i
TUGAS AKHIR
ANALISA PENGARUH SAMBUNGAN MEKANIK TIPE
DOUBLE
LAP
TERHADAP KEKUATAN TARIK PADA KOMPOSIT
POLYESTER
SERAT BATANG PISANG
Disusun Sebagai Syarat-Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh : BAYU SUGIARTO
D200 090 068
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
v
ANALISIS PENGARUH SAMBUNGAN MEKANIK TIPE DOUBLE LAP TERHADAP KEKUATAN TARIK PADA KOMPOSIT
POLYESTER SERAT BATANG PISANG
Bayu Sugiarto, Ngafwan, Muh Alfatih Hendrawan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura E-mail: bayuengine@gmail.com
ABSTRAKSI
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kekuatan tarik lubang dicetak dan dibor pada sambungan mekanik komposit polyester tipe double lap pada serat batang pisang. Dan untuk mengetahui pengaruh penambahan fraksi volume serat sebesar 5% pada daerah sekitar lubang pada sambungan tipe double lap
Pembuatan komposit diawali dengan persiapan bahan yang akan digunakan yaitu resin polyester, hardener, serat pohon batang pisang. Setelah itu proses yang pertama pemotongan dan penglupasan kulit pohon batang pisang pada lapis ke tiga dari luar, kemudian dilanjutkan proses pengepresan agar bagian dalam kulit batang pisang mudah dihilangkan sampai tersisa serat bagian luar, setelah itu dipotong dan dimasukan kedalam paralon yang sudah diisi dengan air lalu dilanjutkan proses perendaman selama 1 bulan agar mudah saat pengambilan serat. Penjemuran awal dilakukan pada ruang tanpa sinar mata hari selama 1 hari. Selanjutnya perlakuan alkali KMnO4 2% selama 2 jam dilanjutkan pengeringan pada ruang tanpa sinar mata hari. Pembuatan komposit dengan metode hand lay up perbandingan serat ±30% dengan mempersiapkan serat dimasukan dalam oven pada temperatur 310C hinga kadr air mencapai 12% sampai 15% kemudian serat diambil dan disusun sejajar. Pengujian tarik untuk mengetahui kekuatan tarik dan gayang maksimum yang terjadi pada lubang, dan foto makro sambungan komposit polyester serat batang pisang.
Dari hasil pengujian menunjukan bahwa gaya maksimum pada specimen sambungan komposit yang pembuatan lubangnya dibor tanpa penembahan fv dan setelah penambahan fv 5% mengalami penigkatan dari 218,874 N menjadi 228,200 N, sedangkan untuk specimen lubangnya dicetak tanpa penambahan fv dan setelah penambahan fv 5% dari 288,252 N menjadi 598,914 N. Selanjutnya pada foto makro terjadi pull-out fiber pada specimen komposit lubang dibor dan dicetak.
vi
ANALYSIS OF EFFECT OF EXPOSURE TO MECHANICAL
LAP TAPE DOUBLE STRENGTH TENSILE POLYESTER FIBER
COMPOSITES IN BANANA STEM
Bayu Sugiarto, Ngafwan, Muh Alfatih Hendrawan
Mechanical Engineering University of Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol post I Pabelan, Kartasura
E-mail: bayuengine@gmail.com
ABSTRACTION
This study aims to determine the influence of tensile strength and drilled holes printed on polyester composite mechanical connection type double lap on banana stem fibers. And to determine the effect of fiber volume fraction of 5% in the area around the hole on the connection type double lap
Composite manufacture begins with the preparation of materials to be used are polyester resin, hardener, fiber banana tree trunks. After the first process of cutting and peel bark banana stems in layers to three from outside, then continue pressing process so that the inner bark of banana easily removed until the remaining fiber outer part, after it was cut and inserted into the PVC pipe that has been filled with water and then cpntinued the process of immersion for 1 month to be easy when taking fiber. Initial drying is done in a room without light eye day for 1 day. Furthermore, alkali treatment 2% KMnO4 for 2 hours followed drying at room without light the eyes. Manufacture of composites by hand lay-up method of fiber ratio ± 30% with preparing fiber inserted in an oven at a temperature of 310C hinga kadr water reaches 12% to 15% then the fiber is taken and arranged parallel. Tensile test to determine the tensile strength and maximum force that occurred in the hole, and the macro image of composite polyester fiber connection banana stems.
From the test results show that the maximum force the specimen connection composites manufacture of holes drilled without determine fv and after the addition of fv 5% experienced a progressive increase of 218.874 N being 228.200 N, whereas for specimen hole printed without the addition of fv and after the addition of fv 5% of 288.252 N be 598.914 N. Further more, in the case of macro image pull-out fiber in the composite specimens drilled holes and printed.
vii MOTTO
Pahlawan bukanlah orang yang berani meletakkan pedangnya ke pundak lawan, tetapi pahlawan sebenarnya ialah orang
yang sanggup menguasai dirinya ketika ia marah. (Nabi Muhammad SAW)
Barang siapa yang mengajak orang lain untuk mengikuti petunjuk, niscaya akan mendapatkan pahala yang samadengan
orang yang mengikutinya tanpa mengurangi pahalan mereka sedikit pun.
(HR.Bukhari)
Apabila di dalam diri seseorang masih ada rasa malu dan takut untuk berbuat suatu kebaikan, maka jaminan bagi orang-orang
tersebut adalah tidak akan bertemunya ia dengan kemajuan selangkah pun.
(Bung Karno)
Waktu adalah barang paling berharga untuk kau jaga, menurutku ia adalah barang yang mudah hilang darimu.
ix
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Warahmatullah Hiwabarakatu.
Syukur Alhamdulilah Penulis panjatkan Kepada Allah SWT atas nikmat sehingga penyusunan laporan penelitian ini terselesaikan. Tugas
Akhir berjudul “ANALISIS PENGARUH SAMBUNGAN MEKANIK TIPE
DOUBLE LAP TERHADAP KEKUATAN TARIK PADA KOMPOSIT
POLYESTER SERAT BATANG PISANG”, dapat terselesaikan atas
berbagai pihak.Untuk itu dalam kesempatan ini Penulis dengan rasa hormat dan ketulsan hati ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
bersedia meluangkan waktunya serta memberikan arahan dan penjelasan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
x
5. Bapak Bambang Waluyo Febriatmoko, ST, MT Selaku Dosen Penguji Tugas Akhir ini.
6. Dosen Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah memberi ilmu pengetahuan kepada penulis selama mengikuti kegiatan kuliah.
7. Staf Tata Usaha Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah membantu kelancaran Tugas Akhir ini.
8. Bapak, Ibu, dan keluaga besar saya yang selalu memberikan doa dukungan perhatian dan kasih sayang yang begitu indah dan luar biasa dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
9. Teman-teman angkatan 2009 yang telah memberikan motivasi semangat untuk penulis.
Penulis menyadari bahwa laporan ini jauh dari sempurna oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca akan penulis terima dengan senang hati dan Penulis banyak ucapkan terima kasih. Semoga semua amal baik yang diberikan kepada Penulis akan mendapat balasan yang baik dan sempurna dari Allah SWT.
Wassalamualaikum Warahmatullah Hiwabarakat
Surakarta, Januari 2016
xi DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
PERNYATAAN TUGAS AKHIR ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii
HALAMAN PENGESAHAN ... iv
ABSTRAKSI ... v
HALAMAN MOTTO ... vii
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ... viii
KATA PENGANTAR ... x
DAFTAR ISI ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR TABEL ... xv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Tujuan Penelitian ... 4
1.3. Pembatasan Masalah ... 5
xiii
3.3. Bahan dan Alat ... 45
3.3.1 Bahan ... 45
3.3.2 Alat ... 47
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAAN ... 53
4.1. Pengujian specimen komposit ... 53
4.1.1. Pengujian tarik ... 55
4.1.2. Pembahasan pengujian tarik ... 60
4.1.3. Foto makro specimen ... 62
4.1.4. Pembahasan foto makro ... 66
BAB V PENUTUP ... 68
5.1. Kesimpulan ... 68
5.2. Saran ... 69
xiv
Gambar 2.7 Kurva Tegangan Regangan Komposit Matrix Failure Mode ... 29
Gambar 2.12 Orientasi serat pada daerah lubang yang dibor dan dicetak ... 34
Gambar 2.13 Tipe-tipe dari (a) sambungan mekanik dan (b) sambungan ikat (bonded joint) ... 35
Gambar 2.14 Beberapa jenis kerusakan yang mungkin terjadi pada sambungan mekanik ... 36
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... 37
xvi
Gambar 4.1 Grafik hubungan antara tegangan rata-rata dengan regangan pada lubang dibor ... 54 Gambar 4.2 Grafik hubungan antara tegangan rata-rata dengan regangan lubang dicetak ... 55 Gambar 4.3 Grafik hubungan antara tegangan rata-rata dengan regangan
lubang bor diperbesar 5% ... 56 Gambar 4.4 Grafik hubungan antara tegangan rata-rata dengan regangan pada lubang cetak diperbesar 5% ... 58 Gambar 4.5 Histrogram kekuatan lubang ... 59 Gambar 4.6 Hubungam antara tengangan dengan rengangan pda jenis lubang ... 59 Gambar 4.7 Foto Makro Patahan Perbesaran 50 kali Pada Spesimen
Komposit Uji Tarik Lubang Dibor ... 62 Gambar 4.8 Foto Makro Patahan Perbesaran 50 Kali Pada Spesimen
Komposit Uji Tarik Lubang Dicetak ... 63 Gambar 4.9 Foto Makro Patahan Perbesaran 50 Kali Pada Spesimen
Komposit Uji Tarik Bor Diperbesar 5% ... 64 Gambar 4.10 Foto Makro Patahan Perbesaran 50 Kali Pada Spesimen
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Komposisi Unsur Kimia Serat Alam ... 19
Tabel 2.2 Tensile Properties Of Various Natural Fiber ... 20
Tabel 2.3 Karakteristik Unsaturated Polyester Resin Yukalac 157® BQTN-EX ... 22
Tabel 3.1 Geometri pengujian tarik ASTM D 5961 ... 43
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Tarik ... 53
Tabel 4.2 Hasil Pengolah Data Pengujian Tarik lubang dibor ... 54
Tabel 4.3 Hasil pengolahan Data Pengujian tarik pada lubang dicetak ... 55
Tabel 4.4 Hasil pengolahan Data Pengujian Tarik Pada lubang dibor perbesar 5% ... 56
Tabel 4.5 Hasil pengolahan Data Pengujian Tarik Pada lubang dicetak perbesar 5% ... 57
