ISSN X KONFERENSI NASIONAL ENGINEERING PERHOTELAN. Prosiding. rhotelan IV VII -20 ISSN X. Nomor 1/Volume 4/September 2016

Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik, Universitas Udayana

Kampus Bukit Jimbaran, Bali 80362

ISSN 2338 - 414X

Kampus Bukit Jimbaran, Bali 80362

Telp./Fax.: +62 361 703321

http://www.mesin.unud.ac.id

ISSN 2338 – 414X

Nomor 1/Volume 4/September 2016

P R O S I D I N G

P R O S I D I N G

P R O S I D I N G

P R O S I D I N G

o

n

fe

re

n

si

N

a

si

o

n

a

l

E

n

g

in

e

e

ri

n

g

P

e

rh

o

te

la

n

IV

P R O S I D I N G

P R O S I D I N G

P R O S I D I N G

P R O S I D I N G

KONFERENSI NASIONAL

ENGINEERING PERHOTELAN

“

Hilirisasi Teknologi Berbasis Rekayasa Manufaktur

P

ro

si

d

in

g

a

l

E

n

g

in

e

e

ri

n

g

P

e

rh

o

te

la

n

IV

P

ro

si

d

in

g

K

o

n

fe

re

n

si

N

a

si

o

rh

o

te

la

n

IV

P

ro

si

d

in

g

K

o

n

fe

re

n

si

N

a

si

o

n

a

l

E

n

g

in

e

e

ri

n

g

3

Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik

Universitas Udayana

2

0

Prosiding

KKonferensi

Nasionnal

Engineering

PePerhoelan

VII

- 201

6

Konferensi Nasional Engineering perhotelan VII, Universitas Udayana, 2016

[RM-005]

Pengaruh Temperatur Larutan Dan Waktu Pelapisan Elektroles Terhadap Ketebalan Lapisan

Metal Di Permukaan Plastik Abs

22

-Nitya Santhiarsa

[RM-006]

Analisis Distribusi Kalor pada Pelat Aluminium dengan Menggunakan Metode Analisa Gauss

– Jordan

22

-Harto Tanujaya

23

[RM-007]

Komposisi Bahan Organik Sebagai Alternatif Bahan Gesek Rem Sepeda Motor

-Triadi, A.A.Alit, Nuarsa, I Made

23

[RM-008]

Pengaruh Perlakuan Serat Tapis Kelapa Terhadap Kekuatan Lentur Skin Komposit Sandwich

-I Made Astika, I Gusti Komang Dwijana

24

[RM-009]

Analisis Kekuatan Impact Dan Serap Bunyi Komposit Limbah Kertas Sebagai Panel Akustik

Yang Ramah Lingkungan

-Cok Istri Putri Kusuma Kencanawati, I Ketut Gede Sugita

24

[RM-010]

Analisa Cacat Drilling Dari Material Hybrid Komposit Laminasi Serat Karbon-Basalt-Epoxy

-Henry Widya Prasetya, Wayan Nata Septiadi dan I.D.G Ary Subagia

ENGINEERING PERHOTELAN

25

[EP-001]

Pengembangan Potensi dan Pemberdayaan Pengerajin Seni Ukir Batu Paras di Desa Sakti Nusa

Penida

-I Wayan Surata, Tjokorda Gde Tirta Nindhia

Prosiding Abstrak KNEP VII 2016 ISSN 2338-414X

vii

[EP-00

2]

Analisa Pengaruh Temperatur Lingkungan Terhadap Akurasi Pompa Bahan Bakar Minyak

-Komang Ayu Ratnawati, I Ketut Suarsana, Wayan Nata Septiadi

25

[EP-00

3]

Karakteristik Kekerasan Material di Bawah Permukaan Akibat Pemanasan-Awal Substrate

dalam Proses Thermal Coating

-

Mustika, I Made Widiyarta, I Made Parwata, I Putu Lokantara

Konferensi Nasional Engineering perhotelan VII, Universitas Udayana, 2016

kotoran) pada permukaan serat sehingga menghasilkan mechanical interlocking yang lebih baik

antara serat dengan matrik poliester. Dengan ikatan yang lebih baik maka komposit tersebut akan

mampu menahan beban lentur yang lebih tinggi.

Kata kunci: komposit sandwich, serat tapis kelpa, perlakuan NaOH, kekuatan lentur

[RM-009]

Analisis Kekuatan Impact Dan Serap Bunyi Komposit Limbah Kertas Sebagai

Panel Akustik Yang Ramah Lingkungan

Cok Istri Putri Kusuma Kencanawati, I Ketut Gede Sugita

Jurusan Teknik Mesin, Universitas Udayana, Bali-Indonesia Kampus Bukit Jimbaran, Bali 80362

E-mail: cok_putrikusuma@yahoo.com

Abstrak

Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis kekuatan impak dan koefisen serap bunyi pada

bahan komposit limbah kertas sebagai panel akustik yang ramah lingkungan. Mengingat selama ini

pengolahan terhadap limbah kertas belum dilakukan secara optimal, maka dilakukan penelitian

untuk mandaur ulang limbah kertas menjadi material bari berupa komposit. Komposit yang dibuat

menggunakan limbah kertas yang dicampur dengan Polyvinyl Acetate (PVAc) sebagai pengikat.

Spesimen uji komposit dipotong sesuai standar ASTM E 23 untuk spesimen uji impak dan sesuai

standar ASTM E1050-98 Untuk spesimen uji akustik. Dari hasil pengujian kekuatan impak

menunjukkan bahwa kekuatan impaknya berkisar antara 3.10 x 10-3 J/mm2 sampai dengan 6.73 x

10-3 J/mm2 dari kerapayan 1:1 sampai dengan 5:1. Sedangkan untuk pengujian sifat serap

bunyinya antara 0,21 sampai dengan 0,78 untuk range frekuensi 200 hz sampai dengan 1500 hz.

Kata kunci : limbah kertas, impak, serap bunyi, panel akustik.

[RM-010]

Analisa Cacat Drilling Dari Material Hybrid Komposit Laminasi Serat

Karbon-Basalt-Epoxy

Henry Widya Prasetya

1)

, Wayan Nata Septiadi

1)

dan I.D.G Ary Subagia

1,2)*

1)

Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran Badung-Bali (80362)

2)_{Advance material and Automobile Tech. Center, Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Udayana, Kampus}

Bukit Jimbaran Badung-Bali (80362)

Email: arsubmt@me.unud.ac.id

Abstrak

Proses permesinan pada mesin perkakas merupakan salah satu jenis proses pembuatan komponen benda kerja. Salah satu proses pemotongan bahan adalah proses drilling. Penelitian ini dilakukan adalah untuk mengamati cacat pada material komposit akibat drilling proses. Material komposit dengan laminasi serat penguat karbon dan basalt telah digunakan. Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui pengaruh drilling terhadap cacat pinggir yang terjadi pada hybrid komposit. Metode penelitian yang digunakan adalah metode penelitian eksperimental. Variasi ukuran pahat potong adalah berdiameter 8 mm dan 10 mm. Proses permesinan dilakukan dengan kondisi pemotongan dry process dan wet process. Hasil proses permesinan drilling akan diinvestigasi dengan scanning electron microscope (SEM) dan analisa data menggunakan software computer ImageJ. Hasil penelitian menunjukkan bahwa : (1) kenaikan mata bor tidak signifikan memberikan pengaruh nilai stress area yang terbentuk; (2) temperatur pemotongan akibat gesekan antara mata bor dengan permukaan material memberikan pengaruh terhadap nilai stress area sebelum

Prosiding Konferensi Nasional Engineering Perhotelan VII - 2016 (307-310)

Korespondensi: Tel. +62 361 703321; Fax: +62 361 703321 E-mail: cok_putrikusuma@yahoo.com

Analisis kekuatan impact dan serap bunyi komposit limbah kertas

sebagai panel akustik yang ramah lingkungan

Cok Istri Putri Kusuma Kencanawati

1)

_{dan I Ketut Gede Sugita}

2)

1,2)_{Jurusan Teknik Mesin, Universitas Udayana, Bali-Indonesia}

Kampus Bukit Jimbaran, Bali 80362 Abstrak

Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis kekuatan impak dan koefisen serap bunyi pada bahan komposit limbah kertas sebagai panel akustik yang ramah lingkungan. Mengingat selama ini pengolahan terhadap limbah kertas belum dilakukan secara optimal, maka dilakukan penelitian untuk mandaur ulang limbah kertas menjadi material bari berupa komposit. Komposit yang dibuat menggunakan limbah kertas yang dicampur dengan Polyvinyl Acetate (PVAc) sebagai pengikat.

Spesimen uji komposit dipotong sesuai standar ASTM E 23 untuk spesimen uji impak dan sesuai standar ASTM E1050 -98 Untuk spesimen uji akustik. Dari hasil pengujian kekuatan impak menunjukkan bahwa kekuatan impaknya berkisar antara 3.10 x 10-3 J/mm2 _{sampai dengan 6.73 x 10-3 J/mm}2 _{dari kerapayan 1:1 sampai dengan 5:1. Sedangkan untuk pengujian sifat serap bunyinya}

antara 0,21 sampai dengan 0,78 untuk range frekuensi 200 hz sampai dengan 1500 hz. Kata kunci : limbah kertas, impak, serap bunyi, panel akustik.

1. Pendahuluan

Konsumsi kertas di Indonesia setiap tahunnya meningkat 5% (sedangkan menurut World Resource Institute untuk Negara berkembang rata-rata sekitar 7% per tahun), sedangkan untuk tahun 2013 kebutuhan kertas di Indonesia sebanyak 34 kg perkapita atau sama dengan 8,5 juta ton kertas yang dikonsumsi masyarakat Indonesia (Asosiasi Pulp dan Kertas Indonesia (APKI), 2014). Kebutuhan kertas paling banyak dipergunakan di perkantoran dan pendidikan. Sedangkan menurut catatan Waste Management Indonesia dari total konsumsi kertas tiap tahunnya yang menjadi limbah/sampah sebesar 40-60% dan dari jumlah itu yang di daur ulang hanya sebesar 30%. Besarnya jumlah limbah sampah di Indonesia akan sangat berpengaruh terhadap lingkungan. Secara umum tipe sampah di Indonesia terdiri dari sampah organik sekitar 65%, kertas 13%, plastik 11%, dan sisanya jenis lain-lain (BPS dalam Wibowo, 2009), sehingga sampah kertas menduduki urutan ke-2 dari jumlah sampah di Indonesia dan dapat didaur ulang. Tetapi saat ini daur ulang sampah kertas belum optimal. Pengolahan limbah kertas menjadi barang yang lebih berharga terus dilakukan untuk mengurangi pencemaran lingkungan salah satunya adalah pembuatan panel komposit yang ramah lingkungan dengan menggabungkan serbuk limbah kertas dengan perekat menjadi sebuah alternatif material baru yaitu natural komposit.

Komposit adalah suatu bahan yang terdiri dari dua atau lebih bahan, yangmana sifat mekanik dari material pembentuknya berbeda-beda (Jones, 1975). Umumnya dalam komposit terdapat bahan yang disebut sebagai bahan penguat dan matrik. Bahan penguat dapat berupa partikel tetapi pada umumnya berupa serat. Pemilihan penguat sebagai bahan komposit diantaranya karena sifatnya yang ringan, elastis, kuat, melimpah, ramah lingkungan dan biaya produksi yang rendah. Bahan dasar alami seperti sampah kertas berasal dari kertas-kertas yang sudah tidak digunakan dan selanjutnya dicacah untu menghasilkan serbuk kertas dan direkatkan menggunakan perekat organik maupun anorganik (Grigoriou, 2003). Limbah kertas yang dipergunakan sebagai bahan komposit akan dicampur dengan Polyvinyl Acetate (PVAc) sebagai pengikat. Polivinil asetat (PVAc) atau lem putih merupakan jenis polimer emulsi. Polimer emulsi biasanya digunakan sebagai perekat dalam industri kayu karena memiliki kemampuan pengeleman yang baik. Oleh karena itu lem PVAc cocok digunakan sebagai pengikat dalam komposit berbasis limbah kertas dan disamping itu proses pembuatan panel akustik ini tidak memerlukan metode yang rumit, serta untuk mengurangi dampak beban pencemaran dari limbah padat

Dalam penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh fraksi berat serbuk limbah kertas terhadap kekuatan impak, sifat fisis dan sifat akustik dari panel komposit limbah kertas yang ramah lingkungan. Mengingat komposit yang terbentuk dari limbah kertas secara visual cukup posos sehingga memungkinkan dipergunakan sebagai medium akustik.

2. Metode Penelitian 2.1 Pengujian Impak

Pengujian Impak (Impact Test) dilakukan dengan memberikan pembebanan secara mendadak pada spesimen uji dengan ukuran luas penampang tertentu. Penelitian yang dilakukan menggunakan uji impak charpy, dengan meletakkan posisi spesimen uji pada tumpuan dengan posisi horizontal/ mendatar, dan arah pembebanan berlawanan dengan arah takikan. Pengujian ini berdasarkan ASTM Designation E23 dengan metode Charpy. Energi yang diserap oleh spesimen sehingga terjadi patahan yang dinyatakan dalam satuan joule (J) merupakan besarnya tingkat ketangguhan dari spesimen uji tersebut. Rumus Impact Strenght adalah :

Cok Istri Putri Kusuma Kencanawati et.al



Prosiding KNEP VII – 2016



ISSN 2338-414X

308

Is =E/A ... (1) Dimana :

Is = Impact strenght (Nm/mm2₎

E = energi yang diserap (Nm) A = luas penampang benda uji (mm2₎

Dimana :

E = E1 - E0 ... (2) E = energi yang diserap (Nm)

E1 = energi akhir (Nm) <diukur saat ada benda uji> E0 = energi awal (Nm) <diukur tanpa benda uji>

E1 = W . h’ = W . L (1 - Cos α) ... (3) E0 = W . h = W . L (1 - Cos β) ... (4)

Skematis pengujian impak digambarkan pada gambar 1. Beban dinyatakan dalam bentuk pukulan dari pendulum yang dilepaskan dari posisi tegak pada ketinggian h. Spesimen diletakkan di bawah dengan posisi seperti pada gambar 1. Setelah dilepaskan dari posisi awal, bandul pendulum menumbuk spesimen dan mematahkan spesimen pada notch spesimen, yang merupakan titik konsentrasi tegangan untuk kecepatan pukulan impak yang tinggi. Bandul pendulum melanjutkan ayunannya hingga posisi ketinggian maksimum h’ yang lebih rendah daripada h. Penyerapan energi dihitung dari perbedaan ketinggian h yang dinyatakan sebagai energi impak (Callister, 2007).

Gambar 1. Pengujian Impak 2.2 Uji Akustik

Metode penelitian dalam mengetahui kemampuan peredaman suatu bahan menggunakan tabung impedansi 2 microphone, dari pengukuran ini akan diketahui koefisien serap bunyi (sound absorption koefisien). Koefisien absorpsi merupakan salah satu parameter penting dalam penentuan sejauh mana suatu bahan dapat menyerap/mereduksi bunyi. Koefisien absorbsi bunyi berbeda-beda antara bahan satu dengan bahan yang lain. Nilai koefisien absorpsi 0 menyatakan tidak ada bunyi yang diserap dan nilai koefisien serapan 1 menyatakan serapan yang sempurna (Sriwigiyatno, 2006). Terjadi getaran suara yang mengenai suatu permukaan akan ikut menggetarkan partikel dan pori-pori udara yang ada pada material tersebut. Dimana sebagian dari getaran tersebut akan dipantulkan kembali ke ruangan, sebagian berubah menjadi panas dan sebagian lagi diteruskan ke sisi lain dari material tersebut. Koefisien serapan bunyi pada permukaan bidang dinyatakan sebagai perbandingan dari energi yang diserap terhadap energi yang datang. Secara matematis, dapat dinyatakan sebagai berikut,

α = absorbed energy insident energy

α = 1 – I R I2 _{... (5)}

Dengan α adalah koefisien serapan bunyi dan R adalah koefisien refleksi kompleks. Pengujian performa penyerapan bunyi oleh komposit dilakukan sesuai dengan standar uji sesuai dengan standart ISO 10534-2:1998 and American Standart for TestingMaterials (ASTM) E1050-98, dengan ukuran spesimen diameter 94 mm menggunakan sebuah tabung impedance medium berdiameter 10 cm, dua mikrofon dan peralatan analisis frekuensi digital. Sebuah sumber bunyi (loudspeaker) diletakan pada satu sisi tabung dan spesimen komposit diletakkan pada sisi tabung yang lain, seperti terlihat pada gambar 2.

Prosiding Konferensi Nasional Engineering Perhotelan VII, Universitas Udayana, Bali, 22-24 September 2016

309 Gambar 2. Tabung Impedansi 2 microphone

3. Analisa Data dan Pembahasan 3.1. Hasil Pengujian Impak

Hasil pengujian impak seperti ditunjukkan pada gambar 3, dimana terlihat bahwa semakin tinggi kerapatan komposit maka nilai kekuatan impaknya semakin tinggi pula, hal ini berlaku juga untuk kedua treatment dengan perekat dan tanpa perekat.

Gambar 3. Hasil pengujian impak komposit limbah kertas

Dari pengujian impak terlihat untuk komposit limbah kertas yang tanpa diberi perlakukan perekat kekuatan impaknya terendah adalah 3.10 x 10-3 _J/mm2 _{pada kerapatan 1:1 dan tertinggi adalah 6.73 x 10}-3 _J/mm2 _{pada kerapatan}

5:1, sedangkan untuk komposit limbah kertas dengan diberi perlakukan dengan perekat terlihat kekuatan impaknya terendah adalah 3.11 x 10-3 _J/mm2 _{pada kerapatan 1:1 dan tertinggi adalah 6.10 x 10}-3 _J/mm2 _{pada kerapatan 5:1. Hal ini}

menunjukkan bahwa kerapatan komposit berpengaruh terhadap hasil pengujian impak, semakin rapat struktur molekulnya maka ikatan antar partikel dalam komposit semakin kuat sehingga energi yang dibutuhkan untuk mematahkan spesimen semakin besar.

3.2. Hasil Uji Akustik

Hasil pengujian koefisien serap bunyi terhadap komposit dari limbah kertas antara lain terlihat pada data berikut, dari gambar 4. di bawah menunjukkan hasil pengukuran koefisien serapan (koefisien absorpsi) bahan untuk tiga buah jenis bahan uji yaitu komposit limbah kertas dengan tebal (1) 3 mm (2) 5 mm, dan (3) 7 mm dalam range pengujian 200 hz sampai dengan 1500 hz. Dari gambar tersebut, koefisien serapan bahan sangat bergantung pada frekuensi gelombang bunyi yang digunakan.

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 1;1 2;1 3;1 4;1 5;1 IS 1 0 -3 J /m m 2 ) Kerapatan TANPA PEREKAT

Cok Istri Putri Kusuma Kencanawati et.al



Prosiding KNEP VII – 2016



ISSN 2338-414X

310 Gambar 6. Pengukuran koefisien serap bunyi komposit limbah kertas.

Hasil pengukuran terlihat bahwa koefisien serap bunyi untuk spesimen dengan ketebalan 3 mm, terendah sebesar 0,21 pada frekuensi 200 hz dan tertinggi 0,62 terjadi pada frekuensi 500 hz. Untuk spesimen dengan ketebalan 5 mm koefisien serap bunyinya terendah 0.24 hz pada frekuensi 200 hz dan tertinggi sebesar 0.70 pada frekuensi 550 hz dan 575 hz, demikian juga untuk spesimen dengan ketebalan 7 mm, koefisien serap bunyinya terendah pada frekuensi 200 hz sebesar 0.30 dan tertinggi pada frekuensi 600 hz dan 625 hz sebesar 0,78

4. Kesimpulan dan Saran

Dari hasil pengujian dan pembahasan yang telah dilakukan, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Kekuatan Impak dari komposit limbah kertas sangat dipengaruhi oleh kerapatan material, semakin tinggi kerapatan material maka kekuatan impaknya akan meningkat

2. Ketebalan sampel mempengaruhi nilai koefisien serapan akustik material, semakin tebal material maka koefisien serap bunyi akan meningkat.

Ucapan Terima Kasih

Ucapan terimakasih yang mendalam kami sampaikan kepada Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat LPPM) Universitas Udayana yang telah mendanai penelitian yang dimuat pada peper ini melalui Hibah Penelitian Fundamental (lanjutan) dengan Surat Perjanjian Penugasan Dalam Rangka Pelaksanaan Penelitian Kompetitif Nasional Tahun Anggaran 2016, No: 486.89/UN 14.2/PNL.01.03.00/2016.

Daftar Pustaka

[1] ASTM E 1050-98, Standard Test Method for Impedance and Absorption of Acoustical Materials Using Tube, Two Microphones and A Digital Frequency Analysis System, American Society for Testing and Materials (1998). [2] C. Wassilief, 1996. “Sound absorption of wood-based materials”, Applied Acoustics, Vol. 48, pp. 39-356 [3] Doelle L. Leslie.1993.Akustik Lingkungan.(diterjemahkan oleh Lea Prasetia).Jakarta : Erlangga.

[4] Lewis, H. Bell. 1994. Industrial noise control, Fundamentals and applications, 2nd edition, New York: M. Dekker [5] Putri Kusuma K. Cok Istri, 2015. “Pengukuran Koefisien Absorpsi Komposit Limbah Kertas Dengan Metode

Tabung Impedansi Dua Mikrofon” Seminar Nasional Sains dan Teknologi (Senastek),Denpasar Bali 2015. [6] Putri Kusuma K. Cok Istri, 2015. “Analisis Koefisien Absorpsi Bunyi Pada Komposit Penguat Serat Alam Dengan

Menggunakan Alat Uji Tabung Impedansi 2 Microphone” Konferensi Nasional Engineering Perhotelan VI, Universitas Udayana, 2015

[7] R.Viswanathan and L. Gothandapani, 1999. “Mechanical properties of coir pith particle board”, J. Bioresource Tech.,Vol. 67, pp. 93-95

[8] S. Ersoy and H. Kucuk, 2009. “Investigation of Industrial tea-leaf-fibre waste material for its sound absorption properties”, Applied Acoustics, Vol. 70, pp. 215

[9] Takahashi, D.A. 1997, New Method for Predicting the Sound Absorption of Perforated Absorber System, Applied accoustics

[10] Wirajaya, A. 2007. Karakteristik Komposit Sandwich Serat Alami sebagai Absorber Suara. Tesis. ITB. Bandung. [11] Vick CB. 1999. Wood Handbook, Wood as an Engineering Material. Chapter 9.Adhesive Bonding of Wood