TUGAS AKHIR Studi Perbedaan Penggunaan Resin Epoxy Dan Resin Polyester Sebagai Bahan Pembuatan Bola Pada Proses Rotational Molding.

(1)

TUGAS AKHIR

STUDI PERBEDAAN PENGGUNAAN

RESIN

EPOXY

DAN

RESIN POLYESTER

SEBAGAI

BAHAN PEMBUATAN BOLA PADA PROSES

ROTATIONAL MOLDING

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun :

ABID NUR FAJRI

NIM : D 200 050 168

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

(2)

PERNYATAAN KEASLIAN

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir dengan judul:

Studi Perbedaan Penggunaan Resin Epoxy Dan Resin Polyester Sebagai Bahan Pembuatan Bola Pada ProsesRotational Molding Yang dibuat untuk memenuhi sebagai syarat untuk memperoleh gelar sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana mestinya.

Surakarta, 24 Oktober 2011 Yang menyatakan,

(3)

HALAMAN PERSETUJUAN

Tugas Akhir berjudul ”Studi Perbedaan Penggunaan Resin Epoxy Dan Resin Polyester Sebagai Bahan Pembuatan Bola Pada Proses Rotational Molding”, telah disetujui oleh Pembimbing dan ditulis untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan oleh :

Nama

: ABID NUR FAJRI

Nim

: D200 050 168

Disetujui pada

Hari

:………

Tanggal

:………

Pembimbing Utama

Pembimbing Pendamping

(4)

HALAMAN PENGESAHAN

Tugas Akhir berjudul ”Studi Perbedaan Penggunaan Resin Epoxy Dan Resin Polyester Sebagai Bahan Pembuatan Bola Pada Proses Rotational Molding”, telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji dan telah dinyatakan sah untuk memenuhi sebagai syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan oleh :

Nama : ABID NUR FAJRI

Nim : D200 050 168

Disahkan pada

Hari :………

Tanggal :………

Tim Penguji :

Ketua : Bambang Waluyo F, ST, MT ...

Anggota 1 : Ir. H. Masyrukan, MT ...

Anggota 2 : Ir. Pramuko Ilmu P, MT ...

Mengetahui,

Dekan Ketua Jurusan,

(5)

(6)

M OTTO

Allah t idak membebani seseorang melainkan sesuai dengan kesan ggupannya

(Al-Baqarah : 286)

Lat ihlah diri Anda untuk beramal, dari hal-hal yang kecil dan kemudian kehal-hal yang

besar

(Epictet us)

The World is Enough for ALL people, But not Enough for One greedy person

(M ahatma Gandhi)

Open Source Empire, 5% Pleasure, 50% Pain and a 100 reason t o Rem ember The

Name

(7)

STUDI PERBEDAAN PENGGUNAANRESIN EPOXYDANPOLYESTER SEBAGAI BAHAN PEMBUATAN BOLA PADA PROSESROTATIONAL

MOLDING

Abid Nur Fajri, Bambang Waluyo Febriantoko, H. Masyrukan Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A.Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura.

Email :Abidnf@gmail.com

ABSTRAKSI

Tujuan dari penelitian ini adalah membandingkan besarnya ketebalan dan cacat produk seperti cacat produk penyusutan dan gelembung udara pada proses rotation moulding, dan menyelidiki persentase cacat produk mana yang paling sedikit antara resin epoxy dan resin polyester.

Penelitian ini dilakukan dengan proses rotational molding menggunakan bahan polimer yaitu resin epoxy merek contant dan resin polyester warna merah (buram). Dimensi mold dirancang dengan panjang 100 mm, lebar 100 mm dan ketinggianya 70 mm, dimana terdapat mold cavity di dalamnya. Mold cavity ini dibuat dengan menggunakan teknologi CNC plat besi baja, dimana mold cavity berupa cekungan berbentuk bola dengan diameter 60 mm yang terdiri dari dua potongan, masing-masing potongan berdiameter cavity 30 mm. Pada penelitian ini akan dilakukan eksperimen untuk mengetahui pengaruh metode rotational molding pada resin epoxy dan resin polyester terhadap cacat produk hasil pada mesin rotational molding. Mesin rotasi yang digunakan dalam penelitian ini bekerja dengan penggerak motor dinamo yang ditransmisikan oleh reduser yang diteruskan oleh vanbelt ke puli untuk menggerakkan alat rotasi, mesin digerakkan motor 1Hp kecepatan putar 1420 rpm, dan memiliki perbandingan putaran rangka luar dan dalam yaitu 2 : 1.

Prosentase mengurangi cacat produk shrinkage dan gelembung udara, bahan resin epoxy lebih sedikit penyusutan dibandingkan dengan bahan resin polyester, tetapi untuk cacat produk gelembung udara yang paling sedikit adalah resin polyester.

(8)

KATA PENGANTAR

Assalamu alaikum Wr.Wb

Puji syukur alhamdulilah ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan

rahmat serta hidayah-Nya kepada kita semua, sehingga penulis bisa

menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini dengan baik dan lancar.

Laporan Tugas Akhir yang berjudul “Studi Perbedaan Penggunaan

Resin Epoxy DanResin Polyester Sebagai Bahan Pembuatan Bola Pada Proses

Rotational Molding” ini dibuat dan disusun untuk memenuhi syarat kelulusan

mata kuliah Tugas Akhir Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini

masih terdapat banyak kekurangan, walaupun telah diusahakan semaksimal

mungkin untuk kesempurnaannya. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan

saran serta kritiknya yang bersifat membangun demi perbaikan laporan penulis

pada masa mendatang.

Penyusunan Laporan Tugas Akhir ini tidak dapat terwujud tanpa

adanya bimbingan, arahan dan bantuan dari berbagai pihak, maka dari itu dalam

kesempatan ini penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih kepada yang

terhormat:

1. Bapak Ir. Agus Riyanto, MT selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Ir. Sartono Putro, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin

(9)

3. Bapak Bambang Waluyo F, ST, MT selaku Pembimbing I Tugas Akhir

yang telah memberikan bimbingan dan arahan sampai terselesainya

Laporan Tugas Akhir ini.

4. Bapak Ir. H. Masyrukan, MT selaku Pembimbing II Tugas Akhir yang

telah memberikan bimbingan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

5. Bapak Ir. Pramuko Ilmu P, MT selaku dosen penguji yang telah

meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan dan arahan dalam

Tugas Akhir ini.

6. Dosen Jurusan Teknik Mesin beserta Staf Tata Usaha Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

7. Bapak dan ibu tercinta dan seluruh keluarga besar yang telah

memberikan dukungan baik moril maupun material dalam penyusunan

Tugas Akhir ini.

8. Tomi Ardianto dan Tunggul Prakoso selaku tim, yang telah bekerja sama

dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

9. Semua pihak yang tidak dapat disebut satu persatu yang telah membantu

dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini.

Penulis hanya bisa mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya atas

semua perhatiannya.

Akhir kata, penulis berharap Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat

bagi penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya.

Wassalamu alaikum Wr.Wb

Surakarta, Oktober 2011

(10)

DAFTAR ISI

HAL

HALAMAN JUDUL ... i

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ... v

HALAMAN MOTTO ... vi

ABSTRAKSI ... vii

HALAMAN KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... x

DAFTAR GAMBAR ... xiv

DAFTAR TABEL ... .. xviii

DAFTAR SIMBOL ... .xix

DAFTAR LAMPIRAN ... xx

(11)

1.2. Tujuan Penelitian ... 2

1.3. Batasan Masalah ... 3

1.4. Manfaat Penelitian ... 3

1.5. Metode Penulisan ... 3

1.6. Sistematika Penulisan ... 4

BAB II DASAR TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka ... 6

2.2. Landasan Teori ... 8

2.2.1. Rotational molding ... 8

2.2.1.1. Keuntungan ... 9

2.2.1.2. Keterbatasan ... 10

2.2.1.3. Perbandingan Putaran ... 10

2.2.2. Plastik ... 11

2.2.2.1. Sifat-sifat plastik... .. 12

2.2.2.2. Macam-macam plastik ... 12

2.2.3. Resin Epoxy ...15

2.2.4. Resin Polyester ... .20

(12)

2.2.6. Ketebalan Produk ...26

2.2.7. Cacat Produk ...26

2.2.7.1. Penyusutan (shrinkage %) ... 26

2.2.7.2. Gelembung Udara ... 27

2.2.8. Perhitungan Volume ...30

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Diagram Alir Penelitian ... 32

3.2. Waktu Siklus ... 33

3.3. Data Kondisi Proses Rotasi ... 33

3.4. Tempat Penelitian Lapangan ...34

3.5. Proses Pembuatan Cetakan ... 35

3.5.1. Desain dan pembuatanmold cavity ...36

3.5.2. Dasar pemilihan bahan baku ... 36

3.5.2.1.Resin Epoxy... 36

3.5.2.2.Resin Polyester ... 38

3.5.3. Baut, Mur, Ring, dan Cetakan ... 39

(13)

3.5.3.2. Cetakan ... 40

3.6. Prosedur Pembuatan Produk... 40

3.7. Diagram Alir Proses Pembuatan Produk ... 41

3.8. Peralatan Pendukung Utama ... 41

3.9. MesinRotational Molding... 46

3.10. Instalasi Penelitian ... 47

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Analisa ...52

4.1.1. Hasil Analisa Ketebalan ... 52

4.1.1.1.Resin Epoxy ... 52

4.1.1.2.Resin Polyester ... 62

4.2. Perhitungan Penyusutan Hasil Experiman ... 73

4.2.1. Resin Epoxy ... 73

4.2.2. Resin Polyester ... 75

(14)

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan ... 80

5.2. Saran ... 81

DAFTAR PUSTAKA

(15)

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar 2.1. Proses Rotational Molding ...10

Gambar 2.2. Hubungan antara waktu dan temperatur pada plastik thermoplastic .... ... 13

Gambar 2.3. Hubungan antara waktu dan temperatur pada plastik thermosetting ... 13

Gambar 3.1. Diagram alir penelitianrotational molding. ... 32

Gambar 3.2. Waktu Siklus ...33

Gambar 3.3. Produk yang direncanakan (setengah spesimen)...35

Gambar 3.4. Resin Epoxy ... .. 38

Gambar 3.5. Resin Polyester ... ...39

Gambar 3.6. Baut, mur dan ring ... ...39

Gambar 3.7. Bagian-bagian Cetakan ... 40

Gambar 3.8. Prosedur pembuatan produk (spesimen) ...41

Gambar 3.9. Motor listrik ... 42

Gambar 3.10. Reduser ……….………...….42

Gambar 3.11. Digital Tachometer………...………...….43

Gambar 3.12. Gergaji………...………...43

Gambar 3.13. Stopwatch ...44

Gambar 3.14. Kunci pas ... ..44

(16)

Gambar 3.16. Timbagan digital………...……...45

Gambar 3.17. Grease ………...…45

Gambar 3.18. Gelas ukur ... .46

Gambar 3.19. Pandangan mesinrotational molding desain CAD...47

Gambar 3.20. Pandangan isometrik ………...….48

Gambar 3.21. Sket instalasi penelitian ...49

Gambar 3.22. Instalasi mesinrotational molding .... 51

Gambar 4.1. Model potongan pengukuran ketebalan bola 1 s/d 10 pada resin epoxy ... ..52

Gambar 4.2. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 1 ... .52

Gambar 4.3. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 2 .. ...53

Gambar 4.4. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 3 ... ...54

Gambar 4.5. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 4 ... ..55

Gambar 4.6. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 5 .. .56

Gambar 4.7. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 6 ..57

(17)

Gambar 4.9. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap

ketebalan pada bola 8 ... 59

ketebalan pada bola 9. ...60

ketebalan pada bola 10………...61

Gambar 4.12. Model potongan pengukuran ketebalan bola 1 s/d 10 pada

resin polyester ... 62

ketebalan pada bola 2…………...……….63

ketebalan pada bola 3 ... .64

Gambar 4.18. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 6 ... .67

Gambar 4.19. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 7………...68

(18)

Gambar 4.21. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 9………...….70

ketebalan pada bola 10 ... 71 Gambar 4.23. Grafik histogram ketebalan rata-rata produk terhadap

bahan yang digunakan ………...……72

Gambar 4.24. Grafik penyusutan(shrinkage) pada bolaresin epoxy....74

Gambar 4.25. Grafik penyusutan(shrinkage) pada bolaresin

polyester ………...…..76

Gambar 4.26. Histogram penyusutan(shrinkage) terhadap bahan

produk bola ………...77

Gambar 4.27. Grafik histogram cacat produk gelembung udara ……....78

(19)

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel 3.1. Data kondisi proses rotasi ………..………...…..34

Tabel 3.2. Spesifikasi produk yang direncanakan ……..…...35

Tabel 3.3. Spesifikasimold cavity ...……..………...36

Tabel 4.1. Rata-rata ketebalan produk terhadap bahan yang digunakan ………72

Tabel 4.2. Rata-ratashrinkage (%) resin epoxy ………...…...74

Tabel 4.3. Rata-ratashrinkage (%) resin polyester …………...76

(20)

DAFTAR SIM BOL

Simbol

Speed Rat ion = Perbandingan Put aran [Rpm]

M ajor Axis = Sumbu Ut ama [Rpm]

M inor Axis = Sumbu Kecil [Rpm]

Shrinkage = Penyusut an [%]

Lo = Dimensi Cet akan [mm]

L = Dim ensi Produk [mm ]

V = Volum e Produk [cm3]

D, d = Diamet er [mm]

R, r = Jari-jari [mm]

=22

/

7

M = M assa Bahan [gr]

(21)

DAFTAR LAMPIRAN

1. Perhitungan Transmisi Putar , Torsi dan Daya

2. Tabel Hasil Analisa Pengukuran Ketebalan Bola Plastik Proses

Rotational Molding.

3. Perhitungan Penyusutan (Shrinkage) Pada ProsesRotational Molding.

4. Epoxy (Epoxy) Typical Properties

(http://www.ides.com/generics/epoxy/epoxy_typical_properties.htm)

5. Polyester (Polyester) Typical Properties

(http://www.ides.com/generics/Polyester/Polyester_typical_properties.htm)

6. Standard Specification for Thermosetting Polyester Molding Compounds, ASTM D 1201 – 99.