POLYPROPYLENE
PADA KONSTRUKSI PERAHU
ALUMINIUM
AHMAD ADITIYA F
03091005047
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
SKRIPSI
ANALISA KEKUATAN KOMPOSIT SERAT KACA DAN
POLYPROPYLENE PADA KONSTRUKSI PERAHU ALUMINIUM
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya
AHMAD ADITIYA F
03091005047
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
HALAMAN PENGESAHAN
ANALISA KEKUATAN KOMPOSIT SERAT KACA
DAN
POLYPROPYLENE
PADA KONSTRUKSI
PERAHU ALUMINIUM
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar sarjana pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Sriwijaya
Oleh:
AHMAD ADITIYA FEBRIANSYAH 03091005047
Inderalaya, Februari 2015
Mengetahui, Diperiksa dan disetujui oleh,
Ketua Jurusan Teknik Mesin, Pembimbing Skripsi,
Qomarul Hadi, S.T, M.T. Agung Mataram, S.T, M.T, Ph.D
UNIVERSITAS SRIWIJAYA Agenda :
FAKULTAS TEKNIK DiterimaTgl. :
JURUSAN TEKNIK MESIN Paraf :
SKRIPSI
Nama : AHMAD ADITIYA FEBRIANSYAH
NIM : 03091005047
Jurusan : TEKNIK MESIN
Judul Skripsi : ANALISA KEKUATAN KOMPOSIT SERAT KACA
DAN POLYPROPYLENE PADA KONSTRUKSI
PERAHU ALUMINIUM
Diberikan Tanggal :
Selesai Tanggal :
Inderalaya, Februari 2015
Mengetahui, Diperiksa dan disetujui oleh,
Ketua Jurusan Teknik Mesin, Pembimbing Skripsi,
Qomarul Hadi, S.T, M.T Agung Mataram, S.T, M.T, Ph.D
HALAMAN PERSETUJUAN
Karya tulis ilmiah berupa Skripsi dengan judul “Analisa Kekuatan Komposit Serat Kaca dan Polypropylene pada Konstruksi Perahu Aluminium” telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Sriwijaya pada tanggal 02 Februari 2015.
Inderalaya, Februari 2015
Tim Penguji Karya tulis ilmiah berupa Laporan Skripsi.
Ketua :
1. Qomarul Hadi, ST, MT.
NIP. 19690213 199503 1 001 (………...)
Anggota :
2. Dr. Ir. Diah Kusuma Pratiwi, M.T.
NIP. 19750226 199903 1 001 (………)
3. M. Yanis, ST, MT
NIP. 19700228 199412 1 001 (………)
4. Ir. Helmy Alian, M.T
NIP. 19591015 198703 1 006 (………)
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin, Dosen Pembimbing
Qomarul Hadi, S.T, M.T. Agung Mataram, ST, MT, Ph.D
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama : AHMAD ADITIYA F
NIM : 03091005047
Judul : ANALISA KEKUATAN KOMPOSIT SERAT KACA DAN
POLYPROPYLENE PADA KONSTRUKSI PERAHU
ALUMINIUM
Memberikan izin kepada Pembimbing dan Universitas Sriwijaya untuk
mempublikasikan hasil penelitian saya untuk kepentingan akademik. Apabila
dalam waktu 1 (satu) tahun tidak mempublikasikan karya penelitian saya. Dalam
kasus ini saya setuju untuk menempatkan Pembimbing sebagai penulis
korespondensi (Corresponding author).
Demikian, pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tanpa ada
paksaan dari siapapun.
Inderalaya, Februari 2015
Penulis,
HALAMAN PERNYATAAN INTEGRITAS
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama : Ahmad Aditiya Febriansyah
NIM : 03091005047
Judul : ANALISA KEKUATAN KOMPOSIT SERAT KACA DAN
POLYPROPYLENE PADA KONSTRUKSI PERAHU
ALUMINIUM
Menyatakan bahwa Skripsi saya merupakan hasil karya sendiri didampingi
pembimbing dan bukan hasil penjiplakan/plagiat. Apabila ditemukan unsur
penjiplakan/plagiat dalam Skripsi ini, maka saya bersedia menerima sanksi
akademik dari Universitas Sriwijaya sesuai aturan yang berlaku.
Demikian, pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tanpa ada
paksaan dari siapapun.
Inderalaya, Februari 2015
Penulis,
Ahmad Aditiya F NIM. 03091005047
HALAMAN PERSEMBAHAN
MOTTO :
Berakit – rakit kehulu, berenang ketepian.
Batu yang keras sekalipun dapat berlobang oleh kelembutan air. Apa yang akan terjadi, maka terjadilah.
Karya kecil ini kupersembahkan untuk :
Kedua Orangtuaku.
Keluarga besarku.
Keluarga besar Teknik Mesin Unsri.
Almamaterku (Universitas Sriwijaya).
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum
Dengan mengucapkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah
memberikan berkah, rahmat dan karunia-Nya. Shalawat serta salam penulis
junjungkan kepada Nabi Muhammad SAW yang telah menuntun manusia pada
kehidupan yang lebih baik, sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi yang
berjudul ”ANALISA KEKUATAN KOMPOSIT SERAT KACA DAN
POLYPROPYLENE PADA KONSTRUKSI PERAHUALUMINIUM”.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terimakasih kepada semua
pihak yang telah membantu hingga terselesaikannya Skripsi ini. Adapun pihak
tersebut adalah:
1. Bapak Prof. Dr. Ir. H. M. Taufik Toha, DEA. selaku Dekan Fakultas
Teknik Universitas Sriwijaya,
2. Bapak Agung Mataram S.T, M.T, selaku Dosen Pembimbing Skripsi
sekaligus Dosen Pembimbing Akademik,
3. Bapak Qomarul Hadi, S.T, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya,
4. Bapak Ir. Dyos Santoso, M.T, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya,
5. Orang Tua saya, yang selalu mendukung dan mendoakan setiap kegiatan
positif yang dilakukan anaknya,
7. Dosen Pengajar di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Sriwijaya,
8. Staf Administrasi, Laboratorium dan Perpustakaan di Jurusan Teknik
Mesin Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya,
9. Keluarga besar Teknik Mesin UNSRI khususnya Angkatan 2009,
10.Semua pihak yang telah memberikan dukungan yang tidak bisa disebutkan
satu persatu.
Penulis menyadari bahwa masih terdapat kekurangan dalam penulisan
Skripsi ini. Oleh karena itu penulis menerima segala kritik dan saran yang bersifat
membangun untuk kemajuan di masa yang akan datang.
Akhirnya penulis mengharapkan Srkripsi ini dapat berguna dan
bermanfaat bagi kita semua, Amiin.
Wassalamu’alaikum.
Indralaya, Februari 2015
RINGKASAN
JURUSAN TEKNIK MESIN, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS SRIWIJAYA
Karya tulis ilmiah berupa Skripsi, 20 Januari2015
Ahmad Aditiya F, dibimbing oleh Agung Mataram, S.T, M.T, PhD
Analisa Kekuatan Komposit Serat Kaca dan Polypropylene pada Konstruksi Perahu Aluminium.
Xiv + 33 halaman, 3 lampiran
Polypropylene (PP) termasuk jenis plastik yang menempati peringkat kedua pada
paling banyak jenis sampah plastik setelah jenis High Density Polyethylene
(HDPE). Serat kaca memiliki sifat mekanik unggul dari serat alami. Karena
memiliki sifat mekanik yang baik dari serat kaca saat memainkan peran penting
dalam penggunaan komposit penguatan. Aluminium memiliki sifat tahan sangat
ringan dan korosi. Sifat mekanik serat kaca yang dimiliki, aluminium dan limbah
Polypropylene dapat dimanfaatkan sebagai penguat dan matriks bahan komposit.
Penelitian ini dilakukan dengan metode hand lay-up. Perbandingan fraksi volume
plastik polypropylene, serat kaca dan jenis aluminium dalam penelitian ini
ditetapkan : 64 : 0 : 36 (%), 54,4 : 9,6 : 36 (%), 44,8 : 19,2 : 36 (%), 35,2 : 28,8 :
36 (%), dan 25,6 : 38,4 : 36 (%).
Kata kunci : Komposit, aluminium, serat kaca, polypropylene, uji bending, uji
SUMMARY
DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING, FACULTY OF ENGINEERING, SRIWIJAYA UNIVERSITY
Scientific Paper in the form of Skripsi, Januari 20th, 2015
Ahmad Aditiya F, supervised by Agung Mataram, S.T, M.T, Ph.D.
Glass fiber composites and polypropylene construction, application for aluminium boat.
xiv, 31 pages, 3 attachment
Polypropylene (PP ) including a type of plastic which ranks second on the most
number of types of plastic waste after the type of High Density Polyethylene
(HDPE). Glass fibers have superior mechanical properties of natural fibers.
Because it has good mechanical properties of glass fibers currently plays an
important role in the use of composite reinforcement. Aluminum has particularly
lightweight and corrosion resistant properties. Of mechanical properties owned
fiber glass, aluminum and PP waste can be utilized as composite reinforcement
and matrix materials. This research was carried out by hand lay-up methods.
Comparison of fiber volume fraction of gla ss, plastic and aluminum type of PP in
this study are set as : 64 : 0 : 36 (%), 54,4 : 9,6 : 36 (%), 44,8 : 19,2 : 36 (%), 35,2
: 28,8 : 36 (%), dan 25,6 : 38,4 : 36 (%).
DAFTAR ISI
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI v
HALAMAN PERNYATAAN INTEGRITAS vi
MOTTO DAN PERSEMBAHAN vii
KATA PENGANTAR viii
2.2.2 Klasifikasi Komposit 6
2.4. Polypropylene 8
2.5. Serat Kaca 8
2.6 Aluminium 9
2.6.1 Manfaat dan Kelebihan Aluminium 9
2.7 Sifat Mekanis Material 12
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian 18
3.3 Alat dan Bahan 18
3.4. Prosedur pengujian 18
3.4.1 Persiapan Serat Kaca 18
3.4.2 Persiapan Matrik P olypropylene 19
3.4.3 Pembuatan Cetakan 19
3.4.4 Pembuatan Spesimen Komposit 19
3.4.5 Penandaan Spesimen 21
3.4.6 Pengujian Impact 21
3.4.7 Pengujian Lengkung 22
3.4.8 Analisa dan Pengolahan Data 23
BAB 4. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengujian Impact 24
4.1.1 Energi Impact per Satuan Luas 25
4.2 Hasil Pengujian Lengkung 30
4.2.1 Tegangan Lengkung 31
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.2. Saran 34
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
2.1. Serat Kaca 8
2.2. Skema Pengujian Charpy 14
2.3. Skema Pengujian Izod 14
2.4. Skema Pengujian Lengkung 16
3.1. Skema Metode Penelitian 17
3.2 Spesimen Pengujian Impact 21
3.3. Spesimen Pengujian Lengkung 22
4.1. Grafik Usaha Impact 28
4.2. Grafik Harga Energi Impact per Satuan Luas 29
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
3.1 Perbandingan Fraksi Volume 19
3.2 Penandaan Spesimen 21
3.3 Data Awal Pengujian Impact 22
3.4 Data Awal Pengujian Lengkung 23
4.1 Data Hasil Awal Pengujian Impact 24
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Negara Indonesia adalah negara maritim, julukan itu didapatkan karena
2/3 luas seluruh Indonesia adalah lautan yang berarti lebih banyak perairan
daripada daratan. Laut memisahkan antara pulau pulau yang terdapat di Indonesia,
untuk meyatukan itu semua kita memerlukan alat transportasi air. Perahu,
merupakan salah satu alat transportasi tradisional yang kebanyakan berbahan baku
kayu, seiring waktu dan perkembangan zaman, kayu telah semakin langkah dan
mahal. Aluminium memiliki beberapa sifat yang mendukung untuk diaplikasikan
pada transportasi air.
Aluminium adalah suatu bahan yang memiliki tingkat rasio kekuatan dan
beratnya sangat baik dibanding material lain yang sering digunakan sebagai
material untuk konstruksi kapal. Begitu juga dengan beratnya yang relatif ringan
dibandingkan dengan material lain sebagai bahan utama dalam pembangunan
kapal seperti baja, ferro semen, bahkan kayu sekalipun (Ricky, 2012).
Pada kehidupan sehari – hari banyak ditemukan limbah dari hasil produk yang menjadi masalah. Salah satunya adalah tumpukan sampah yang dapat
menjadi salah satu penyebab bencana alam, salah satunya banjir. Masalah yang
diakibatkan banyaknya jumlah limbah plastik bahkan terasa semakin bertambah
parah karena kurangnya pengolahan terhadap limbah itu sendiri. Pengolahan
sampah di Indonesia yang hanya meliputi pengumpulan dan pengangkutan ke
tempat penimbunan sementara (TPS) dilanjutkan ke tempat penimbunan akhir
(TPA) dirasa belum cukup mampu untuk menyelesaikan masalah atas pencemaran
lingkungan. Produksi sampah yang tidak berbanding lurus dengan kecepatan
pengangkutan dan pengolahan membuat terjadinya penumpukan sampah di
mana-mana. Jika setiap orang rata-rata menghasilkan 1-2 kg sampah setiap hari dan
penduduk Indonesia berjumlah 200 juta orang, jumlah sampah yang menumpuk
adalah sampah rumah tangga (Ridwan, 2013). Salah satu sampah yang menempati
peringkat teratas berdasarkan jumlahnya adalah sampah jenis plastik
Polypropylene. Polypropylene merupakan jenis plastik yang sering digunakan
karena memiliki sifat tahan terhadap bahan kimia (Sahwan, 2005). Salah satu cara
mengatasi penumpukan sampah ini adalah dengan cara daur ulang (recycle),
membuat limbah plastik menjadi material baru yang memiliki nilai tambah pada
fungsi dan kekuatan material dengan cara menambahkan bahan penguat yang
disebut material komposit.
Komposit adalah bahan kombinasi antara dua atau lebih komponen atau
material yang memiliki sejumlah sifat yang tidak mungkin dimiliki oleh masing– masing komponen tersebut. Penggunaan bahan komposit dengan matrik dan filler
(pengisi) jenis plastik mulai dikenal untuk menggantikan peran logam dalam
bidang industri. Hal ini disebabkan oleh beratnya komponen yang terbuat dari
logam, proses pembentukannya yang relatif sulit, dapat mengalami korosi dan
biaya produksinya mahal.
Berdasarkan uraian diatas, peneliti melakukan penelitian untuk
memanfaatkan limbah plastik polypropylene secara optimal dengan
menjadikannya sebagai matrik dalam komposit yang diperkuat dengan serat kaca
(fiberglass) yang kemudian dilapiskan pada material logam, yaitu aluminium.
Dengan pengolahan yang sederhana dan mencari fraksi volume terbaik antara
matrik dan serat terhadap sifat mekanis yang dihasilkan dari komposit tersebut
akan membantu menambah kualitas, kegunaan serta menjaga kelestarian
lingkungan.
1.2 Batasan Masalah
Permasalahan yang akan menjadi pokok pembahasan pada penelitian ini
adalah bagaimana proses pengaplikasian komposit serat kaca & polypropylene
pada kontruksi perahu aluminium.
Adapun batasan masalah yang akan dikaji adalah :
1. Material yang akan dijadikan komposit, dalam hal ini adalah serat kaca dan
2. Pelapisan alumunium dalam material komposit.
3. Analisa variabel dengan pengujian impact dan bending.
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dalam penelitian ini, yaitu :
1. Merencanakan komposit daur ulang limbah plastik pada pelapisan alumunium.
2. Menerapkan konsep teoritis pengujian komposit limbah plastik pada pelapisan
alumunium untuk mendapatkan nilai maksimal pengaruh variabel pengujian
komposit.
3. Menghasilkan produk baru dari pengolahan limbah polypropylene.
1.4 Manfaat Penelitian
Dari hasil penelitian ini diharapkan menghasilkan sifat material komposit
yang ringan dan kuat sehingga dapat menjadi produk yang berguna bagi
Produksi sampah yang tidak berbanding lurus dengan kecepatan
pengangkutan dan pengolahan membuat terjadinya penumpukan sampah di
mana-mana. Jika setiap orang rata-rata menghasilkan 1-2 kg sampah setiap hari dan
penduduk Indonesia berjumlah 200 juta orang, jumlah sampah yang menumpuk
setiap harinya bakal mencapai 400.000 ton dan dari total itu 60% diantaranya
adalah sampah rumah tangga (Ridwan, 2013). Salah satu sampah yang menempati
peringkat teratas berdasarkan jumlahnya adalah sampah jenis plastik
Polypropylene.
Polypropylene merupakan jenis plastik yang sering digunakan karena
memiliki sifat tahan terhadap bahan kimia (Sahwan, 2005). Salah satu cara
mengatasi penumpukan sampah ini adalah dengan cara daur ulang (recycle),
membuat limbah plastik menjadi material baru yang memiliki nilai tambah pada
fungsi dan kekuatan material dengan cara menambahkan bahan penguat yang
disebut material komposit.
2.2 Tinjauan Teoritis
2.2.1 Komposit
MATERIAL KOMPOSIT adalah kombinasi makroskopik dari dua atau
lebih bahan yang berbeda, dapat dikenali dengan bagian dalam mereka. Komposit
digunakan tidak hanya untuk sifat strukturalnya, tetapi juga untuk kelistrikan,
suhu, tribological, dan lingkungan aplikasi. Material komposit modern biasanya
dioptimalkan untuk mencapai keseimbangan sifat tertentu untuk berbagai aplikasi
yang diperlukan. Mengingat berbagai macam bahan yang dapat dianggap sebagai
komposit dan berbagai kegunaan yang dihasilkan material komposit yang dapat
dirancang, komposit itdak dapat berdiri sendiri, sederhana, dan kegunaan dapat
disesuaikan. Namun, sebagai definisi praktis umum, material komposit dapat
mengikat bersama-sama secara terus – menerus dan membentuk serangkaian yang menguatkan penyusunnya. Dihasilkan bahan komposit yang memiliki
keseimbangan sifat struktural yang lebih unggul baik bahan utamanya sendiri
(Carl Zweben, 1998).
Bahan komposit mempunyai beberapa kelebihan berbanding dengan bahan
konvensional seperti logam. Kelebihan tersebut pada umumnya dapat dilihat dari
beberapa sudut yang penting seperti sifat-sifat mekanikal dan fisikal, keupayaan
(reliability), mudah dalam proses pembentukan dan biaya. Seperti yang diuraikan
dibawah ini :
2.2.1.1 Sifat - Sifat Mekanikal dan Fisikal
Pada umumnya pemilihan bahan matriks dan serat memainkan peranan
penting dalam menentukan sifat-sifat mekanik dan sifat komposit. Gabugan
matriks dan serat dapat menghasilkan komposit yang mempunyai kekuatan dan
kekakuan yang lebih tinggi dari bahan konvensional seperti keluli. Bahan
komposit mempunyai density yang jauh lebih rendah bila dibandingkan dengan
bahan konvensional. Ini memberikan implikasi yang lebih penting dalam konteks
penggunaan karena komposit akan mempunyai kekuatan dan kekakuan spesifik
yang lebih tinggi dari bahan konvensional. Implikasi adalah produk komposit
akan mempunyai kerut yang lebih rendah dari logam. Pengurangan berat ialah
suatu aspek yang penting dalam industri pembuatan seperti automobile dan
angkasa luar.
2.2.1.2 Mudah dibentuk
Komposit yang mudah dibentuk merupakan suatu kriteria yang penting
dalam penggunaan suatu bahan untuk menghasilkan produk. Ini karena dikaitkan
dengan produktivitas dan mutu suatu produk. Perbandingan antara produktivitas
dan mutu adalah penting dalam konteks pemasaran produk yang berasal dari
pabrik. Selain dari itu kemampuan untuk mudah dibentuk juga dikaitkan dengan
berbagai tehnik pabrikasi yang dapat digunakan untuk memproses suatu produk.
tehnik pabrikasi yang merupakan daya tarik yang dapat membuka ruang yang
lebih luas bagi penggunaan bahan komposit. Contohnya untuk komposit
termoplastik yang mempunnyai kelebihan dari segi pemrosesan yaitu dapat
diproses dengan berbagai tehnik pabrikasi yang umum yang biasa digunakan
untuk memproses termoplastik tanpa serat.
2.2.1.3 Biaya
Faktor biaya juga memainkan peranan yang sangat penting dalam
membantu perkembangan industri komposit. Biaya yang berkaitan erat dengan
penghasilan suatu produk seharusnya memperhitungkan beberapa aspek seperti
biaya, bahan mentah, pemrosesan, tenaga manusia dan sebagainya.
2.2.2 Klasifikasi Komposit
Serat komposit berdasarkan penguat dapat dikategorikan oleh komposisi
kimia, morfologistruktural, dan komersial fungsi. Komposit biasanya
diklasifikasikan pada dua tingkat yang berbeda. Tingkat pertama klasifikasi
biasanya dibuat sehubungan dengan unsur pokok matriks. Komposit kelas utama
termasuk komposit organik - matrix ( OMCS ), komposit logam –matrix (MMC), dan komposit keramik -matrix ( CMC ).
Istilah "organik matriks komposit" umumnya dianggap termasuk dalam
komposit kelas dua: komposit polimer matrix ( PMC ) dan komposit karbon
-matrix (sering disebut sebagai komposit karbon-karbon). Komposit karbon -
matriks biasanya terbentuk dari PMC dengan memasukkan langkah-langkah
ekstra karbonisasi dan kepadatan polimer matriks asli. Dalam komunitas
penelitian dan pengembangan, intermetalik – matrix komposit (IMCs) kadang-kadang terdaftar sebagai klasifikasi yang berbeda dari MMC. Namun, yang paling
penting aplikasi dari (IMCs) belum ada, dan dalam prakteknya bahan-bahan ini
secara radikal tidak memberikan perbedaan dari sifat relatif terhadap MMC.
Dalam setiap sistem ini, biasanya seluruh matriks dalam fase kontinyu di seluruh
Serat alami seperti kenaf atau goni yang berasal dari tanaman dan
digunakan hampir secara eksklusif di PMC. Oksida serat kaca berasal dari
campuran oksida, silika, atau kuarsa, serat berasal dari oksida tunggal. Serat tidak
berbentuk dan terutama digunakan untuk memperkuat termoplastik dan termoset
PMC. Serat aramid adalah kristal serat polimer dan sebagian besar digunakan
untuk memperkuat PMC. Serat karbon berdasarkan rencana pembuatan struktur,
Serat karbon biasanya digunakan untuk memperkuat PMC. Serat keramik
polikristalin. Oksida keramik (misalnya, silika-alumina dan murni alumina) serat
dan nonoxide keramik (misalnya, silikon karbida) serat digunakan untuk
memperkuat CMC dan MMC (Wallenberger, 1999).
Namun, penurunan harga serat karbon, ditambah dengan perbaikan di
bidang manufaktur yang murah metode dan permintaan lanjutan untuk efisiensi
struktural tinggi telah mulai mengubah nama baik komposit. Komposit mulai
bersaing dengan bahan murah tradisional, biaya bahan akan terus menjadi faktor
penting.
Beberapa pedoman yang perlu diingat adalah:
1. Serat: semakin besar jumlah filamen per belakangnya, semakin rendah biaya.
2. Resin: semakin rendah suhu kinerja, semakin rendah biaya.
3. Prepreg: lebih luas produk (kain), semakin rendah biaya.
2.3 Bahan Komposit Serat
Unsur utama komposit adalah serat, bahan komposit serat terdiri dari
serat-serat yang terikat oleh matrik yang saling berhubungan.
Bahan komposit serat terdiri dari dua macam, yaitu
1. serat panjang (continous fiber)
2. serat pendek (short fiber dan whisker).
Komposit pada umumnya mengunakan bahan plastik karena plastik mudah
didapat dan mudah perlakuannya, daripada bahan dari logam yang membutuhkan
2.4 Polypropylene (PP)
Beberapa peneliti telah melakukan penelitian terhadap penggunaan
polypropylene sebagai matrik dalam sebuah komposit diantaranya,
Penelitian terhadap polypropylene juga dilakukan dengan membuat
komposit dengan 3 jenis campuran, pertama polypropylene matrik murni (tanpa
serat), kedua polypropylene dengan 30% serat rami, ketiga polypropylene dengan
30% serat sisal. Dari penelitian didapat kekuatan tarik terbaik pada polypropylene
ditambah 30% serat rami dengan nilai 32,0 Mpa kemudian polypropylene
ditambah 30% serat sisal sebesar 26,6 Mpa dan terakhir polypropylene murni
kekuatan tariknya sebesar 26,0 Mpa (Ridwan, 2013).
Penelitian menggunakan polypropylene sebagai matrik yang berpenguat 2
jenis serat yakni serat pandan dan serat batang pisang dan merumuskan bahwa
polypropylene berserat pandan memiliki kekuatan tarik yang lebih baik
dibandingkan dengan polypropylene berserat batang pisang (Maulida, 2006).
Polypropylene mempunyai density yang rendah dibandingkan dengan jenis
plastik lain Dan polypropylene mempunyai titik leleh yang cukup tinggi (190 oC
s/d 200 oC), sedangkan titik kristalisasinya antara 1300C s/d 135 oC.
Polypropylene mempunyai ketahanan terhadap bahan kimia (chemical resistance)
yang tinggi, tetapi ketahanan pukulnya (impact strength) rendah (Mujiarto, 2005).
2.5 Serat Kaca
Gambar 2.1 Serat Kaca
plastik yang diperkuat oleh serat-serat halus yang terbuat dari kaca. Bahan ini juga
dikenal dengan nama GFK yang merupakan kepanjangan dari
Glasfaserverstärkter Kunststoff, atau yang biasanya lebih akrab dikenal oleh serat
kaca yang digunakan dalam proses penguatannya, yang dalam bahasa inggrisnya
disebut fiberglass. GRP adalah suatu material yang ringan dan kuat dengan
banyak kegunaan, seperti dalam pembuatan perahu, mobil, tangki air, atap,
perpipaan, pelapisan, box motor delivery, payung promosi, booth fiberglass dll.
Fiberglass atau sering diterjemahkan menjadi serat kaca adalah kaca cair yang
ditarik menjadi serat tipis dengan garis tengah sekitar 0,005 mm - 0,01 mm. Serat
ini dapat dipintal menjadi benang atau ditenun menjadi kain, yang kemudian
diresapi dengan resin sehingga menjadi bahan yang kuat dan tahan korosi.
2.6 Aluminium
Orang Yunani kuno dan Romawi menggunakan tawas dalam pengobatan
sebagai astringent, dan dalam proses pewarnaan. Pada tahun 1761 De Morveau
mengusulkan nama "alumine" untuk basa dalam tawas. Pada tahun 1807, Davy
memberikan proposal untuk menamakan logam ini Aluminum, walau pada
akhirnya setuju untuk menggantinya dengan Aluminium. Nama yang terakhir ini
sama dengan nama banyak unsur logam lainnya yang berakhir dengan “ium”.
(Totten and MacKenzie, 2003).
2.6.1 Manfaat dan Kelebihan Aluminium
Manfaat dan kelebihan aluminium (capral, 2013) adalah :
1. Ringan
Aluminium merupakan salah satu logam komersial teringan dengan
kepadatan sekitar sepertiga dari baja atau tembaga. Kekuatannya yang tinggi
untuk rasio berat membuatnya sangat penting untuk industri transportasi yang
memungkinkan peningkatan muatan dan penghematan bahan bakar. kapal feri,
kapal tanker, dan pesawat adalah contoh dari penggunaan aluminium yang
digunakan dalam transportasi. Dalam fabrikasi lainnya, aluminium ringan dapat
2. Ketahanan korosi yang sangat baik
Aluminium memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap korosi karena
lapisan tipis aluminium oksida yang terbentuk pada permukaan aluminium ketika
terkena udara. Dalam banyak aplikasi, aluminium dapat dibiarkan di pabrik.
Sebaiknya perlindungan tambahan diperlukan, aluminium dapat dianodisa atau
dicat.
3. Kuat
Meskipun kekuatan tarik aluminium murni tidak tinggi, mekanik sifat
mekaniknya nyata dapat meningkat dengan penambahan elemen paduan dan
tempering. Anda dapat memilih paduan dengan karakteristik yang paling sesuai
untuk aplikasi Anda. Biasanya Unsur paduan adalah silikon, mangan, tembaga
dan magnesium.
4. Kuat pada temperatur rendah
Bila baja menjadi rapuh pada temperatur rendah, maka aluminium dapat
mengalami peningkatan kekuatan tarik dan mempertahankan ketangguhan yang
sangat baik.
5. Mudah digunakan
Aluminium dapat dengan mudah dibuat menjadi berbagai bentuk seperti
lembar kertas, bentuk geometri, batang, tabung dan kawat. Hal ini menunjukkan
mampu mesin yang baik dan plastisitas yang ideal untuk bending, cutting,
spinning, Roll forming, hammering, forging, dan drawning.
6. Konduktor panas yang baik
Aluminium adalah sekitar tiga kali lebih termal-konduktif dari baja baja.
Karakteristik ini sangat penting dalam aplikasi pertukaran panas (baik pemanasan
atau pendinginan). Aluminium digunakan secara luas dalam peralatan memasak,
7. Reflektifitas yang tinggi
Aluminium merupakan reflektor yang sangat baik dari energi radiasi untuk
seluruh rentang panjang gelombang. Baik dari ulltra violet hingga infra merah dan
gelombang panas, serta gelombang elektromagnetik seperti radio dan radar.
Aluminium memiliki reflektifitas cahaya lebih dari 80% sehingga digunakan
secara luas pada perlengkapan pencahayaan. Karakteristik reflektifitas ini
menyebabkannya juga digunakan sebagai bahan isolasi. Misalnya, atap aluminium
merefleksikan persentase yang tinggi dari panas matahari, mendorong suasana
interior tetap dingin dimusim panas, juga isolator terhadap kehilangan panas
dimusim dingin.
8. Konduktor listrik yang baik
Aluminium adalah salah satu dari dua logam biasa yang memiliki
konduktivitas listrik yang cukup tinggi untuk digunakan sebagai konduktor listrik.
Tingkat konduktivitas listrik konduktor (paduan 1350) adalah sekitar 62% dari
Standar Internasional Annealed Copper. Namun, aluminium hanya sepertiga
berat tembaga, yang berarti menyalurkan sekitar dua kali listrik sebanyak yang
dapat dialirkan oleh tembaga dari berat yang sama. Aluminium secara luas
digunakan dalam kabel transmisi listrik, transformer, busbar dan basis lampu
listrik.
9. Perlakuan permukaan yang mudah
Pada banyak aplikasi, aluminium tidak memerlukan pelindung atau lapisan
dekoratif, permukaan yang disediakan sepenuhnya memadai tanpa finishing yang
lebih lanjut.penyelesaian mekanis seperti polishing, embossing, sandblasting, atau
wire brushing memenuhi berbagai kebutuhan. Dimana permukaan aluminium
10.Non magnetik
Aluminium memiliki sifat non magnetik yang membuatnya berguna untuk
pelindung alat elektrik seperti busbar atau rumahan kompas magnet. Aplikasi lain
termasuk disk komputer dan antena parabola.
11.Tak beracun
Fakta bahwa aluminium pada dasarnya tidak beracun ditemukan dimasa
awal dari industri. Ini adalah karakteristik yang memungkinkan logam yang akan
digunakan dalam peralatan memasak tanpa efek yang merugikan pada tubuh.
Aluminium dengan permukaan halus yang mudah dibersihkan, mendorong
lingkungan yang higienis untuk pengolahan makanan. Aluminium foil
pembungkus dan kontainer yang digunakan secara luas dan aman dalam kontak
langsung dengan produk makanan.
2.7 Sifat Mekanis Material
Setelah menghasilkan spesimen dari eksperimen perbandingan fraksi
volume, bahan komposit biasanya akan dilakukan beberapa pengujian di
antaranya pengujian beban, tarik, tekan, geser atau lintang, lenturan, dan densitas
untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis dari bahan yang di teliti. Namun pada
penelitian ini hanya difokuskan pada karakter yang dihasilkan oleh hasil uji
lengkung, dan uji impack.
2.7.1 Aturan Pencampuran
Salah satu cara cepat untuk memperkirakan sifat material yaitu, modulus
dalam 1 dan 2 arah komposit adalah dengan menggunakan aturan campuran. Ini
mengasumsikan bahwa modulus komposit adalah kombinasi dari modulus serat
dan matriks yang terkait dengan fraksi volume bahan penyusunnya.
Umumnya, sifat mekanik dari komposit tergantung pada sifat-sifat matriks
dan penguatan, interaksi antara matrik dan penguat, jumlah, jenis, susunan serat
dalam komposit, dan properties. Proses pembuatan komposit ditentukan melalui
Namun, satu set pengukuran eksperimental menentukan sifat dari sistem
serat-matriks tetap diproduksi dengan proses pembuatan tunggal.
Volume relatif dari unsur, sifat unsur, dan proses pembuatan. Percobaan
dapat memakan waktu dan biaya mahal. Model mekanika berbasis dan metode
semiempiris menentukan sifat komposit sehingga dapat berguna untuk
memprediksi efek dari sejumlah besar sistem variabel.
2.7.2 Uji Impact
Pengujian impact adalah suatu pengujian yang digunakan bertujuan untuk
mengetahui kegetasan atau keuletan suatu bahan (spesimen) yang akan diuji
dengan cara pembebanan secara tiba-tiba terhadap benda yang akan diuji secara
statik. Pada kondisi material ulet dapat mengalami patah getas dengan deformasi
plastis yang sangat kecil, namun hal itu dapat terjadi jika dipengaruhi temperatur
material yang rendah dan laju tegangan ditambah. Apabila nilai atau harga impact
material semakin tinggi maka material tersebut memiliki keuletan yang tinggi.
Material uji dikatakan bersifat ulet jika patahan yang terjadi pada bidang patah
material setelah di uji tidak rata dan tampak berserat-serat. Tetapi apabila material
bersifat getas, hasil dari patahan akan tampak rata dan mengkilap.
Secara umum jenis patahan dapat digolongkan menjadi dua yaitu :
1. Patah Ulet
2. Patah Getas
Metode uji impact dapat dibedakan dari peletakkan posisi spesimen uji
pada tumpuan serta arah pembebanan terhadap arah impact, jenis-jenis dari
pengujian impact adalah sebagai berikut :
1. Metode Charpy yaitu pengujian takik yang meletakkan posisi spesimen uji
pada tumpuan dengan posisi horizontal dan arah pembebanan berasal dari
Gambar 2.2 Skema Pengujian Charpy (Callister, 2007)
2. Metode Izod yaitu pengujian impact yang meletakkan posisi spesimen uji
pada tumpuan dengan posisi vertikal dan arah pembebanan berasal dari
arah yang searah dengan arah takikan.
Gambar 2.3 Skema Pengujian Izod (Callister, 2007)
Pada pengujian di penelitian ini dilakukan dengan metode charpy
menggunakan Charpy Impact Testing Machine, benda uji (spesimen) dibuat
takikan terlebih dahulu sesuai dengan standar JIS Z 2202 dan hasil pengujian
benda tersebut akan mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi)
seperti bengkokan atau patahan sesuai dengan keuletan atau kegetasan terhadap
benda uji tersebut. Usaha yang dilakukan pendulum waktu memukul benda uji
atau usaha yang diserap benda uji sampai patah dapat diketahui melalui rumus
sebagai berikut :
E1 = P (D – D cos α ) (Callister, 2007)
Dimana : E1 = Usaha yang dilakukan (kg.m)
D = Jarak dari pusat sumbu palu ke pusat gravitasi (m)
α = Sudut angka palu (0)
E2 = P (D – D cos θ ) (Callister, 2007)
Dimana : E2 = Sisa usaha setelah mematahkan benda uji (kg.m)
P = Berat palu (kg)
D = Jarak dari pusat sumbu palu ke pusat gravitasi (m)
= Sudut ayun setelah palu mengenai spesimen (0)
Usaha yang diperlukan untuk mematahkan benda uji dapat diketahui melalui
rumus sebagai berikut :
E = E1 - E2 (Callister, 2007)
Dimana : E = Usaha yang diperlukan untuk mematahkan benda uji (kg.m)
E1 = Usaha yang dilakukan (kg.m)
E2 = Sisa usaha setelah mematahkan benda uji (kg.m)
Dan besarnya harga takikdapat diketahui dari rumus berikut ini :
W = E
A0
(Callister, 2007)
Dimana : W = Harga impact (kg m/mm2)
E = Usaha yang diperlukan untuk mematahkan benda uji (kg m)
Ao = Luas penampang di bawah takikan (mm2)
2.7.3 Uji Lengkung
Pada pengujian ini akan digunakan Hydraulic Universal Material Tester
dengan standar JIS Z 2248 untuk mengetahui deformasi plastik yang akan terjadi
kelengkungan yang mampu diberikan kepada suatu material maka dilakukan uji
Lengkung.
Gambar 2.4 Skema Pengujian Lengkung (ASM Handbook,1991)
Pada pengujian lengkung dapat dirumuskan :
σ =
3.�.�2.�.ℎ2 (Callister, 2007)
dimana :
σ = tengangan lengkung
P = beban maximal
L = pertambahan panjangan
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini akan dilakukan di Laboratorium Metallurgi Universitas
Sriwijaya Jurusan Teknik Mesin Universitas Sriwijaya.
3.3 Alat dan Bahan
a. Alat
Adapun peralatan yang di gunakan pada penelitian ini adalah :
1. Alat uji : a. Mesin uji impact : Charpy Impact Testing Machine.
b. Mesin uji lengkung : Hydraulic Universal Material Tester.
2. Alat ukur : Timbangan digital, mistar, thermocouple dan jangka sorong
3. Alat bantu : Kikir, gergaji besi
b. Bahan
Bahan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah :
1. Matrik : Limbah plastik bekas jenis polypropylene.
2. Reinforced : Serat kaca (fiberglass)
3. Tulang : Aluminium
4. Air
3.4 Prosedur Pengujian
Metodelogi pengujian yang digunakan adalah sebagai berikut :
3.4.1 Persiapan Serat Kaca
a. Pemotongan
Serat kaca dipotong menjadi bagian-bagian kecil dari bentuk awal yang berupa
lembaran namun tetap dalam orientasi serat acak.
b. Penimbangan
Serat Kaca ditimbang sesuai dengan fraksi volume serat yang telah ditentukan
3.4.2 Persiapan Matrik Polypropylene
Plastik bekas jenis polypropylene dikumpulkan kemudian diolah dengan
cara :
a. Pencucian
Plastik polypropylene dicuci untuk menghilangkan kotoran yang menempel.
b. Penjemuran
Plastik polypropylene dijemur untuk menghilangkan sisa air.
c. Pemotongan
Plastik polypropylene dipotong menjadi ukuran kecil agar mudah dalam proses
pencampuran.
3.4.3 Pembuatan Cetakan
Cetakan dibentuk sesuai ukuran standar JIS Z 2202 untuk uji impact dan
JIS Z 2248 untuk uji lengkung.
Cetakan dibuat dari aluminium hollow, salah satu sisi aluminium di belah
untuk menempatkan bahan yang akan dicetak.
3.4.4 Pembuatan Spesimen Komposit
Pembuatan spesimen komposit dilakukan dengan metode hand lay up.
Adapun langkah-langkahnya sebagai berikut :
a. Matrik Polypropylene, Serat Kaca, Batangan Aluminium ditimbang dengan
Volume total spesimen : 1 x 1 x 25 cm = 25 cm3.
Volume aluminium : 0,6 x 0,6 x 25 cm = 9 cm3.
Volume serat : Vt - Val = 25 – 9 = 16 cm3.
Fraksi volume (%) =
% Val = x 100% = 36%
% Vserat = x 100% = 64%
Rumus : % = x vtotalx ρ = … gram
Untuk 9,6% = x 25 x 1,23 = 2,952 gram
Untuk 54,4% = x 25 x 1,23 = 16,728 gram
Untuk Al 36% = x 25 x 1,23 = 11,07 gram dst…
b. Alat penggiling diatur sampai suhu melebihi titik leleh plastik polypropylene.
c. Matrik polypropylene dimasukkan ke alat penggiling yang panas sehingga
menjadi mencair.
d. Setelah itu polypropylene yang cair dituangkan ke sendok yang telah
disiapkan, untuk mengatur suhu. Suhu diukur antara 190oCsampai 200oC.
e. Setelah suhu diukur, polypropylene cair dituangkan kedalam cetakan spesimen
yang telah disiapkan serat kaca dan aluminium didalamnya.
f. Saat penuangan kedalam cetakan ada baiknya campuran diaduk dengan
pengaduk agar dapat mengontrol serat kaca tersebar merata.
g. Kemudian campuran ditekan dan diratakan dengan rol sampai permukaan rata.
h. Tunggu hingga campuran kering.
i. Spesimen yang sudah kering dilepas dari cetakan kemudian bagian
permukaannya dihaluskan dengan alat kikir dan amplas.
j. Spesimen komposit yang telah dihaluskan dan diukur geometri awalnya
3.4.5 Penandaan Spesimen
Berikut adalah tabel penandaan spesimen untuk membedakan spesimen
dengan variasi fraksi volume yang berbeda satu dan yang lainnya di dalam
pengujian :
Tabel 3.2 Penandaan Spesimen.
Nama Spesimen Keterangan
PP64FG00Al36 64% 64% Polypropylene : 0% Fiber Glass : 36% Aluminium
PP54,4FG9,6Al36 54,4% Polypropylene : 9,6% Fiber Glass : 36% Aluminium
PP44,8FG19,2Al36 44,8% Polypropylene : 19,2% Fiber Glass : 36%Aluminium
PP35,2FG28,8Al36 35,2% Polypropylene : 28,8% Fiber Glass : 36%Aluminium
PP25,6FG38,4Al36 25,6% Polypropylene : 38,4% Fiber Glass : 36%Aluminium
3.4.6 Pengujian Impact
Pengujian impact pada penelitian ini dilakukan dengan menggunakan
mesin Charpy Impact Testing Machine. Bahan komposit pada pengujian impact
dibuat dengan bentuk dan ukuran mengacu pada standar uji JIS Z 2202.
Gambar 3.2 Spesimen Pengujian impact (Callister, 2007)
Adapun langkah-langkah pengujian takiktipe charpy ini adalah sebagai
berikut :
a. Meletakkan benda uji di tempat benda uji pada mesin uji impact. Penempatan
benda uji harus benar-benar berada pada posisi tengah dimana pisau pada
pendulum berada sejajar dengan takikan benda tersebut.
c. Lalu mengangkat pendulum sampai membentuk sudut 45º dengan cara
memutar berlawanan arah jarum jam secara perlahan-lahan.
d. Setelah itu melepaskan pendulum untuk mengayun dan mematahkan benda
uji sehingga terjadi deformasi.
e. Setelah patah, hasil data yang ditunjukkan oleh jarum penunjuk pada busur
derajat dicatat.
f. Dari data pengujian yang telah diperoleh dilakukan perhitungan, yaitu
menghitung besarnya usaha (E) dan harga impact (W).
Tabel 3.3 Data Awal Pengujian Impact
Spesimen α(0) � (0) PP64FG00Al36
PP54,4FG9,6Al36
PP44,8FG19,2Al36
PP35,2FG28,8Al36
PP25,6FG38,4Al36
3.4.7 Pengujian Lengkung
Pengujian lengkung dilakukan dengan menggunakan mesin Bending
Testing Machine dengan mengacu pada standar uji JIS Z 2248.
Gambar 3.3 Spesimen Pengujian Lengkung (ASM Handbook, 1991)
Adapun langkah – langkah pengujian lengkungini adalah sebagai berikut : 1. Meletakkan benda uji di tempat benda uji pada mesin uji lengkung.
Penempatan benda uji harus benar-benar berada pada posisi tengah.
3. Lalu perlahan mesin bending digerakkan dengan gerakan menekan tengah
specimen, sehingga terjadi lengkungan pada spesimen.
4. Lakukan sampai spesimen mengalami patah pada posisi tengah yang di
tekan.
5. Setelah patah, dihitung hasil pengujian dengan rumus yang telah di
tentukan.
Tabel 3.4 Data Awal Pengujian Lengkung
Spesimen σ1 (KgF/mm2)
PP64FG00Al36
PP54,4FG9,6Al36
PP44,8FG19,2Al36
PP35,2FG28,8Al36
PP25,6FG38,4Al36
3.4.8 Analisa dan Pengolahan Data
Setelah semua pengujian selesai, data-data yang ada disusun dan diolah
untuk menganalisa kekuatan takik dan kekuatan lengkung. Selanjutnya data hasil
serta tulangan berupa aluminium. Sampel di uji dengan pengujian impact dan
lengkung. Dengan perbandingan fraksi volume :
1. A = 64 % PP, 0 % Serat Kaca, 36 % aluminium sebanyak 3 spesimen.
Pengujian impact pada penelitian ini dilakukan dengan menggunakan
mesin Charpy Impact Testing Machine. Bahan komposit pada pengujian impact
dibuat dengan bentuk dan ukuran mengacu pada standar uji JIS Z 2202.
Tabel 4.1 Data Hasil Awal Pengujian Impact
Pengujian impact biasa dipakai untuk mengetahui seberapa ulet atau getas
suatu spesimen yang akan diuji secara statik. Pengujian ini memakai mesin
Charpy Impact Testing Machine.
Usaha yang dilakukan pendulum waktu memukul benda uji atau usaha
yang diserap benda uji sampai patah dapat diketahui melalui rumus sebagai
berikut :
E1 = P (D – D cos α) (Callister, 2007)
E2 = P (D –D cos θ) (Callister, 2007)
Usaha untuk mematahkan benda uji dengan rumus :
E = E1 - E2 (Callister, 2007)
Dan besarnya harga takikdapat diketahui dari rumus berikut ini :
W = E
A0
(Callister, 2007)
Dari hasil pengujian impact dapat dihitung besar energi yang dipergunakan untuk
mematahkan masing – masing fraksi paduan komposit per satuan luas, dengan besar sudut simpangan 52.
4.1.1 Energi Impact per Satuan Luas (W)
Perhitungan hasil pengujian dapat dirumuskan sebagai berikut :
Untuk perbandingan 64 % PP, 0 % FG, 36 % Al
Sudut simpangan
1. θ = 41,50 ; α = 450
Energi impact per satuan luas adalah :
Untuk selanjutnya dihitung dengan rumus yang sama seperti rumus diatas
sehingga diperoleh nilai rata – rata energi impact (E) dan nilai rata – rata energi impact per satuan luas (W). (lampiran).
Tabel 4.2 Nilai Rata – Rata Energi Impact
Persentase E1 E2 E W E rata –rata W rata – rata
Berat (%) (kg.m) (kg.m) (E1 –E2) (W/A0) (Joule) (J/mm2)
4,1858 0,6959 0,0086
PP64FG00Al36 4,8818 4 0,8817 0,0110 0,8197 0,0102
4 0,8817 0,0110 3,6233 1,2584 0,0157
PP54,4FG9,6Al36 4,8818 3,5783 1,3034 0,0162 1,2428 0,0154
3,715 1,1668 0,0145 3,445 1,4368 0,0179
PP44,8FG19,2Al36 4,8818 3,4383 1,4435 0,0180 1,4096 0,0175
3,5333 1,3485 0,0168 3,5333 1,3485 0,0168
PP35,2FG28,8Al36 4,8818 3,4383 1,4435 0,0180 1,4118 0,0176
3,4383 1,4435 0,0180 3,4383 1,4435 0,0180
PP25,6FG38,4Al36 4,8818 3,5333 1,3485 0,0168 1,3501 0,0168
3,6233 1,2584 0,0157
Berikut grafik hasil pengujian impact
Dari gambar 4.1 dapat dilihat bahwa nilai energi rata – rata yang diperlukan untuk mematahkan spesimen komposit dengan perbandingan 64 : 0 :
36 (%) sebesar : 0,8197 joule, pada fraksi 54,4 : 9,6 : 36 (%) sebesar : 1,2428
joule, pada fraksi 44,8 : 19,2 : 36 (%) sebesar : 1,4096 joule, pada fraksi 35,2 :
28,8 : 36 (%) sebesar : 1,4118 joule dan pada fraksi 25,6 : 38,4 : 36 (%) sebesar :
1,3501 joule.
Gambar 4.2 Grafik Harga Energi Impact per Satuan Luas (W)
Dari gambar 4.2 dapat juga dilihat harga impact (W) rata – rata yang diperlukan untuk mematahkan spesimen komposit dengan perbandingan fraksi 64
: 0 : 36 (%) sebesar : 0,0102 J/mm2, pada fraksi 54,4 : 9,6 : 36 (%) sebesar 0,0154
J/mm2, pada fraksi 44,8 : 19,2 : 36 (%) sebesar 0,0175 J/mm2, pada fraksi 35,2 :
28,8 : 36 (%) sebesar 0,0176 J/mm2, dan pada fraksi 25,6 : 38,4 : 36 (%) sebesar
0,0168 J/mm2.
Dari kedua grafik diatas dapat menjelaskan bahwa penambahan serat
kaca pada komposit berpengaruh terhadap nilai energi dan harga impact, dimana
terjadi peningkatan energi dan harga impact seiring dengan bertambahnya
Penambahan serat kaca memiliki kekakuan dan kekuatan yang tinggi
pada matriks polypropylene akan mengakibatkan peningkatan dari kekuatan
impact dan modulus elastisitasnya (Siagian, 2009).
Adanya volume serat serabut kelapa yang banyak, dapat menambah
keuletan dan kekuatan spesimen, sehingga serat serabut kelapa tersebut dapat
digunakan sebagai bahan komposit cukup baik (Prasetyo, 2013).
4.2 Hasil Pengujian Lengkung
Dalam pengujian lengkung yang biasa dilakukan untuk mengetahui
bahan teknik memiliki tujuan yang berbeda tergantung kebutuhannya.
Berdasarkan kebutuhan itu, pengujian lengkung dibedakan menjadi 2, yaitu:
a. pengujian lengkung beban dan
b. pengujian lengkung perubahan bentuk.
Dalam pengujian kali ini, dibutuhkan pengujian lengkung beban yaitu
pengujian untuk mengetahui aspek – aspek kemampuan bahan uji dalam menerima pembebanan lengkung, yaitu:
a. kekuatan atau tegangan lengkung (b)
b. lenturan atau defleksi (f) sudut yang terbentuk oleh lenturan atau sudut
defleksi
c. elastisitas (E)
Pengujian lengkung dilakukan dengan menggunakan mesin Bending Testing
Machine dengan mengacu pada standar uji JIS Z 2248.
10 3,75
Dari data tabel 4.3 diatas dapat dilihat persentase perbandingan matrik
pada tiap specimen, tebal dan panjang specimen, beban maximal (P) yang terjadi
pada saat pengujian, serta tegangan lengkung yang terjadi.
Perhitungan hasil pengujian lengkung diatas dapat diuraikan sebagai berikut :
Perhitungan selanjutnya dilakukan dengan menggunakan rumus yang sama
terdapat pada lampiran.
Hubungan antara tegangan rata – rata dengan perbandingan variasi fraksi volume komposit dengan matriks plastik polypropylene dengan diperkuat serat
kaca dan tulangan berupa aluminium, dapat dilihat pada grafik dibawah ini :
Gambar 4.3 Grafik Tegangan Lengkung
Berdasarkan hasil pengujian dan pengolahan data uji lengkung pada
kekuatan lengkung benda dengan matrik plastik bekas polypropylene dan
diperkuat serat kaca dan tulangan aluminium, dapat dilihat pada tabel dengan
variasi fraksi volume matrik 64 : 0 : 36 (%) yaitu sebesar - N/mm2, variasi fraksi
volume 54,4 : 9,6 : 36 (%) yaitu sebesar 1,125 N/mm2, variasi fraksi volume 44,8
: 19,2 : 36 (%) yaitu sebesar 2,5 N/mm2, variasi fraksi volume 35,2 : 28,8 : 36 (%)
yaitu sebesar 4,625 N/mm2, variasi fraksi volume 25,6 : 38,4 : 36 (%) yaitu
sebesar 2,77 N/mm2.
Dari data – data diatas dapat kita peroleh nilai tertinggi diperoleh dari variasi fraksi 35,2 : 28,8 : 36 (%) yaitu sebesar 4,625 N/mm2. Sedangkan nilai
Peningkatan kekuatan spesimen ini dipengaruhi oleh daya ikat antara serat
dengan matriks yang sempurna serta penambahan volume fraksi serat pada
komposit. Faktor lain yang mempengaruhi peningkatan kekuatan komposit adalah
orientasi serat dalam komposit tersebut.
Penurunan kekuatan komposit serat ini disebabkan oleh tidak
sempurnanya ikatan antara serat dan matriks seiring dengan penambahan volume
serat pada komposit sehingga menimbulkan banyaknya void. Selain itu orientasi
serat yang acak tidak mampu secara optimum menahan gaya yang diberikan pada
sebagai berikut :
1. Dalam melakukan pembuatan komposit daur ulang limbah plastik
polypropylene pada pelapisan alumunium dengan fraksi volume antara matrik
dan penguat yaitu : 64 : 0 : 36 (%), 54,4 : 9,6 : 36 (%), 44,8 : 19,2 : 36 (%),
35,2 : 28,8 : 36 (%), dan 25,6 : 38,4 : 36 (%), orientasi arah serat acak dan
proses menggunakan tangan (hand lay up).
2. Dalam mencapai nilai maksimal dari kekuatan komposit kami terapkan
konsep teoritis pengujian komposit dengan variasi variable dan fraksi masing
– masing bahan baku komposit, guna mendapatkan pada fraksi mana komposit menempati kekuatan maksimalnya. Dalam penelitian ini kekuatan
maximal terletak pada perandingan fraksi 35,2 : 28,8 : 36 (%), yaitu nilai rata
– rata energi impact (E) : 1,4118 Joule dan nilai rata – rata energi impact per satuan luas (W) adalah : 0,0176 (J/mm2).
3. Dari hasil penelitian ini, bahan bekas dapat dibuat menjadi produk baru jika
dimanfaatkan sebagaimana mestinya.
5.2 Saran
Penelitian ini hanya dilakukan pada fraksi volume dari 25,6 : 38,4 : 36
(%), maka untuk penelitian selanjutnya disarankan untuk menaikkan fraksi
volume serat kaca diatas nya pada campuran komposit agar dapat menemukan
nilai yang berbeda. Selanjutnya kami sarankan untuk melakukan pengujian lebih
DAFTAR PUSTAKA
ASM Handbook International, The Materials Information Company,
Volume 4 of the ASM Handbook Heat Treating was launched in Detroit
(1991).
ASM International Handbook Committee, 2001, Composites, Volume 21.
Callister D.Williams, 2007, Material Science and Engineering,
Departement of Metallurgical Engineering, The University of Utah.
Capral Ltd. (2013) Capral’s Little Green Book. Volume 4. Australia: Capral’s
Ltd.
Carl Zweben, 1998, Composite Materials and Mechanical Design, Mechanical
Engineer's Handbook, 2nd ed., Myer Kutz, Ed., John Wiley & Sons, Inc.,
New York.
F.T. Wallenberger, 1999, Advanced Inorganic Fibers—Processes, Structures,
Properties, Applications, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, the
Netherlands.
Muhammad Ridwan, 2013, Pembuatan Komposit dengan Matrik Limbah
Plastik diperkuat dengan Serat Kaca, Fakultas Teknik Jurusan Teknik
Mesin Universitas Sriwijaya.
Mujiarto Imam, 2005, Sifat dan Karakteristik Material Plastik dan Bahan Aditif,
Jurnal Traksi. Vol. 3. No.2.
Paryanto, Nasmi, D.G.Pertama Putra, 2012, Pengaruh Orientasi dan Fraksi,
Dinamika Teknik Mesin, volume 2 No.1.
Prasetyo Nawanji, 2013, Kajian Kekuatan Kejut Biokomposit Serat Serabut
Kelapa sebagai Bahan yang Ramah Lingkungan, Fakultas Teknologi
Ricky, 2012, Produksi Kapal Ikan Tradisional dengan Kulit Lambung dan
Geladak Kayu Laminasi serta Konstruksi Gading dan Geladak
AluminiumFakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh
Nopember
Sahwan Firman L, Djoko Heru Martono, Sri Wahyono, Lies A
Wisoyodharmo, 2005, Sistem Pengelolaan Limbah Plastik di Indonesia, J.
Tek. Ling. P3TL-BPPT.6.(1) : 311-318.
Siagian Kiki A, 2009, Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena (PE) Sebagai
Matriks Komposit Dengan Bahan Penguat Serat Kaca, Fakultas MIPA
Universitas Sumatera Utara, Medan.
Totten, G.E. and Mackenzie, D.S. (n.d). Handbook of Aluminum Volume 7
Physical Metallurgy and Processes. Volume 7. United States of America:
