TUGAS AKHIR Pengaruh Variasi Fraksi Volume Pada Komposit Serbuk Kayu Jati Bermatrik Epoxy Dengan Variasi Perbandingan 70%:30%, 60%:40% Dan 50%:50% Terhadap Peningkatan Kekuatan Tarik Dan Bending.

(1)

i TUGAS AKHIR

PENGARUH VARIASI FRAKSI VOLUME PADA KOMPOSIT SERBUK KAYU JATI BERMATRIK EPOXY_{DENGAN VARIASI PERBANDINGAN}

70%:30%, 60%:40% DAN 50%:50% TERHADAP PENINGKATAN KEKUATAN TARIK DAN BENDING

Disusun :

HERMAN SAPUTRA

D 200 030 200

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

(2)

ii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul : ” PENGARUH VARIASI FRAKSI VOLUME PADA KOMPOSIT SERBUK KAYU JATI BERMATRIK EPOXY_{DENGAN VARIASI PERBANDINGAN} 70%:30%, 60%:40% DAN 50%:50% TERHADAP PENINGKATAN KEKUATAN TARIK DAN BENDING”,yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yag 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, Mei 2011 Yang menyatakan,

(3)

iii

HALAMAN PERSETUJUAN

Tugas Akhir berjudul :

”PENGARUH VARIASI FRAKSI VOLUME PADA KOMPOSIT SERBUK

KAYU JATI BERMATRIK EPOXY _{DENGAN VARIASI PERBANDINGAN} 70%:30%, 60%:40% DAN 50%:50% TERHADAP PENINGKATAN KEKUATAN TARIK DAN BENDING”, telah disetujui oleh pembimbing dan diterima untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh derajat sarjana (S1) Teknik Mesin di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan oleh :

Nama : Herman saputra N I M : D 200 030 200

Disetujui pada :

Hari : ... Tanggal : ...

Pembimbing Utama

Ir. H. Masyrukan, MT.

Pembimbing Pendamping

(4)

iv

HALAMAN PENGESAHAN

Tugas Akhir berjudul :”PENGARUH VARIASI FRAKSI VOLUME PADA KOMPOSIT SERBUK KAYU JATI BERMATRIK EPOXY_DENGAN VARIASI PERBANDINGAN 70%:30%, 60%:40% DAN 50%:50% TERHADAP PENINGKATAN KEKUATAN TARIK DAN BENDING”, telah dipertahankan di hadapan tim penguji dan telah dinyatakan sah untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan oleh : Anggota II : Bambang Waluyo Febriantoko, ST,MT. ...

Dekan

Ir. Agus Riyanto, M.T.

Ketua Jurusan

(5)

v

(6)

vi

HALAMAN MOTTO

“Orang yang paling utama diantara manusia adalah orang mukmim

yang mempunyai ilmu, dimana kalau dibutuhkan (orang) dia

membawa manfaat/memberi petunjuk, dan kalau tidak dibutuhkan

dia memperkaya/menambah sendiri pengetahuannya”.

(HR. Baihaqi)

Bukanlah seorang pemuda yang mengatakan inilah ayahku

atau inilah ibuku, akan tetapi seorang pemuda adalah

yang berani mengatakan, ”Inilah Aku”. (Penulis)

(7)

vii

HALAMAN PERSEMBAHAN

Dengan perasaan syukur, bangga, haru, dan penghargaan yang mendalam, setelah melewati berbagai cobaan, halangan maupunrintangan dalam perjuangan yang panjang, Aku mempersembahkan Tugas Akhir ini kepada :

 Ibunda tercinta “Wagiyem”, dengan kebesaran cintanya, yang

senantiasa menuntunku dan mencurahkan hamparan do‟a

untukku, mengajariku arti hidup dan kehidupan, sehingga aku

dapat menghargai setiap waktu dan kesempatan.

 Ayahanda “radi”, terima kasih Ayah, ku persembahkan gelar ini

buat mu yang telah lama engkau nanti.

 Buat mbah Hj.suki dirumah yang senantiasa mendoakan

keberhasilan cucu nya, dan alm”mbh kamidi”semoga diberi

ketenangan di sisi alloh.

 Buat adikku hermawati dan toni sugiri terima kasih atas

dukungan kalian.

 Buat kekasih tercinta ‚„„Aiiu Heraiiuman“, terima kasih atas

bantuan dan dukunganmu selama ini.

 Saudara-saudaraku yang seiman.

 Teman-teman mahasiswa jurusan Teknik Mesin Universitas

(8)

viii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkah, rahmat dan kehendak-Nya sehingga penyusunan laporan Tugas Akhir ini akhirnya dapat terselesaikan.Tugas Akhir berjudul ”PENGARUH VARIASI FRAKSI VOLUME PADA KOMPOSIT SERBUK KAYU JATI BERMATRIK EPOXY_{DENGAN VARIASI PERBANDINGAN 70%:30%,} 60%:40% DAN 50%:50% TERHADAP PENINGKATAN KEKUATAN TARIK DAN BENDING” dapat terselesaikan tentunya atas dukungan dari banyak pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis dengan segala ketulusan dan kerendahan hati ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

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

2. Bapak Ir. Sartono Putro, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

(9)

ix

4. Bapak Ir. H. Masyrukan, MT, selaku Dosen Pembimbing I yang telah membimbing serta memberi pengarahan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

5. Bapak Agus Yulianto, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing II yang telah banyak memberi masukan dalam penyusunan Tugas Akhir ini. 6. Dosen-dosen Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis selama mengikuti kegiatan perkuliahan.

7. Kedua orang tua yang selalu sabar,adiku dan saudaraku smuanya,yang tak henti-hentinya berusaha untuk memberi semangat.

8. Teman-teman seperjuanganku, Arnomo, Alam, Agus, Edi, terima kasih kerja samanya bro.

9. Terima kasih untuk ke dua orang tuaku cnta yang telah kau berikan. 10. Teman-teman nongkrong di desa karang asem, semua pemuda,

pemudi karang taruna, dan keluarga besar Mbah kamidi.

11. Teman-teman Teknik Mesin 2003 dan semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu yang telah membantu penyusunan laporan Tugas Akhir ini.

(10)

x

Mudah-mudahan Allah senantiasa mencurahkan rahmat-Nya kepada semua pihak yang telah membantu penyusunan Tugas Akhir ini dan semoga dijadikan-Nya sebagai amal jariyah sebagai bekal untuk kehidupan di masa depan nanti. Amiin...

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Surakarta, Mei 2011

(11)

xi

PENGARUH VARIASI FRAKSI VOLUME PADA KOMPOSIT SERBUK KAYU JATI BERMATRIK EPOXY_{DENGAN VARIASI PERBANDINGAN}

70%:30%, 60%:40% DAN 50%:50% TERHADAP PENINGKATAN KEKUATAN TARIK DAN BENDING

Herman saputra, Masyrukan, Agus Yulianto Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Pabelan Kartasura Tromol Pos I Sukoharjo

Herman_Saputra83@yahoo.com ABSTRAKSI

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh fraksi volume terhadap kekuatan tarik dan bending pada komposit serta untuk mengetahui besarnya harga kekuatan tarik dan bending tertinggi rata-rata.

Dalam pembuatan komposit ini, bahan yang digunakan adalah partikel kayu jati dengan diameter 40 mesh bermatrik epoxy (resin dan hardener dengan perbandingan 1:1. Variasi fraksi volume adalah 70%, 60% dan 50%, sedangkan variasi ketebalannya 3 mm dan 4 mm dan 5 mm. Proses pembuatan dengan sistem Rolling Press Mold secara manual. Pengujian komposit sesuai dengan standar ASTM. Pengujian tarik menggunakan ASTM D 638-02 dan pengujian bending menggunakan ASTM D 790-02.

Dari hasil pengujian tarik diperoleh kesimpulan semakin besar fraksi volume, maka akan semakin kecil kekuatan tarik rata-ratanya. Pada ketebalan core 3 mm, kekuatan tarik rata-rata tertinggi terjadi pada fraksi volume 50%, yaitu sebesar 7.927 x 10-6 MPa, sedangkan yang terendah adalah pada fraksi volume 70% yaitu sebesar 2.1 x 10-6 MPa.pada ketebalan core 4 mm, kekuatan tarik rata-rata tertinggi terjadi pada fraksi volume 50%, yaitu sebesar 8.385 x 10-6 MPa, sedangkan yang terendah

Dari hasil pengujian bending diperoleh semakin besar fraksi volumenya, maka akan semakin kecil tegangan bending rata-ratanya. Pada ketebalan core 3 mm, tegangan bending rata-rata tertinggi terjadi pada fraksi berat 70% yaitu sebesar 4.854 x 10-6 MPa, sedangkan yang terendah adalah pada fraksi volume 50% yaitu sebesar 3.467 x 10-6 MPa dan Pada ketebalan core 4 mm, tegangan bending rata-rata tertinggi terjadi pada fraksi volume 60% yaitu sebesar 5.009 x 10-6 MPa, sedangkan yang terendah adalah pada fraksi volume 70% yaitu sebesar 2.990 x 10-6 MPa,Sedangkan pada ketebalan core 5 mm, tegangan bending rata-rata tertinggi terjadi pada fraksi volume 60% yaitu sebesar 4.814 x 10-6 MPa, sedangkan yang terendah adalah pada fraksi volume 70% yaitu sebesar 1.190 x 10-6 MPa.

(12)

xii DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ... ii

HALAMAN PERSETUJUAN. ... Iii HALAMAN PENGESAHAN ... iv

HALAMAN SOAL TUGAS AKHIR ... v

HALAMAN MOTTO ... vi

HALAMAN PERSEMBAHAN ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

ABSTRAKSI ... xi

DAFTAR ISI ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR TABEL ... xviii

DAFTAR SIMBOL ... xix

DAFTAR LAMPIRAN ... xx

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

(13)

xiii

1.3. manfaat Penelitian ... 4

1.4. batasan masalah ... 5

1.5. tujuan penilitian ... 5

1.6. Sistematika Penulisan ... 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7

2.1. Tinjauan Pustaka... ... 7

2.2. Dasar Teori... ... 10

2.2.1. Pengertian Komposit ... 10

2.2.2. Klasifikasi Komposit... ... 12

2.2.2.1. Komposit Serat ... 13

2.2.2.2. Komposit Lapis... ... 15

2.2.2.3. Komposit partikel ... 26

2.2.3. Unsur Utama Pembentuk Komposit Partikel ... 28

2.2.3.1. Partikel... ... 28

2.2.3.2. Matriks ... 32

2.2.4. Aspek Geometris ... 35

(14)

xiv

2.2.4.2. fraksi Volume. ... 37

2.2.4.3. Pengujian tarik ... 38

2.2.4.4. Pengujian bending ... 44

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 47

3.1 Bahan dan alat ... 47

3.1.1.Bahan ... 47

3.1.1.1. Partikel ... 47

3.1.1.2. Matrik ... 47

3.1.2. Alat ... 48

3.1.2.1. Mesin pengalus limbah gergaji ... 48

3.1.2.2. Timbangan digital ... 48

3.1.2.3. Cetakan ... 49

3.1.2.4. Alat bantu lain... ... 49

3.2. Diagram alir penelitian. ... 51

3.2.1. survey lapangan dan study pustaka... ... 52

3.2.2. pembuatan spesimen ... 52

(15)

xv

3.2.3.1. Pengujian bending ... 54

3.2.3.2. pengujian tarik ... 56

3.2.3.3. Foto makro ... 59

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 61

4.1. Pengujian Tarik ... 61

4.1.1. Data Hasil Pengujian Tarik ... 61

4.1.2. Pembahasan Pengujian Tarik ... 64

4.2. Pengujian Bending... ... 67

4.2.1. Data Hasil Pengujian Bending ... 67

4.2.2. Pembahasan Pengujian Bending ... 70

BAB V PENUTUP ... 72

5.1. Kesimpulan... ... 72

5.2. Saran ... 73

(16)

xvi

Gambar 2.14. grafik perbandingan beberapa struktur ... 23

Gambar 2.15. particulate composites ... 27

Gambar 2.16. bentuk partikel dasar ... 29

Gambar 2.17. bentuk bentuk partikal ... 30

Gambar 2.18. sifat-sifat dari bentuk partikel ... 31

Gambar 2.19. skematik pengujian tarik ... 39

Gambar 2.20. kurva tegangan-regangan teknik ... 40

Gambar 2.21. sifat komposit pada pengujian tarik ... 40

Gambar 2.22. Modulus elastisitas vs fraksi volume ... 43

(17)

xvii

Gambar 3.1. serbuk kayu jati yang di haluskan ... 47

Gambar 3.2. resin epoxy dan hardener ... 47

Gambar 3.3. Mesin pengalus limbah jati. ... 48

Gambar 3.4. timbangan digital. ... 48

Gambar 3.5. cetakan core untuk spesimen uji tarik ... 49

Gambar 3.6. cetakan core untuk spesimen uji bending ... 49

Gambar 3.7. alat bantu lain ... 49

Gambar 3.8. diagram alir penelitian. ... 51

Gambar 3.9. dimensi spesimen pengujian bending ... 55

Gambar 3.10.spesimen uji bending ... 55

Gambar 3.11.alat uji bending. ... 56

Gambar 3.12.dimensi spesimen pengujian tarik. ... 57

Gambar 3.13.spesimen uji tarik. ... 58

Gambar 3.14.alat uji tarik ... 58

Gambar 3.15.foto spesimen uji tarik setelah pengujian. ... 59

Gambar 3.16. foto spesimen uji bending setelah pengujian... 60

Gambar 4.1.Grafik Tegangan Tarik dan Fraki volume ... 62

Gambar 4.2.Grafik regangan dan Fraksi volume. ... 63

Gambar 4.3.Grafik Modulus elastisitas dan Fraksi volume ... 63

Gambar 4.4.Grafik kekakuan Tarik dan Fraki volume. ... 64

Gambar 4.5.Grafik tegangan bending dan Fraksi volume. ... 68

Gambar 4.6.Grafik defleksi dan Fraksi volume.. ... 69

Gambar 4.7.Grafik modulus elastisitas dan Fraksi volume. ... 69

(18)

xviii DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Ukuran mesh... 32 Tabel 2.2. Sifat mekanik dari beberapa jenis material polymers.... 35 Tabel 4.1. Data hasil pengujian tarik diameter partikel 40 mesh

dengan ketebal core 3mm... 61 Tabel 4.2. Data hasil pengujian tarik diameter partikel 40 mesh

dengan ketebal core 4mm... 62 Tabel 4.3. Data hasil pengujian tarik diameter partikel 40 mesh

dengan ketebalan 5mm………. 62 Tabel 4.4. Data hasil pengujian bending diameter partikel 40

mesh ketebalan core 3mm……….. 61 Tabel 4.5. Data hasil pengujian bending diameter partikel 40

mesh ketebalan core 4mm ……….. 67 Tabel 4.6. Data hasil pengujian bending diameter partikel 40

(19)

xix α’ = sudut ayunan setelah pendulum diayunkan dari sudut α

tanpa ada specimen [o] β = sudut ayunan pendulum setelah mematahkan spesimen [o] β’ = sudut ayunan setelah pendulum diayunkan dari sudut β

tanpa ada specimen [o] θ = sudut ayunan setelah pendulum diayunkan dari sudut α’

(20)

xx

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Perhitungan densitas partikel serbuk kayu jati (grajen) . Lampiran 2 Analisa perhitungan fraksi volume pengujian tarik dan data

hasil perhitungan fraksi volume pada pengujian tarik. .. Lampiran 3 Grafik hasil pengujian tarik serbuk kayu jati dan epoxy pada

diameter partikel 40 mesh ...

Lampiran 4 Analisa perhitungan pengujian bending dan data hasil perhitungan fraksi volume pada pengujian bending. ... Lampiran 5 Grafik hasil pengujian bending serbuk kayu jati dan epoxy

pada diameter partikel 40 mesh ... lampiran 6 Tabel standarisasi mutu kayu berdasarkan ketahanan

terhadap penggerek dilaut. ... Lampiran 7 Standar pengujian tarik ASTM D 638-02 ... Lampiran 8 Standar pengujia bending ASTM D 790-02 ...