HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN
Dengan ini saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Jika terdapat hal-hal yang tidak sesuai dengan ini, maka saya bersedia derajat kesarjanaan saya dicabut.
Surakarta, 26 April 2017
ii
HALAMAN MOTTO
"Dan janganlah kamu berputus asa dari rahmat Allah. Sesungguhnya tiada berputus asa dari rahmat Allah melainkan orang-orang yang kufur (terhadap
karunia Allah)" (Q.S. Yusuf: 87)
"Janganlah kamu bersikap lemah, dan janganlah pula kamu bersedih hati, padahal kamulah orang-orang yang paling tinggi derajatnya, jika kamu orang-orang
beriman" (Q.S. Al-Imran: 139)
"Allah tidak membebani seseorang melainkan sesuai dengan kadar kesanggupannya"
(Q.S. Al-Baqarah: 286)
"Maka sesungguhnya bersama kesulitan itu ada kemudahan. Sesungguhnya bersama kesulitan itu ada kemudahan"
iii
HALAMAN PERSEMBAHAN
Segala rasa syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT. penguasa alam semesta yang telah memberikan nikmat berupa kemudahan kepada penulis. Sebagai perwujudan rasa syukur, penulis ingin mempersembahkan karya ini bagi...
Almarhum dan Almarhumah orang tua yang semasa hidupnya selalu berdoa yang tak ada hentinya sehingga doa-doa tersebut masih melekat dalam kelancaran saya untuk tetap semangat menjalankan hidup.
Seluruh dosen di program studi Teknik Mesin UNS yang telah memberikan ilmu yang sangat bermanfaat.
Semua teman-teman CAMRO (Teknik Mesin 2012) yang selalu ada dalam senang maupun sulit, memberikan canda tawa, kegembiraan, dan memori indah dalam kehidupan perkuliahan di UNS.
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan hidayahnya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik di Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penulis mengucapkan terima kasih yang sangat mendalam kepada semua pihak yang telah berpartisipasi dalam penelitian dan penulisan skripsi ini, khususnya kepada:
1. Almarhum dan Almarhumah orang tua penulis yang telah mendidik dan memberikan motivasi selama perjalanan hidup ini, beserta saudara kandung penulis yang selalu mendukung dan membantu setiap saat sebagai pengganti orang tua.
2. Bapak Heru Sukanto, S.T., M.T. selaku Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan, arahan, bahkan biaya selama penelitian dan penulisan skripsi ini.
3. Bapak Dr. Joko Triyono, S.T., M.T. selaku Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dengan sangat baik dalam penelitian dan penulisan skripsi ini.
4. Bapak Dr. Eng. Syamsul Hadi, S.T., M.T. selaku Kepala Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik UNS.
5. Seluruh jajaran Dosen Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik yang telah ikhlas memberikan ilmunya selama masa perkuliahan.
6. Laboran Laboratorium Material, dan Proses Produksi Teknik Mesin UNS yang telah membantu penulis dalam melakukan pengujian spesimen. 7. Indriyani Oktavia, S.Ikom selaku perempuan terdekat penulis yang turut
serta mendukung setiap waktu dalam berjalananya proses skripsi ini. 8. Alfi Ramadhan selaku sahabat satu penelitian yang selalu siap dan sabar
v
9. Agung, Aldi, Dandy, Dharma, Fachri, Ivan, Rama, Rezha selaku sahabat rantau yang selalu saling berlomba untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik sehingga semangat ini terus ada.
10.Keluarga Teknik Mesin 2012 (CAMRO) yang tidak akan pernah terlupakan karena telah membuat sejarah menjadi angkatan tersolid terutama saat bersama-sama menjadi pengurus Keluarga Mahasiswa Teknik Mesin.
Penulis menyadari, bahwa dalam skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu saran dan kritik penulis butuhkan demi kesempurnaan skripsi ini.
Surakarta, 26 April 2017
vi
PENGARUH TEKANAN PADA PROSES IN DIES SINTERING TERHADAP KARAKTERISTIK LIMBAH
PLASTIK ALUMINIUM FOIL
Nuryawan Mirsa Adiwicaksono
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta, Indonesia
Email: mirsanuryawan@gmail.com
Abstrak
Limbah plastik aluminium foil memiliki potensi untuk menjadi bahan alternatif papan partikel yang ramah lingkungan. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh tekanan terhadap karakteristik papan partikel dari limbah plastik aluminium foil. Metode yang digunakan adalah in dies sintering, suhu yang digunakan saat penekanan di dalam furnace adalah 220oC, dan ditahan selama 2 jam. Variasi tekanan yang digunakan adalah 0.211, 0.423, 0.634, dan 0.845 bar. Untuk mengetahui kelayakan papan partikel berbahan limbah plastik aluminium foil, dilakukan pengujian densitas, bending dan kekuatan tarik tegak lurus sesuai standar SNI 03-2105-2006. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai densitas, kekuatan lentur dan kekuatan tarik tegak lurus berhasil memenuhi standar SNI 03-2105-2006 yaitu 0.669 – 0.904 gr/cm3, 14.474 – 25.626 MPa, dan 0.112 – 0.166 MPa. Sementara modulus elastisitas belum memenuhi standar SNI 03-2105-2006 yaitu 0.514 – 0.943. Oleh karena itu, papan partikel aluminium foil diharapkan dapat digunakan sebagai alternatif bahan baku konstruksi.
vii
THE PRESSURE EFFECT OF IN DIES SINTERING PROCESS ON CHARACTERISTICS ALUMINIUM FOIL WASTE
Nuryawan Mirsa Adiwicaksono
Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Sebelas Maret University
Surakarta, Indonesia
Email: mirsanuryawan@gmail.com
Abstract
Aluminium foil waste is potential alternative for becomes the the new material of particle board. This research aimed to investigate the pressure effect on the particle board characteristics made of recycled aluminium foil. In this study, In Dies Sintering was implemented by applying temperature of 220oC furnace and 2 hours holding time. The pressure was varied at 0.211, 0.423, 0.634 and 0.845 bar. To determine the feasibility of particle board were some parameters such as, density, flexural strength, and perpendicular strength testing based on SNI 03-2104-2006 standard were carried out. The result showed that the density, flexural strength, and perpendicular strength meet with requirements of SNI 03-2104-2006 standart which were 0.669 – 0.904 gr/cm3, 14.474 – 25.626 MPa, and 0.112 – 0.166 MPa, respectively. Meanwhile, the test of modulus of elasticity did not meet with requirements in the SNI 03-2104-2006 standard which was 0.514 – 0.943 GPa. Hence, aluminium foil particle board was expected for the new construction material.
viii DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN ... ii
HALAMAN MOTTO ... iii
HALAMAN PERSEMBAHAN ... iv
KATA PENGANTAR ... v
ABSTRAK ... vii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR RUMUS ... xiii
DAFTAR NOTASI ... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ... xv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1.Latar Belakang ... 1
1.2.Perumusan Masalah ... 3
1.3.Batasan Masalah ... 3
1.4.Tujuan ... 4
1.5.Manfaat Penelitian ... 4
1.6.Sistematika Penulisan ... 4
BAB II DASAR TEORI ... 5
2.1.Tinjauan Pustaka ... 5
2.2.Landasan Teori... 6
2.2.1 Sintering ... 6
2.2.2Liquid Phase Sintering ... 9
2.2.3Pressed Furnace Sintering ... 11
2.2.4 Limbah Kemasan Aluminium Foil ... 13
2.3.Dasar-dasar Pengujian Spesimen ... 14
2.3.1Pengujian Kerapatan (Densitas) ... 15
2.3.2Pengujian Kekuatan Lentur dan Modulus Elastisitas Lentur ... 15
2.3.3Pengujian Kekuatan Tarik Tegak Lurus Permukaan ... 17
BAB III METODE PENELITIAN... 18
3.1.Tempat Penelitian ... 18
3.2.Bahan dan Alat Penelitian ... 18
3.2.1 Bahan Penelitian ... 18
3.2.2 Alat Penelitian ... 18
3.3.Langkah Kerja Penelitian ... 22
ix
3.3.2 Pembuatan Spesimen ... 22
3.3.3 Pressed ... 23
3.3.4 Sintering Furnace ... 23
3.3.5 Pemotongan... 24
3.3.6 Proses Uji Densitas ... 24
3.3.7 Proses Uji Kekuatan Lentur dan Modulus Elastisitisitas Lentur ... 24
3.3.8 Uji Kekuatan Tarik Tegak Lurus Permukaan ... 25
3.3.9 Tahap Pengambilan Data ... 25
3.4.Rancangan Penelitian ... 25
3.4.1 Variabel Penelitian ... 26
3.4.2 Analisa Data ... 26
3.5. Diagram Air ... 27
BAB IV DATA DAN ANALISA ... 28
4.1. Sifat Fisik dan Mekanik Papan Partikel ... 28
4.1.1 Densitas ... 28
4.1.2 Modulus Elastisitas (Modulus of Elasticity) ... 31
4.1.3 Kekuatan Lentur (Modulus of Repture) ... 32
4.1.4 Kekuatan Tarik Tegak Lurus (Internal Bonding) ... 35
BAB V PENUTUP ... 38
5.1 Kesimpulan ... 38
5.2 Saran ... 38 DAFTAR PUSTAKA
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Tahap pertama proses sinter, a) Partikel awal,
b) Penyusunan kembali, c) Terbentuknya formasi neck ...7
Gambar 2.2. a) Pertumbuhan neck dan volume penyusutan, b) Perpanjangan dari batas butir, c) Pertumbuhan butir berlanjut dan batas butir meluas, volume penyusutan dan pertumbuhan butir ...8
Gambar 2.3 a) Pertumbuhan leher dengan discontinues pore-phase, b) Pertumbuhan butir dengan pengurangan porositas, c) Pertumbuhan butir ...8
Gambar 2.4. Pertumbuhan ikatan mikrostruktur antar partikel selama proses sinter...9
Gambar 2.5. Proses sinter antar dua partikel...10
Gambar 2.6. Perilaku Partikel Serbuk Saat Proses Liquid Phase Sintering...10
Gambar 2.7. Proses Pressured Sintering ...12
Gambar 2.8. Proses furnace sintering ...12
Gambar 2.9. Kemasan plastik-Aluminium Foil ...14
Gambar 2.10 Pengukuran uji kerapatan (densitas) ...15
Gambar 2.11 Pengujian kekuatan lentur dan modulus elastisitas lentur ...16
Gambar 2.12 Uji kekuatan tarik tegak lurus permukaan...17
Gambar 3.1. Limbah aluminium foil hasil crushing ...18
Gambar 3.2. Mesin Pencacah Lab. Pengecoran ...19
Gambar 3.3. Timbangan digital Acis ...19
Gambar 3.4 Alat Press Lab. Material ...20
Gambar 3.5 Oven Furnace Lab. Material ...20
Gambar 3.6 Cetakan ...21
Gambar 3.7 Universal Testing Machine JTM Machining Co ...21
Gambar 3.8 Mikroskop Makro Olympus ...22
Gambar 3.9 Diagram Alir Penelitian ...27
Gambar 4.1. Grafik Nilai Rata-rata Densitas Papan Partikel ...28
Gambar 4.2. Observasi Makroskopis Flowability (a) Polimer, dan (b) Aluminium ...31
Gambar 4.3. Grafik Nilai Rata-rata MOE Papan Partikel ...32
Gambar 4.4. Grafik Nilai Rata-rata MOR Papan Partikel ...33
Gambar 4.5. Observasi Makroskopis Tarik Tegak Lurus (a) Sebelum, dan (b) Sesudah ...36
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Jenis pengujian, ukuran dan jumlah spesimen uji papan
partikel... 14
Tabel 3.1. Skema Rancangan Penelitian ... 26
Tabel 4.1. Observasi Makroskopis Densitas ... 29
xii
DAFTAR RUMUS
Rumus 2.1. Densitas ... 15
Rumus 2.2. Kekuatan Lentur ... 16
Rumus 2.3. Modulus Elastisitas ... 16
xiii
DAFTAR NOTASI
B = Berat (gram) V = Volume (cm3) S = Jarak Sangga (cm) L = Lebar (cm)
T = Tebal (cm)
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Tabel Data Uji Densitas ... 43
Lampiran 2. Tabel Data Uji Kekuatan Tarik Tegak Lurus ... 44
Lampiran 3. Tabel Data Uji Kekuatan Lentur dan Modulus Elastisitas ... 45
Lampiran 4. Pengujian Densitas ... 46
Lampiran 5. Pengujian Kekuatan Lentur dan Modulus Elastisitas ... 47
Lampiran 6. Pengujian Kekuatan Tarik Tegak Lurus ... 48
Lampiran 7. Grafik Uji Bending ... 49
Lampiran 8. Grafik Uji Tarik Tegak Lurus ... 53
Lampiran 9. Proses Pembuatan Spesimen ... 57
Lampiran 10. Proses Pengujian Kekuatan Lentur dan Modulus Elastisitas ... 59
Lampiran 11. Proses Pengujian Densitas ... 60
