perumusan Masalah ... 2

1.3. Pembatasan Masalah ... 3

1.4. Tujuan Penelitian ... 3

1.5. Manfaat Penelitian ... 4

1.6. Sistematika Penulisa Laporan... 4

BAB II LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ... 6

(14)

xiv

2.2. Landasan Teori ... 8

2.2.1. Pengertian Komposit ... 8

2.2.2. Klasifikasi Komposit ... 9

2.2.3. Unsur Pembentuk Komposit ... 13

2.2.4. Pengujian Tarik ... 18

2.2.5. Pengujian Bending ... 21

2.2.6. Pengujian Serapan Bunyi ... 22

BAB III METODE PENELITIAN ... 25

3.1. Diagram Alir Penelitian ... 25

3.2. Study Pustaka dan Survey Lapangan ... 26

3.3. Persiapan Benda Uji ... 26

3.3.1. Bahan-bahan Yang Digunakan... 26

3.3.2. Alat-alat Yang Digunakan... 27

3.4. Pembuatan Benda Uji ... 29

3.5. Pengujian Spesimen ... 30

3.5.3. Pengujian Serap Bunyi ... 33

3.5.4. Foto Makro Patahan ………. .. 34

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 35

4.1. Data Hasil Pengujian ... 35

4.1.2. Pembahasan Pengujian Tarik ... 40

4.1.4. Pembahasan Pengujian Bending ... 42

4.1.5. Pengujian Serap Bunyi ... 44

4.1.6. Pembahasan Pengujian Serap Bunyi ... 45

4.1.7. Pengamatan Foto Makro ... 46

(15)

xv

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 52 5.1. Kesimpulan ... 52 5.2. Saran ... ... 53 DAFTAR PUSTAKA

(16)

xvi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1.Continous fiber composite ... 10

Gambar 2.2. Woven fiber composite ….…. ... 10

Gambar 2.3.Chopped fiber composite ... 10

Gambar 2.4.Hybrid composite ... ... 10

Gambar 2.5.Paticulate Composite...……….. .. 11

Gambar 2.6. Laminates Composites ... …… 12

Gambar 2.7. Polyester dan Katalis ... 15

Gambar 2.8Sifat komposit pada pengujian tarik ... 19

Gambar 2.9 Pengujian Bending... ... 22

Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian.. . ………... 25

Gambar 3.2 Resin Polyester yucalac BQTN 157 ... 26

Gambar 3.3. Serat Enceng Gondok... 27

Gambar 3.4. Timbangan Digital ... 27

Gambar 3.5. Cetakan benda uji ... 28

Gambar 3.6. Alat bantu lain ... 28

Gambar 3.7 Bentuk spesimen uji tarik ... 30

Gambar 3.8. Bentuk spesimen uji bending ... 32

Gambar 3.9. Alat uji serap bunyi ... 33

Gambar 4.1 Geometri Pengujian... ... 35

Gambar 4.2. Histogram Rata – rata Tegangan Tarik……….. 39

Gambar 4.3. Histogram Modulus Elastisitas Tarik ………. .... 40

Gambar 4.4. Histogram kekuatan bending rata-rata..……….………… 43

(17)

xvii

Gambar 4.6. Dimensi pengujian serap bunyi ... 45 Gambar 4.7. Histogram hubungan antara kemampuan serap bunyi

dengan fraksi volume serat enceng gondok ……… 45 Gambar 4.8. Hasil foto makro spesimen uji tarik fraksi volume 40%... 46 Gambar 4.9. Hasil foto makro spesimen uji tarik fraksi volume 50%. .. 47 Gambar 4.10. Hasil foto makro spesimen uji tarik fraksi volume 60%. 47 Gambar 4.11. Hasil foto makro spesimen uji bending fraksi volume

40%... 48 Gambar 4.12. Hasil foto makro spesimen uji bending fraksi volume

50%... 48 Gambar 4.12. Hasil foto makro spesimen uji bending fraksi volume

(18)

xviii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Sifat-sifat resin unsaturated polyester 157 BQTN-EX ... . 15

Tabel 2.2. Berat jenis serat ... .. 17

Tabel 2.3. Berat jenis serbuk kayu sengon ... .. 18

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Tarik Pada Fraksi (40%, 50%, 60%) ... .. 37

Tabel 4.2. Hasil Pengolahan Data Pengujian Tarik Pada Fraksi 50% . .. 38

Tabel 4.5. Dimensi Pengujian Bending ... .. 41

Tabel 4.6. Data Hasil Pengujian Bending ASTM D790 ... .. 42

(19)

xix

DAFTAR LAMPIRAN

1. Grafik Tegangan – Regangan Hasil Pengujian Tarik 2. Hasil Perhitungan Tarik

3. Grafik Pengujian Bending