PENGARUH VARIASI SUSUNAN SERAT ABAKA
DENGAN RESIN EPOXY TERHADAP KEKUATAN
IMPACT
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin
LEMBAR JUDUL
Disusun Oleh : AGUS BHAKTI ISLAMI
201510120311041
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2020
ix
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat serta hidayat-Nya sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul “Pengaruh Variasi Susunan Serat Abaka dengan Resin Epoxy terhadap Kekuatan Impact”. Dimana skripsi ini telah disusun dan selesai untuk memenuhi serta melengkapi syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik Mesin, fakultas teknik pada Universitas Muhammadiyah Malang.
Dalam penyusunan skripsi ini penulis menyadari akan kemampuan dan keterbatasan pengetahuan serta pengalaman penulis. Skripsi ini tidak akan terselesaikan tanpa adanya bantuan serta dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada yang terhormat:
1. Dr. Ahmad Mubin, ST., MT. selaku dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
2. Murjito, ST., MT. selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin.
3. Ir. Daryono, ST., MT dan Dr. Ir. Achmad Fauzan HS, ST., MT. Selaku pembimbing dalam proses pengerjaan skripsi ini.
4. Dr. Ir. H. Suwarsono, MT selaku Dosen Wali kelas A angkatan 2015.
5. Bapak dan Ibu dosen Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang terimakasih atas ilmu dan pengalaman yang diberikan selama ini.
6. Seluruh Staff laboratorium Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang yang telah membantu dalam proses perolehan data yang dibutuhkan dalam penelitian.
7. Bapak, ibu, dan kakak yang selalu memberi doa dan semangat.
8. Sahabat saya Pratama Islafian, Debby Agung Santoso, Rezza Setyahaka. 9. Teman-teman Teknik Mesin A 2015 yang selama ini menemani saya belajar
mulai semester 1 sampai sekarang, terimakasih telah mengajarkan banyak hal dan pengalaman.
x 10. Seluruh pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu, yang telah
membantu selama penyusunan skripsi ini.
Terima kasih atas semua yang telah mereka berikan kepada penulis semoga mendapat balasan dari Allah SWT, dan penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat baik bagi penulis sendiri maupun perkembangan ilmu teknik mesin.
Wassalamualaikum Wr. Wb.
Malang, 22 Januari 2020
Agus Bhakti Islami 201510120311041
xi
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL ... i
POSTER ... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
LEMBAR KONSULTASI/ASISTENSI ... iv
LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIASI ... vi
ABSTRAK BAHASA INDONESIA ... vii
ABSTRAK BAHASA INGGRIS ... viii
KATA PENGANTAR ... ix
DAFTAR ISI ... xi
DAFTAR TABEL... xiii
DAFTAR GAMBAR ... xiv
BAB I : PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 2 1.3 Tujuan Penelitian ... 2 1.4 Batasan Masalah ... 3 1.5 Manfaat Penelitian ... 3
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA ... 4
2.1 Komposit ... 4
2.1.1 Serat Abaka ... 7
2.1.2 Material Pengikat ... 10
2.1.3 Komposit dan Bentuk Serat ... 10
2.1.4 Jenis-jenis Pengikat (Matrix) ... 11
2.2 Proses Produksi Material Komposit ... 12
2.2.1 Proses Hand Lay-Up ... 13
2.2.2 Sheet Moulding Compound (SMC) ... 14
2.2.3 Bahan Tambahan Penyusun Komposit ... 15
2.3 Kekuatan Impact... 16
2.4 Teori Perpatahan Spesimen pada Uji Impact ... 18
2.4.1 Patah Getas dan Patah Ulet ... 18
2.5 Kegagalan Komposit ... 19
2.6 Orientasi dan Massa Serat pada Material Komposit ... 20
xii
BAB III : METODOLOGI PENELITIAN ... 22
3.1 Metode Penelitian ... 22
3.2 Tempat Penelitian ... 22
3.3 Proses Pembuatan Material Uji ... 23
3.3.1 Persiapan Bahan dan Alat ... 23
3.3.2 Peralatan yang Digunakan ... 23
3.3.3 Pengujian Mekanik Spesimen ... 25
3.4 Alat Pembuatan Spesimen ... 25
3.5 Pengujian Mekanik Komposit ... 30
3.6 Metode Analisa Data ... 31
3.7 Diagram Alir Proses Penelitian (flow chart) ... 32
BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN ... 33
4.1 Data Hasil Percobaan ... 33
4.2 Pembahasan Uji Impact ... 34
BAB V :KESIMPULAN DAN SARAN ... 38
5.1 Kesimpulan ... 38 5.2 Saran ... 38 DAFTAR PUSTAKA ... 39 LAMPIRAN ... CURRICULUM VITAE ... DATA PENELITIAN ... NASKAH PUBLIKASI ... MAKALAH PRESENTASI ...
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kandungan Kimia Serat Pisang Abaka ... 9
Tabel 2.2 Karakteristik Serat Pisang Abaka ... 9
Tabel 2.3 Sifat Mekanik dari Thermoset Resin ... 11
Tabel 2.4 Sifat Mekanik dari Thermoplastic Resin ... 12
Tabel 3.1 Komposisi Komposit Serat Abaka dengan Resin Epoxy ... 29
Tabel 4.1 Data Hasil Uji Impact ... 33
Tabel 4.2 Nilai Rata-Rata Kekuatan Impact ... 34
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Komposit Partikel ... 5
Gambar 2.2 Komposit Serpih ... 5
Gambar 2.3 Komposit Skeltal ... 6
Gambar 2.4 Komposit Laminar ... 6
Gambar 2.5 Komposit Serat ... 7
Gambar 2.6 Serat Abaka ... 8
Gambar 2.7 Proses Hand Lay-Up ... 14
Gambar 2.8 Ilusi Skematis Pengujian Impact ... 17
Gambar 2.9 Bentuk Arah Serat ... 20
Gambar 3.1 Spesimen Uji Impact ASTM-D256 ... 24
Gambar 3.2 Cetakan Spesimen ... 25
Gambar 3.3 Serat Abaka ... 26
Gambar 3.4 Resin Epoxy Bisephenol A Standart ... 26
Gambar 3.5 Timbangan Digital ... 26
Gambar 3.6 Alat Bantu Lain ... 27
Gambar 3.7 Penimbangan Serat Abaka ... 27
Gambar 3.8 Mengukur Resin dan Katalis ... 27
Gambar 3.9 Skema Lapisan Material Komposit ... 27
Gambar 3.10 Penuangan Resin ke Cetakan ... 28
Gambar 3.11 Menunggu Spesimen Kering ... 28
Gambar 3.12 Spesimen yang Sudah Kering ... 28
Gambar 3.13 Spesimen Siap Uji ... 29
Gambar 3.14 Mesin Uji Impact ... 30
Gambar 3.15 Diagram Alir ... 32
39
Daftar Pustaka
Atas, C., Akgun, Y., Dagdelen, O., Icten, B. M., & Sarikanat, M. (2011). An experimental investigation on the low velocity impact response of composite plates repaired by VARIM and hand lay-up processes. Composite Structures. Benfratello, S., Capitano, C., Peri, G., Rizzo, G., Scaccianoce, G., & Sorrentino, G. (2013). Thermal and structural properties of a hemp-lime biocomposite.
Construction and Building Materials.
Dubey, N., & Agnihotri, G. (2017). Flexural and Impact Properties of Midrib of Coconut Palm Leaves Reinforced Polyester. Materials Today: Proceedings. Dyer, S. R., Lassila, L. V. J., Jokinen, M., & Vallittu, P. K. (2004). Effect of fiber
position and orientation on fracture load of fiber-reinforced composite.
Dental Materials.
Elanchezhian, C., Ramnath, B. V., Ramakrishnan, G., Rajendrakumar, M., Naveenkumar, V., & Saravanakumar, M. K. (2018). Review on mechanical properties of natural fiber composites. Materials Today: Proceedings. Exercise, T. W. F. (2004). Failure Criteria in Fibre Reinforced Polymer
Composites: TheWorld-Wide Failure Exercise. In Book.
Firman, S. H., Muris, & Subaer. (2015). Studi sifat mekanik dan morfologi komposit serat daun nanas- epoxy ditinjau dari fraksi massa dengan orientasi serat acak. Jurnal Sains Dan Pendidikan Fisika.
Franck, R. R. (2005). Abaca. In Bast and Other Plant Fibres.
Gereke, T., Döbrich, O., Hübner, M., & Cherif, C. (2013). Experimental and computational composite textile reinforcement forming: A review.
Composites Part A: Applied Science and Manufacturing.
Gironès, J., Lopez, J. P., Vilaseca, F., Bayer, R., Herrera-Franco, P. J., & Mutjé, P. (2011). Biocomposites from Musa textilis and polypropylene: Evaluation of flexural properties and impact strength. Composites Science and
Technology.
Gupta, K. (2014). Biocomposite Materials. In Engineering Materials.
Lokantara, I. P. (2012). Analisis Kekuatan Impact Komposit Polyester-Serat Tapis Kelapa Dengan Variasi Panjang Dan Fraksi Volume Serat Yang Diberi Perlakuan NaOH. Dinamika Teknik Mesin.
Loos, A. C., & Springer, G. S. (1983). Curing of Epoxy Matrix Composites.
Journal of Composite Materials.
Lumintang, R. C. A., Soenoko, R., & Wahyudi, S. (2011). Komposit hibrid polyester berpenguat serbuk batang dan serat sabut kelapa. Jurnal Rekaya
Mesin.
Mei, H., Han, D., Farhan, S., Cheng, L., Xu, H., & Liu, Y. (2016). Impact behavior of different cross-ply laminated carbon fiber-reinforced silicon carbide composites under the low velocity. Journal of Composite Materials.
40
Okubo, K., Fujii, T., & Thostenson, E. T. (2009). Multi-scale hybrid biocomposite: Processing and mechanical characterization of bamboo fiber reinforced PLA with microfibrillated cellulose. Composites Part A: Applied
Science and Manufacturing.
Ratna, S., Refiadi, G., Syamsiar, Y. S., Sukartini, N. M., Saleh, S., Hasbi, M., … Azwar, E. (2011). Teknologi Material Komposit. Jurnal Engineering - FT.
Universitas Pancasakti Tegal.
Sudjindro. (2011). Prospek Serat Alam Untuk Bahan Baku Kertas Uang.
Perspektif.
Tehrani, M., Boroujeni, A. Y., Hartman, T. B., Haugh, T. P., Case, S. W., & Al-Haik, M. S. (2013). Mechanical characterization and impact damage assessment of a woven carbon fiber reinforced carbon nanotube-epoxy composite. Composites Science and Technology.
Vinson, J. R., & Woldesenbet, E. (2001). Fiber Orientation Effects on High Strain Rate Properties of Graphite/Epoxy Composites. Journal of Composite
Materials.
Wang, Y., Feng, J., Wu, J., & Hu, D. (2016). Effects of fiber orientation and wall thickness on energy absorption characteristics of carbon-reinforced composite tubes under different loading conditions. Composite Structures. Wulfsberg, J., Herrmann, A., Ziegmann, G., Lonsdorfer, G., Stöß, N., & Fette, M.
(2014). Combination of carbon fibre sheet moulding compound and prepreg compression moulding in aerospace industry. Procedia Engineering.
Munasir. (2011). Studi Pengaruh Orientasi Serat Fiber Glass Searah dan Dua Arah Single Layer Terhadap Kekuatan Tarik Bahan Komposit Polypropylene. Surabaya: Jurnal Penelitian Fisika dan Aplikasinya Vol. 1,No. 1:2087-9946 Jurnal Energi Dan Manufaktur. (2012). ANALISIS ARAH DAN PERLAKUAN
SERAT TAPIS SERTA RASIO EPOXY HARDENER TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT TAPIS/EPOXY.
SYARIEF, Akhmad. Uji Lentur Komposit Polyester-Serat Purun Tikus (Eleocharis Dulcis). INFO-TEKNIK, 2016, 12.2: 10-18.
Aprilia, D., Nugraha, I. N. P., & Dantes, K. R. (2018). ANALISA KEKUATAN IMPACT DAN MODEL PATAHAN KOMPOSIT POLYESTER-SERAT ECENG GONDOK DI TINJAU DARI TIPE PENYUSUNAN SERAT.
