Sifat mekanis komposit berpenguat serat tapis kelapa sebagai bahan alternatif bumbung gender wayang.

(1)

(2)

DAFTAR ISI

Kata Pengantar

ii

Daftar Isi

iii

Makalah KNEP IV - 2013

iii

Grup Engineering Perhotelan

, 5 & # 6& 2 .$ &!#

"

/

3

/ 75& 5 869:

&; 8#: 2 #

0

Grup konversi energi

! 2 "(#1'

"$#-+&

/2

" # / 3-"'!

"# $ 1 #"(#-&

4/

1 <+= >#?%

4 2 5 65 #" #1

47

3

$ ! ; 2 "8

22

@

, $ / 9; ,; A &5

89,A: 2 ''#1'!"

27

*

1 55 2

92

-

5 2 &&" (#"! &#"1!#1 "&!8

9:

)

,

& 81& 15 B: 3 !&!#"

1

0:

C

/ & 2 .&

;7

(3)

1

#$

2 $#* )$#*#!!

922

#$3

5 5

2 #!

#""'!#-927

#$*

, 52

'#!'

.

99/

#$-

, $ ( , # , ( / (

? A& 2 =#''"#'

99:

#$)

, A /F / $B 8/$:

, , 2 '" #-"'# "((#

$# "

90:

#$C

2 1&!

9;0

#$

& ! 25

; 55& 8 : 2 1'"

972

#$

& ;

! & @H 2 !1'&"#5#!!"

977

#$

/ 5 ;2& !

& 2 5# !1'&"

9<7

#$

(! /, 3@ / 5 E $

/ ( / # , 3'$''#'

'"#'$'

9:0

#$3

! 55&

2 " # #%! "'#

0>2

#$@

5& 2 '

# '

0/2

#$*

/ # & / # (! 2 '#"'!##''

0/:

(4)

Prosiding Konferensi Nasional Engineering Hotel IV, Universitas Udayana, Bali, 27-28 Juni 2013

449

Sifat mekanis komposit berpenguat serat tapis kelapa sebagai bahan alternatif

bumbung gender wayang

I Putu Lokantara, Ngakan Putu Gede Suardana, I Made Gatot Karohika

Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Udayana, Denpasar, Indonesia lokantara_santri@yahoo.com

Abstrak

Tujuan penelitian ini untuk mendapatkan bahan pengganti bambu untuk bumbung gender wayang. Bahan penelitian adalah serat tapis kelapa berukuran 5 mm, 10 mm dan 15 mm yang diberi perlakuan NaOH selama 2 jam, polyester jenis Yukalac 157 BQTN, hardener jenis MEKPO, dan Gliserin. Spesimen uji komposit dibuat dengan teknik Hand lay-up. Fraksi volume serat 20%, 25%, 30%, Uji impact standar ASTM D256, Uji Three Point Bending standar ASTM D790, Uji Tarik standar ASTM D3039.

Hasil penelitian uji bending tidak terlihat trend yang jelas pada panjang serat 5 mm, 10 mm, 15 mm dan fraksi volume 20%, 25%, 30%, terhadap kekuatan lenturnya. Secara statistik tidak terlihat ada pengaruh yang significant dari variasi fraksi serat dan panjang serat terhadap kekuatan lentur komposit. Spesimen bambu memiliki kekuatan lentur dua setengah kali lebih tinggi dibandingkan komposit. Pada pengujian tarik terlihat trend kekuatan tarik yang meningkat seiring meningkatnya fraksi volume serat maupun panjang serat. Tegangan tarik tertinggi pada komposit dengan panjang serat 15 mm dengan fraksi volume 30% sebesar 25,75 MPa. Kekuatan tarik komposit tiga kali lebih rendah dibandingkan kekuatan tarik bambu. Hal ini disebabkan karena serat-serat yang teratur dan panjang pada bambu mampu menahan beban yang lebih baik dibandingkan dengan komposit. Hasil Uji impact komposit menunjukkan trend peningkatan kekuatan impact seiring dengan bertambahnya fraksi volume serat dan panjang serat. Kekuatan impact tertinggi pada komposit dengan panjang serat 15 mm dengan fraksi volume 30% sebesar 0.0255 Nm/mm2. Dibandingkan dengan bahan bambu yang memiliki kekuatan impact 0.0246 Nm/mm2, kekuatan impact komposit dengan komposisi panjang serat 15 mm dan fraksi volume 30% sudah dapat mengimbangi kekuatan impact dari bambu. Hal ini merupakan indikasi yang berguna untuk penelitian berikutnya dimana bambu yang mengalami beban impact bisa digantikan materialnya dengan menggunakan komposit dengan komposisi fraksi volume serat 30% dan panjang serat 15 mm.

Kata kunci: gender, komposit, fraksi volume, uji tarik, uji bending, uji impact

1. Pendahuluan

Gender biasa digunakan sebagai pada kegiatan seperti pernikahan, upacara tiga bulanan, juga digunakan mengiringi pertunjukan wayang kulit. Saat ini wisatawan banyak yang tertarik mempelajari alat musik ini. Bumbu yang digunakan sebagai bahan gender merupakan bambu khusus yang dipilih sehingga dapat menghasilkan nada yang baik. Bambu adalah bahan alami yang memiliki sifat yang mudah menyerap uap air dan perubahan suhu, sehingga mudah retak, mengkerut atau mengembang serta menjadi tempat bagi serangga sejenis ngengat yang mengakibatkan rusaknya bumbung sehingga mengurangi kualitas suara gender yang

dihasilkan.

Penggunaan serat alami sebagai penguat komposit merupakan terobosan penting dalam menggeser penggunaan serat sintetis ataupun bahan logam lainnya yang dari segi ekonomisnya jauh lebih mahal. Penggunaan serat alam memiliki beberapa keunggulan seperti memiliki spesifikasi kekuatan dan modulus yang baik, murah dari segi ekonomi, massa jenis lebih rendah, proses pengolahan yang lebih sederhana, jumlahnya

melimpah, tidak mengganggu pernafasan serta lebih aman untuk lingkungan[1]

Para peneliti di bidang material juga sudah mencoba menggunakan komposit berpenguat serat alam yakni menggunakan komposit berpenguat serat limbah pisang sebagai bahan interior otomotif dan pesawat terbang. Penelitian lain menyebutkan bahwa limbah serat sawit memiliki kekuatan dan regangan tarik yang lebih besar daripada matrik polyester dan treatment Alkali (NaOH 5%) pada serat alami meningkatkan kristanilitas,

yang disebabkan oleh hilangnya lignin, lapisan lilin dan kotoran lainnya pada permukaan serat[2].

Keunggulan-keunggulan yang dimiliki oleh komposit berpenguat serat alam juga memberikan inspirasi untuk melakukan penelitian pada serat tapis kelapa. Serat tapis kelapa sekarang ini banyak dikembangkan untuk berbagai macam keperluan dari bahan baku industri karpet, jok dan dashboard mobil, kasur dan masih banyak lagi. Penelitian komposit polyester dengan penguat serat tapis kelapa panjang 10 mm dengan perendaman NaOH 5% selama 2 jam, 4jam, dan 6 jam. Kekuatan tarik dan bending tertinggi diperoleh pada komposit pada perendaman selama 2

jam yaitu masing-masing 58.8 Mpa dan 125.98 Mpa[3]. Penelitian komposit poliester berpenguat serat tapis

lembaran diperoleh hasil bahwa kekuatan tarik dan lentur tertinggi dicapai oleh komposit dengan perlakuan

serat 4 jam yaitu masing-masing 48.49 MPa dan 109.07 Mpa, sedangkan untuk serat yang di-chop kekuatan tarik

dan lentur maksimum (58.8 MPa dan 125.98 MPa.) diperoleh pada perendaman serat 2 jam[4].

Sehingga dari latar belakang diatas maka akan diteliti komposit poliester berpenguat serat tapis kelapa sebagai alternatif untuk pengganti bumbung bambu gender. Penelitian tahun I adalah untuk menentukan

(5)

Prosiding KNEP IV 2013

•

ISSN 2338 - 414X

450

ini digunakan serat tapis kelapa di-chop dengan panjang 5 mm, 10 mm, 15 mm dengan fraksi volume 20%, 25%, 30% dan diberi perlakuan NaOH.

2. Metodologi Penelitian

2.1. Bahan dan Alat a. Bahan

· Tapis kelapa

· Bahan untuk matrik adalah Polyester(UPRs) jenis Yukalac 157 BQTN.

· Hardener metil etil keton peroxide jenis MEKPO, .

· Bahan kimia untuk perlakuan terhadap Tapis kelapa adalah NaOH 5%.

· Pelapis (coating) untuk memberikan lapisan pada cetakan agar material benda kerja tidak lengket

dengan cetakan.

b. Alat-alat

· Cetakan spesimen uji yang terbuat dari kaca dengan ukuran lubang dalam adalah 300 mm x 300

mm.

· Cetakan aluminium untuk pembuatan bungbung komposit.

· Mesin pemotong spesimen

· Gunting untuk memotong Tapis kelapa, sarung tangan.

· Alat uji bending (three point bending), alat uji impact, alat uji tarik

2.2. Langkah penelitian Pembuatan Komposit

· Tapis Kelapa dikeringkan secara alami untuk menghilangkan kadar air.

· Bersihkan tapis kelapa dari kotoran ataupun getah yang masih menempel untuk memudahkan

proses pemisahan serat.

· Pisahkan tapis kelapa hingga menjadi serat-serat terpisah.

· Potong tapis kelapa yang sudah dipisah-pisah masing-masing berukuran 5, 10 dan 15 mm secara

memanjang dan cari fraksi volumenya 20%, 25%, 30%

· Rebus serat tapis yang sudah dipotong pada temperatur 1000 C selama 1 jam untuk

menghilangkan debu dan kotoran yang melekat pada serat tapis.

· Bilas dengan air bersih agar serat menjadi bersih, kemudian keringkan dalam oven selama 12 jam

pada temperatur 700 C

· Rendam masing-masing tapis kelapa yang telah dipotong-potong tersebut ke dalam zat kimia 5%

NaOH selama 2 jam kemudian bilas dengan air sampai bersih.

· Kemudian keringkan kembali potongan serat tapis kelapa di dalam oven selama 12 jam pada suhu

700 C.

· Lapisi cetakan kaca dengan Gliserin agar resin tidak melekat pada cetakan, ratakan dengan tisu

untuk menipiskan lapisan Gliserin.

· Tempatkan bingkai cetakan sesuai dengan tebal komposit yang akan dibuat

· Campurkan resin dengan 1% hardener dalam gelas ukur yang disediakan dan catat volume

campuran setiap penuangan.

· Campuran polyester-hardener dituangkan secara uniform sebagai lapisan pertama ke dalam

cetakan, dan lapisan kedua yaitu tapis kelapa diletakkan di atas lapisan pertama. Lapisan kedua

dari campuran polyester ditambahkan sampai mendekati ketebalan yang diinginkan.

· Cetakan yang telah berisi komposit dimasukkan kedalam Vacuum Dessicator sampai tekanan -60

cmHg (Suardana, 2006). Tujuannya untuk menghilangkan gelembung-gelembung udara dan uap air yang terperangkap pada komposit.

· Keluarkan cetakan dari Vacuum Dessicator dan keringkan, setelah benar-benar kering keluarkan

komposit dari cetakan.

· Spesimen di Post curing dengan suhu 600 C selama 1 jam untuk memperbaiki cross linking antara

matrik dan seratnya

· Pengamatan Bentuk Fisik Komposit, komposit yang berhasil dicetak, diamati apakah spesimen uji

melengkung. Spesimen uji yang akan digunakan adalah spesimen uji yang tidak melengkung.

Persiapan pengujian mekanis

Benda uji komposit dengan variasi panjang serat 5 mm, 10 mm, 15 mm dan variasi fraksi volume 20%, 25%, 30% masing-masing dibuat sebanyak 3 buah. Sebagai pembanding juga dibuat spesimen uji dari bambu untuk mengetahui karakteristik mekanisnya. Pengujian spesimen: uji three point bending, uji impact, uji tarik.

(6)

Prosiding Konferensi Nasional Engineering Hotel IV, Universitas Udayana, Bali, 27-28 Juni 2013

451

3. Hasil dan pembahasan

3.1. Hasil Perhitungan Uji Impact

Pengujian Impact dilakukan di Laboratorium Logam Jurusan Teknik Mesin Universitas Gajah Mada

Jogjakarta. Berdasarkan pengujian Impact yang telah dilakukan, didapatkan data seperti ditunjukkan pada tabel

3.1

Tabel 3.1 Kekuatan Impact Komposit

Perlakuan Serat Fraksi Volume Bambu

NaOH 20% 25% 30%

0.007777550 0.015500031 0.015487836

Panjang Serat 0.011627321 0.015487836 0.011631911

5 mm 0.007779092 0.015484790 0.011625023

0.011625023 0.011636476 0.023227185

0.015472607 0.011634184 0.015487836

Rata-rata 0.010856319 0.013948663 0.015491958

0.011645646 0.027098383 0.015515302

Panjang Serat 0.011634184 0.011634184 0.023231754

10 mm 0.019359795 0.015500031 0.023231754

0.015484790 0.019359795 0.023227185

0.015496992 0.015496992 0.015527528

Rata-rata 0.014724282 0.017817877 0.020146705

0.019359795 0.027098383 0.027103713

Panjang Serat 0.023231754 0.011636476 0.027125054

15 mm 0.011636476 0.027103713 0.030969580

0.015503095 0.027077062 0.019378869

0.023227185 0.023250047 0.023250047

Rata-rata 0.018591661 0.023233136 0.025565452

Bambu

0.0215385 0.0230769 0.0261538 0.0246154 0.0276923

Rata-rata 0.024615

Berdasarkan data di atas, dapat dibuat grafik hubungan antara kekuatan Impact dengan variasi panjang

serat dan variasi fraksi volume serat serta dibandingkan dengan bamboo

Gambar 3.1 Grafik Pengaruh variasi panjang serat dan Fraksi volume terhadap kekuatan Impact komposit

3.2. Pembahasan Uji Impact

Dari Gambar 3.1 terlihat bahwa ada trend peningkatan kekuatan impact seiring dengan bertambahnya fraksi volume serat dan bertambahnya panjang serat. Dari Pengujian dan perhitungan data maka didapatkan nilai

kekuatan impact tertinggi pada komposit dengan panjang serat 15 mm dengan fraksi volume 30% sebesar

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

20%

25%

30%

bambu

K

e

ku

a

ta

n

I

m

p

a

ct

(

Nm

/m

m

2

)

Variasi Fraksi Volume Serat

Grafik variasi fraksi volume serat dan panjang serat

terhadap kekuatan impact

5 mm

10 mm

15 mm

(7)

Prosiding KNEP IV 2013

•

ISSN 2338 - 414X

452

0.0255Nm/mm2 Sedangkan panjang serat 5 mm dengan fraksi volume 20% didapat nilai kekuatan impact terkecil

sebesar 0.0108 Nm/mm2, dan nilai kekuatan impact dengan panjang serat 10 mm dengan fraksi volume 30%

sebesar 0.0201 Nm/mm2. Dari Gambar 3.1. diatas juga terlihat bahwa kekuatan impact komposit dengan

komposisi panjang serat 15 mm dan fraksi volume 30% sudah dapat mengimbangi kekuatan impact dari bambu. Hal ini menunjukkan indikasi yang berguna untuk penelitian berikutnya dimana bambu yang mengalami beban impact bisa digantikan materialnya dengan menggunakan komposit dengan komposisi fraksi volume serat 30% dan panjang serat 15 mm.

3.3. Hasil Foto Mikro

Berdasarkan Gambar 3.2 terdapat interaksi antara matrik dan serat masih cukup besar berpengaruh

terhadap kekuatan impact komposit serat tapis kelapa. dimana terlihat pullout yang disebabkan kerapuhan matrik

yang menyebabkan serat terlepas, rapuhnya matrik disebabkan campuran resin dan catalis kurang sempurna dan pada saat pengadukan yang kurang merata, serta terdapatnya void. dan terlihat juga guratan-guratan matrik (matriks flow) yang masih banyak pada permukaan patahan yang memiliki pengaruh juga terhadap kekuatan

impact komposit tersebut. dan terdapat crack deflection yang disebabkan karena posisi serat pada permukaan patahan miring mengikuti daerah patahan.

Komposit (Ia) PS 5. F 20% Komposit (IIb) PS 10. FV 20%

Komposit (IIIc) PS 15. FV 20%

Gambar 3.2 Foto Mikro pada komposit dengan nilai terkecil dengan pembesaran 10x pada stereo microscope

Pada Gambar 3.3 terdapat perbedaan dimana komposit dengan panjang serat 5 mm dengan fraksi 30% permukaan patahannya tampak lebih gelap yang artinya sudah semakin sedikit terjadinya interaksi antara serat

dan matrik terhadap pembebanan pada uji impact, walaupun masih terlihat ada pullout dan matrik flow yang

terjadi, kecil pengaruhnya karena jumlah serat dan luas permukaan retakan sudah mengecil. Pada Gambar 3.2 pada komposit dengan kekuatan impact terkecil di daerah patahan terlihat juga partikel-partikel kecil yang menempel pada matrik yang berbentuk seperti pecahan-pecahan kecil, ini diakibatkan karena di daerah yang mengalami pecahan-pecahan kecil masih kebayankan catalis yang disebabkan kurang merata campuran dan saat pengadukan antara resin dengan katalis.

3.3.Uji Bending

Hasil Perhitungan

Komposit (Ia) PS 5. FF 20% Komposit (IIb) PS 10. FF

Komposit (IIIc) PS 15. FV 20%

2WNNQWV

%TCEM&GHNGEVKQP

/CVTKMUHNQY

%TCEM&GHNGEVKQP

(8)

453

Pengujian bending dilakukan di Laboratorium Logam Jurusan Teknik Mesin Universitas Gajah Mada

Jogjakarta. Berdasarkan pengujian Bending yang telah dilakukan, didapatkan data seperti ditunjukkan pada

tabel 3.2

Gambar 3.4 Dimensi Spesimen Uji Lentur

Sumber : ( ASTM D790 – 03 )

Tabel 3.2 Tegangan Lentur Komposit

Fraksi Volume Serat Bambu

20% 25% 30%

(Mpa) (Mpa) (Mpa) (MPa)

Panjang Serat 5 mm

56.176 38.802 48.647

46.910 40.539 36.485

45.751 47.489 45.172

42.277 41.698 45.172

37.644 29.536 32.431

Rata-rata _45.751 _39.613 _41.582

Panjang Serat 10 mm

43.435 38.223 37.644

77.025 28.957 69.496

56.755 39.381 42.856

50.385 34.169 51.543

50.385 55.597 59.072

Rata-rata _55.597 _39.265 _52.122

Panjang Serat 15 mm

47.489 56.755 40.539

25.482 56.755 52.701

72.971 71.233 43.435

41.698 42.856 45.751

33.011 42.856 49.226

Rata-rata _44.130 _54.091 _46.331

130.56378

129.6378

131.02677

131.48976

130.10079

Rata-rata 130.5638

OO

O

OO

(9)

Prosiding KNEP IV 2013

•

ISSN 2338 - 414X

454

Gambar 3.5. Grafik Hubungan Fraksi Volume Serat Terhadap Tegangan Lentur

Pembahasan Uji Lentur

Penelitian sebelumnya yang telah dilakukan (Hariyanto 2009) disimpulkan bahwa kekuatan tarik dan kekuatan impact dipengaruhi oleh fraksi volume serat, semakin tinggi fraksi volume serat maka semakin tinggi pula kekuatannya. Tetapi pada penelitian kali ini tidak terlihat trend yang jelas dari panjang serat 5 mm, 10 mm, 15 mm dan fraksi volume 20%, 25%, 30%, terhadap kekuatan lenturnya.

Kekuatan lentur pada masing-masing fraksi volume serat cenderung merata tetapi dengan panjang serat yang berbeda-beda. Pada fraksi volume 20 % kekuatan lentur tertinggi pada panjang serat 10 mm, pada fraksi volume 25 % kekuatan lentur tertinggi pada panjang serat 15 mm, pada fraksi volume 30 % kekuatan lentur tertinggi pada panjang serat 10 mm. Pada penelitian ini secara statistik tidak terlihat ada pengaruh yang significant dari variasi fraksi serat dan panjang serat terhadap kekuatan lentur komposit.

Dari gambar 5.5 diatas terlihat dengan jelas bahwa specimen bambu memiliki kekuatan lentur dua setengah kali lebih tinggi dibandingkan komposit. Penurunan kekuatan lentur yang terjadi kemungkinan

disebabkan kekosongan pada rongga-rongga matrik serta posisi serat yang mengalami Crack deflection pada

daerah pembebanan yang mengakibatkan komposit tidak mampu menahan beban. Kemungkinan kedua karena

penggelembungan lembaran komposit tapis kelapa yang mengakibatkan adanya voids. Voids pada suatu material

komposit akan sangat mengurangi kekuatan material tersebut, begitu juga dengan daerah yang kaya matrik karena tidak adanya penguatan pada daerah tersebut.

3.3. Uji Tarik

Pengujian Tarik dilakukan di Laboratorium Logam Jurusan Teknik Mesin Universitas Gajah Mada Jogjakarta.

Gambar 3.7. Dimensi Spesimen Uji Tarik

Sumber : (ASTM D 3039)

Tabel 3.4.Tegangan Tarik Komposit (dalam MPa)

0

20

40

60

80

100

120

140

20%

25%

30%

bambu

K

e

ku

a

ta

n

Be

n

d

in

g

(

M

P

a

)

Grafik variasi volume serat dan panjang serat terhadap

kekuatan bending

5 mm

10 mm

15 mm

(10)

455

Fraksi volume serat Bambu

20% 25% 30%

Panjang serat 5 mm

13.48 18.25 20.28

14.70 14.20 22.47

10.48 18.11 20.44

13.58 16.97 20.12

16.47 18.90 20.97

RATA-RATA 13.74 17.29 20.85

Panjang serat 10 mm

17.37 18.61 23.14

15.98 19.18 24.15

5.53 19.32 21.97

17.34 24.65 21.80

23.46 19.47 19.82

RATA-RATA 15.94 20.25 22.18

Panjang serat 15 mm

17.24 16.22 26.16

17.10 22.64 24.65

15.72 22.30 27.05

16.60 24.10 24.65

20.28 22.64 26.26

RATA-RATA 17.39 21.58 25.75

78.36 75.13 80.93 79.14 77.14

RATA-RATA 78.14

Berdasarkan data di atas, dapat dibuat grafik hubungan antara tegangan tarik dengan variasi panjang

serat dan fraksi volume.

Gambar 3.8. Grafik pengaruh variasi panjang serat dan fraksi volume terhadap tegangan tarik

Dari Gambar 3.8 terlihat trend kekuatan tarik yang meningkat seiring meningkatnya fraksi volume serat maupun panjang serat. Dari data yang ada pada penelitian ini didapatkan nilai tegangan tarik tertinggi

pada komposit dengan panjang serat 15 mm dengan fraksi volume 30% sebesar 25,75MPa. Sedangkan panjang

serat 5 mm dengan fraksi volume 20% didapat nilai tegangan tarik terkecil sebesar 13,74 Mpa. Dibandingkan dengan bambu kekuatan tarik komposit tiga kali lebih rendah. Hal ini disebabkan karena pada bambu serat-seratnya teratur dan panjang yang mampu menahan beban yang lebih baik dibandingkan dengan komposit. Pada komposit, orientasi serat dibuat acak agar mampu menahan beban tarik yang lebih merata kearah memanjang dan arah melebar.

0

20

40

60

80

100

5 mm

10 mm

15 mm

bambu

Kek

u

at

an

T

ar

ik

(MP

a)

Grafik Variasi Fraksi Volume Serat dan Panjang

Serat Terhadap Kekuatan Tarik

20%

25%

30%

(11)

Prosiding KNEP IV 2013

•

ISSN 2338 - 414X

456

Hasil Foto Mikro

Komposit 5 mm - 20% Komposit 15 mm - 20%

Gambar 3.9. Foto Mikro pada komposit dengan nilai terkecil dengan pembesaran 10x pada stereo microscope

Dari gambar 3.9 diatas dengan hasil nilai terkecil rata – rata terlihat pada fraksi volume 20% baik pada

panjang 5 mm,10 mm,15 mm dimana masih banyak adanya matrik flow yang disebabkan tidak adanya serat di

daerah matrik yang menyebabkan saat menerima pembebanan komposit menjadi rapuh dan mudah patah,

terjadinya matrik flow tersebut diakibatkan karena kurang meratanya penaburan serat pada saat pencetakan

komposit. Sedangkan sumber patahannya terlihat disebabkan karena adanya crack deflection yang disebabkan

karena posisi serat pada permukaan patahan miring mengikuti daerah patahan yang mengakibatkan retakan akan mengikuti alur dari posisi serat yang miring.

Pullout yang diakibatkan karena ikatan antara serat dengan matrik tidak kuat, sehingga serat

terlepas dari ikatan matrik, debonding terjadi karena terlepasnya serat dari matrik yang menyebabkan

terbentuknya lubang pada matrik.

4. Kesimpulan dan Saran

4.1. Kesimpulan

Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa;

Trend peningkatan kekuatan impact seiring dengan bertambahnya fraksi volume serat dan

bertambahnya panjang serat. Dari Pengujian dan perhitungan data maka didapatkan nilai kekuatan impact

tertinggi pada komposit dengan panjang serat 15 mm dengan fraksi volume 30% sebesar 0.0255 Nm/mm2

Sedangkan panjang serat 5 mm dengan fraksi volume 20% didapat nilai kekuatan impact terkecil sebesar 0.0108

Nm/mm2, dan nilai kekuatan impact dengan panjang serat 10 mm dengan fraksi volume 30% sebesar 0.0201

Nm/mm2. Dibandingkan dengan bahan bambu, kekuatan impact komposit dengan komposisi panjang serat 15

mm dan fraksi volume 30% sudah dapat mengimbangi kekuatan impact dari bambu. Hal ini menunjukkan indikasi yang berguna untuk penelitian berikutnya dimana bambu yang mengalami beban impact bisa digantikan materialnya dengan menggunakan komposit dengan komposisi fraksi volume serat 30% dan panjang serat 15 mm.

Pada penelitian uji bending tidak terlihat trend yang jelas dari panjang serat 5 mm, 10 mm, 15 mm dan fraksi volume 20%, 25%, 30%, terhadap kekuatan lenturnya.

Kekuatan lentur pada masing-masing fraksi volume serat cenderung merata tetapi dengan panjang serat yang berbeda-beda. Pada fraksi volume 20 % kekuatan lentur tertinggi pada panjang serat 10 mm, pada fraksi volume 25 % kekuatan lentur tertinggi pada panjang serat 15 mm, pada fraksi volume 30 % kekuatan lentur tertinggi pada panjang serat 10 mm. Pada penelitian ini secara statistik tidak terlihat ada pengaruh yang significant dari variasi fraksi serat dan panjang serat terhadap kekuatan lentur komposit. Specimen bambu memiliki kekuatan lentur dua setengah kali lebih tinggi dibandingkan komposit. Penurunan kekuatan lentur yang terjadi kemungkinan

disebabkan kekosongan pada rongga-rongga matrik serta posisi serat yang mengalami Crack deflection pada

daerah pembebanan yang mengakibatkan komposit tidak mampu menahan beban. Kemungkinan kedua karena

penggelembungan lembaran komposit tapis kelapa yang mengakibatkan adanya voids. Voids pada suatu material

komposit akan sangat mengurangi kekuatan material tersebut, begitu juga dengan daerah yang kaya matrik karena tidak adanya penguatan pada daerah tersebut.

Pada pengujian tarik terlihat trend kekuatan tarik yang meningkat seiring meningkatnya fraksi volume serat maupun panjang serat. Dari data yang ada pada penelitian ini didapatkan nilai tegangan tarik tertinggi

pada komposit dengan panjang serat 15 mm dengan fraksi volume 30% sebesar 25,75MPa. Sedangkan panjang

serat 5 mm dengan fraksi volume 20% didapat nilai tegangan tarik terkecil sebesar 13,74 Mpa. Dibandingkan

%TCEM&GHNGEVKQP

/CVTKMUHNQY

2WNNQWV

%TCEM&GHNGEVKQP

(12)

457

dengan bambu kekuatan tarik komposit tiga kali lebih rendah. Hal ini

disebabkan karena pada bambu serat-seratnya teratur dan panjang yang mampu menahan beban yang lebih baik dibandingkan dengan komposit. Pada komposit, orientasi serat dibuat acak agar mampu menahan beban tarik yang lebih merata kearah memanjang dan arah melebar.

4.2. Saran

Dari segi sifat mekanis terlihat bahwa baik kekuatan tarik, tegangan bending (lentur), bambu lebih tinggi dibandingkan dengan komposit. Tetapi kalau dilihat dari uji impact komposit dengan panjang serat 15 mm dan fraksi volume 30% sudah dapat mengimbangi kekuatan impact bambu. Hal ini menjadi indikator yang baik sebagai langkah untuk membuat bumbung komposit gender wayang, mengingat dalam operasionalnya bumbung gamelan sangat kecil menerima beban tarik, bending. Tetapi dalam proses pengerjaannya cukup rawan dengan beban impact. Disamping itu pula perlu dilakukan pengujian absorpsi (penyerapan) suara terhadap material komposit yang nantinya dibandingkan dengan bambu.

Ucapan Terima Kasih

Terima kasih kepada LPPM Universitas Udayana yang membiayai penelitian ini dari Dana DIPA, PNBP Universitas Udayana Tahun Anggaran 2011 Dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Penelitian Nomor : 21.28/

UN14/LPPM/Kontrak/2012 Tanggal 16 Mei 2012

Daftar Pustaka

[1]

Dhakal, H.N, Z.Y.Zhang, M.O.W Richardson,”Effect of water absorption on the mechanical properties of hemp fibre reinforced unsaturated polyester composites”, Elsevier , Composite Science and Technology, (2006)

[2]

Jamasri, Diharjo, K, Handiko, G. W., Studi Perlakuan Alkali Terhadap Sifat Tarik Komposit Limbah Serat

Sawit – Polyester, Prosiding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin IV, Universitas Udayana, Bali.(2005)

[3]

Suardana, N P G, Dwidiani Ni Made, (2007), Analisa Kekuatan Tarik Dan Lentur Komposit Polyester Serat

Tapis Kelapa Orientasi Acak Dengan Variasi Waktu Perlakuan NaOH.

[4]

NPG Suardana dan Cok Putri, Kekuatan tarik polyester/tapis kelapa akibat perendaman air, Proceeding

seminar Senamm 07 UI Jakarta, (2007)

[5]

[6]

Sharifah H Aziz and Martin P. Ansell, “The effect of alkalization and fibre alignment on the mechanical and thermal properties of kenaf and hemp bast fiber composites: Part 1 – polyester resin matrix”, Composites science and technology 64, Scincedirect.com, (2003) 1219-1230Toukourou M.M., Gakwaya A., Yazdani A.

[7]

Mohan Rao, K.M., and Mohana Rao, K., “Extraction and tensile properties of natural fibers: Vakka, date

and bamboo”, Elsevier, Composite structures (2005).

[8]

Nagaoka, Tsutomu., “Long natural fiber pellet : Its properties, applications and manufacturing process”, Mechanical and engineering company Kobe steel Co. LTD, Proceding of Korea-Japan workshop on natural fibers and wood Polyesterstics composites, Korea 2005.

[9]

Mwaikambo, L.Y., Ansell, M.P., “Hemp fibre reinforced cashew nut shell liquid composites”, Composites Science and Technology 63 (2003) 1297-1305.

[10]

Brahmakumar, M., Pavithran, C., and Pillai, R.M.,”Coconut fiber reinforced polyethylene composites such

as effect of natural waxy surface layer of the fiber on fiber or matrix interfacial bonding and strength of composites”, Elsevier , Composite Science and Technology, 65 (2005) pp. 563-569

[11]

Gonzalez, A. Valadez, J.M. Carvantes-Uc, R.Olayo, P.J.Herrera-Franco, “Effect of fiber Surface Treatment

on the fiber-matrix bond strength of natural fiber reinforced composites”, Elsevier, Composites part B 30 (1999), pp. 309-320

(13)

Prosiding KNEP IV 2013

•

ISSN 2338 - 414X

458