i
LAPORAN TUGAS AKHIR
SIFAT MEKANIK KOMPOSIT SERAT TANGKAI ILALANG
SEBAGAI BAHAN PANEL RAMAH LINGKUNGAN
Diajukan Sebagai Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Diajukan Oleh:
DENY SULISTYO NUGROHO
D600120018
JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
v
MOTTO
“Sesungguhnya Allah Tidak Akan Mengubah Nasib Suatu Kaum
Kecuali Kaum itu Sendiri yang Mengubah Apa Apa yang Pada Diri
Mereka”
(QS. Ar Ra’ad Ayat 11)
“Pengalaman
itu sangat berharga, jadi berkorban demi mendapatkan
hal yang ingin dicapai itu tidak ada yang gratis (alias mbayar)”
(Ibu Juantini)
“6 Kunci Kebahagian Hidup : Jangan membenci, Jangan bersedih,
Hidup Sederhana, Selalu berdoa, Banyakin memberi, dan
Terse
nyumlah”
(Ali Bin Abi Thalib)
vi
PERSEMBAHAN
Laporan Tugas Akhir ini, Penulis Persembahkan Kepada:
1. Bapak, Ibu dan Kakak yang selalu memberikan nasehat, semangat serta doa.
2. Bapak dan Ibu Dosen Teknik Industri yang telah memberikan ilmu selama kuliah.
3. Untari Widiyastuti yang telah menjadi penyemangat serta doanya
4. Teman dan sahabat Teknik Industri Angkatan 2012.
vii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb.
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT yang senantiasa melimpahkan rahmat dan karunianya sehingga penulis diberikan kemudahan dalam penyelesaian penyusunan Tugas Akhir ini dengan judul: “Sifat Mekanik Sifat Mekanik Komposit Serat Tangkai Ilalang Sebagai Bahan Panel Ramah Lingkungan” Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Industri Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dalam penyusunan skripsi ini penulis banyak mendapat bantuan dari pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung, oleh karena itu dengan kerendahan hati penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada:
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT, Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Eko Setiawan, ST, MT, Ph.D sebagai Ketua Jurusan Teknik Industri UMS.
3. Bapak Much. Djunaidi, ST, MT selaku pembimbing Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan, masukan, motivasi dan arahan kepada penulis dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
4. Selaku penguji yang telah memberikan masukan untuk perbaikan penyusunan Tugas Akhir ini.
5. Bapak Maruto, ST, MT selaku koordinator Laboratorium Material Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret.
viii
7. Kakakku Ari Sulistyo Prabowo dan Agus Budi Sulistyo yang telah memberikan segala dukungan dan doanya demi terselesaikannya Tugas Akhir 8. Untari Widiyastuti yang senantiasa memberikan semangat dukungan moral
dan material demi terselesaikannya Tugas Ahir ini.
9. Debi Aritonang selaku teman yang memberi bantuan semangat dukungan moral dan material demi terselesaikannya Tugas Ahir ini.
10. Teman-teman seperjuangan Angkatan 2012 Jurusan Teknik Industri Muhammadiyah.
Dalam penyusunan laporan, penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Untuk itu penulis mengharap adanya saran dan kritik yang dapat membantu sehingga dapat menyempurnakan penyusunan Tugas Akhir ini dari pembaca.
Wassalamu’alaikum Wr.WB
Surakarta, 15 Desember 2016
ix
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Batasan Masalah ... 2
1.4 Tujuan Penelitian ... 2
1.5 Manfaat Penelitian ... 3
1.6 Sistematika Penulisan ... 3
BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Material Komposit ... 5
2.2 Komposit Serat ... 6
2.3 Serat Alam Tangkai Ilalang ... 7
2.4 Matrik Resin Epoksi ... 8
2.5 Fraksi Volume ... 9
2.6 Proses Pembuatan Komposit ... 10
2.7 Sifat dan Mekanik Komposit ... 10
x
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian ... 14
3.2 Bahan Penelitian ... 14
3.3 Alat Penelitian ... 16
3.4 Prosedur Penelitian ... 19
3.5 Kerangka Pemecah Masalah ... 25
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Sifat Mekanik Komposit Serat Ilalang Terhadap Kekuatan Bending ... 26
4.2 Sifat Mekanik Komposit Serat Ilalang Terhadap Kekuatan Impak ... 28
4.3 Sifat Mekanik Komposit Serat Ilalang Terhadap Kekuatan Tarik ... 29
4.4 Foto Makro Komposit Serat Ilalang ... 31
4.5 Analisis Hasil Perbandingan Penelitian ... 34
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 37
5.2 Saran ... 37
DAFTAR PUSTAKA
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Hasil perhitungan pengujian three point bending ... 28
Tabel 4.2 Hasil perhitungan pengujian impak ... 30
Tabel 4.3 Hasil perhitungan pengujian tarik ... 31
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Tananam Ilalang ... 7
Gambar 2.2 Pengujian three point bending... 10
Gambar 2.3 Sudut Impak ... 12
Gambar 3.1 Proses perendaman serat dengan NaoH 4% ... 14
Gambar 3.2 Penjemuran dengan sinar matahari (kadar air 4%) ... 14
Gambar 3.3 Potong serat Ilalang ±10 mm ... 15
Gambar 3.4 Resin epoksi A dan B ... 15
Gambar 3.5 NaOH (Soda api/alkhali) ... 15
Gambar 3.6 Releaser Mirror Glase Wax/FRP Wax ... 15
Gambar 3.7 Timbangan digital ... 16
Gambar 3.8 Cetakan kaca/hand lay up ... 16
Gambar 3.9 Plastik Astralon ... 16
Gambar 3.10 Meteran... 17
Gambar 3.11 Kalkulator ... 17
Gambar 3.12 Pengaduk ... 17
Gambar 3.13 Mesin (Universal Testing Machine) UTM type 4160 ... 17
Gambar 3.14 Mesin uji impack izod ... 18
Gambar 3.15 Alat bantu penunjang dan pendukung ... 18
Gambar 3.16 Gergaji ... 18
Gambar 3.17 Amplas ... 18
Gambar 3.18 Hasil cetakan komposit serat tangkai ilalang ... 20
Gambar 3.19 Spesimen pengujian bending ... 20
Gambar 3.20 Spesimen Pengujian Impak ... 20
Gambar 3.21 Spesimen uji tarik ... 21
Gambar 3.22 Dimensi ukuran spesimen uji bending ... 21
Gambar 3.23 Dimensi ukuran spesimen uji impak ... 22
Gambar 3.24 Skema pengujian impak izod ... 22
Gambar 3.25 Dimensi ukuran spesimen uji tarik ... 23
xiii
Gambar 4.1 Grafik hasil uji bending ... 27
Gambar 4.2 Grafik hasil uji impak ... 28
Gambar 4.3 Grafik hasil uji tarik ... 30
Gambar 4.4 Spesimen uji bending fraksi volume 30% ... 31
Gambar 4.5 Spesimen uji bending fraksi volume 40% ... 31
Gambar 4.6 Spesimen uji bending fraksi volume 50% ... 31
Gambar 4.7 Spesimen uji impak fraksi volume 30% ... 32
Gambar 4.8 Spesimen uji impak fraksi volume 40% ... 32
Gambar 4.9 Spesimen uji impak fraksi volume 50% ... 32
Gambar 4.10 Spesimen uji tarik fraksi volume 30% ... 33
Gambar 4.11 Spesimen uji tarik fraksi volume 40% ... 33
xiv
ABSTRAK
Material komposit yang terbuat dari serat alam tangkai ilalang dan menggunkan resin epoksi. Serat sebagai penguat sedangkan matrik sebagai perekat/pengikat dari komposit. Perbedaan variasi fraksi volume serat tangkai ilalang: 30%, 40%, 50%. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui fraksi volume yang optimal dengan menggunakan tiga pengujian mekanik yaitu pengujian bending, impak, dan tarik. Hasil dari penelitian komposit serat tangkai ilalang menunjukkan bahwa, kekuatan bending yang paling optimal pada fraksi volume 40% (serat) dan 60% (matrik) yaitu dengan nilai sebesar 51,56 Mpa. Pada pengujian impak ketangguhan impak yang optimal pada fraksi volume 40% (serat) dan 60% (matrik) yaitu dengan nilai sebesar 10460 J/mm2. Sedangkan pada pengujian tarik kekuatan tarik yang paling optimal pada 40% (serat) dan 60% (matrik) yaitu dengan nilai sebesar 30,058 Mpa. Dari ketiga pengujian dapat diambil kesimpulan bahwa variasi komposit serat tangkai ilalang yang terbaik dan yang optimal pada fraksi volume 40% : 60%.
Kata Kunci: Material Komposit, Matrik, Pengujian Mekanik, Serat Ilalang
ABSTRAK
A composite material made from natural fibers and use the stalks of reeds epoxy resin. Fiber as reinforcement while the matrix as an adhesive / binder of composites. Differences variation reeds stalk fiber volume fraction: 30%, 40%, 50%. This study aims to determine the optimal volume fraction using three mechanical testing is test of bending, impact, and drag. The results of the study reeds stalk fiber composites shows that the most optimal bending strength at 40% volume fraction (fiber) and 60% (matrix) with a value of 51.56 MPa. On testing the impact toughness impact on the optimal volume fraction of 40% (fiber) and 60% (matrix) with a value of 10460 J / mm2. While the tensile test the tensile strength of the most optimal at 40% (fiber) and 60% (matrix) with a value of 30.058 MPa. Of the three tests can be concluded that the variation of fiber composite reed stalks best and optimal volume fraction of 40%: 60%.
