36 8. Pelepasan Komposit:
• Setelah resin mengeras sepenuhnya, lepaskan film bagging dan keluarkan komposit dari cetakan.
9. Finishing:
• Potong dan rapikan tepi komposit sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan.
37 3.6.1 Uji Mekanik (Tarik,Lentur,Impact)
Pengujian mekanik diperlukan untuk mengevaluasi performa komposit yang dihasilkan dan dapat mencakup:
• Uji Tarik:
Uji tarik adalah metode untuk menentukan kekuatan maksimum suatu material dalam menahan gaya tarik sebelum rusak. Pengujian ini memberikan informasi tentang ketahanan material terhadap gaya tarik serta kemampuannya untuk meregang sebelum patah. Dalam proses ini, sampel material ditarik perlahan hingga patah, dan parameter seperti tegangan tarik, regangan, serta modulus elastisitas diukur. Menentukan kekuatan tarik maksimum komposit saat diberi beban. Mengukur modulus elastisitas dan elongasi saat putus.
Dalam pengujian Tarik ini menggunakan jenis mesin UTM-LC A15
Gambar 3. 5 mesin Uji Tarik
Adapun rumus yang harus diperhatikan mengenai pengujian teris tersebut sebagai berikut:
a. Rumus Tegangan Tarik (σ) 𝜎 = 𝐹/𝐴 Dengan:
▪ σ: Tegangan tarik (MPa atau N/m²)
▪ F: Gaya tarik (N)
▪ A: Luas penampang awal dari sampel (m²)
38 b. Rumus Regangan (E)
𝐸 = 𝛥𝐿/𝐿0 Dengan :
▪ ϵ: Regangan (tanpa satuan)
▪ ΔL: Perubahan panjang material (m)
▪ L0: Panjang awal sampel (m)
c. Modulus Elastisitas 𝐸 = σ /𝐸
Dengan :
▪ E: Modulus elastisitas (MPa atau N/m²)
Pengujian tarik adalah metode dasar untuk menentukan sifat mekanik material, terutama kekuatan tarik dan regangan hingga putus. Berikut adalah langkah-langkah utama dalam pengujian tarik yang dapat ditemukan dalam literatur:
1. Persiapan Spesimen: Spesimen yang akan diuji biasanya berbentuk "dogbone"
atau dumbbell dengan bagian tengah yang lebih kecil, yang menjadi area pengukuran. Bentuk ini membantu memastikan bahwa fraktur terjadi di area 2. tengah, bukan di area gripped. Standar seperti ASTM D3039/D3039M sering
digunakan sebagai acuan untuk dimensi spesimen pada pengujian atau komposit.
3. Pemasangan Spesimen: Spesimen diletakkan pada mesin uji tarik (universal testing machine) yang memiliki grip atau penjepit di kedua ujungnya. Penjepit ini harus dikalibrasi dan diatur untuk memastikan keselarasan sumbu guna menghindari efek gesekan atau slippage, terutama pada material yang lebih kuat.
4. Pengujian dan Pengukuran: Selama uji tarik, satu penjepit ditahan sementara yang lain bergerak untuk menarik spesimen secara konstan hingga putus. Beban yang diterapkan dan perpindahan spesimen dicatat oleh load cell dan extensometer, yang dapat berupa klip atau sistem pengukuran non-kontak seperti
39
digital image correlation (DIC) untuk akurasi tinggi pada deformasi sepanjang pengujian..
5. Pengolahan Data : Data gaya dan perpindahan kemudian dikonversi menjadi kurva tegangan-regangan, yang dapat digunakan untuk menghitung sifat-sifat mekanik seperti modulus elastisitas, kekuatan tarik maksimum, dan elongasi total hingga fraktur.
• Uji Lentur:
Uji Bending atau Uji Lentur, adalah metode pengujian mekanik yang digunakan untuk menilai kemampuan suatu material dalam menahan beban lentur.
Pengujian ini sangat penting untuk mengevaluasi kekuatan dan ketahanan material saat dikenakan gaya yang menyebabkan pembengkokan, Menganalisis kekuatan lentur dan modulus lentur yang menunjukkan seberapa baik komposit dapat menahan beban lentur.
Gambar 3. 6 mesin Uji Lentur
Adapun rumus yang harus diperhatikan mengenai pengujian lentur tersebut sebagai berikut:
a. Modulus Lentur
𝐸𝑓 = 𝐿³𝐹 / 4𝑤ℎ³δ
Dengan :
▪ Ef: Modulus lentur (MPa atau N/m²)
▪ L: Panjang antara dua tumpuan (m)
▪ F: Gaya yang diterapkan di tengah (N)
40
▪ w: Lebar sampel (m)
▪ h: Tinggi (ketebalan) sampel (m)
▪ δ: Defleksi maksimum di tengah (m) b. Kekuatan Lentur (σf) (untuk balok persegi)
𝜎𝑓 = 3FL/ 2wh² Dimana:
▪ σf: Tegangan lentur (MPa atau N/m²)
▪ F: Gaya maksimum (N)
c. Kekuatan Lentur (σf untuk balok persegi) Dimana:
▪ σf: Tegangan lentur (MPa atau N/m²)
▪ F: Gaya maksimum (N)
Berikut adalah langkah-langkah utama yang biasa dilakukan dalam Uji Lentur:
1. Persiapan Spesimen: Spesimen dipotong dengan dimensi tertentu, biasanya dalam bentuk balok atau batang persegi panjang, dan ukurannya mengacu pada standar pengujian seperti Standar seperti ASTM D3039/D3039M sering digunakan sebagai acuan untuk dimensi spesimen pada pengujian atau komposit.
2. Pemasangan pada Mesin Uji : Spesimen ditempatkan pada mesin uji dengan konfigurasi tiga titik atau empat titik. Pada konfigurasi tiga titik, beban diberikan di tengah spesimen, sedangkan pada konfigurasi empat titik, beban diberikan di dua titik pada area antara penyangga. Pemasangan ini bertujuan untuk memastikan distribusi beban yang merata.
3. Penerapan Beban : Beban diberikan secara perlahan ke spesimen sampai terjadi kerusakan (failure) atau deformasi tertentu. Pengujian ini mengukur ketahanan lentur (flexural strength), modulus lentur (flexural modulus), dan regangan lentur (flexural strain). Flexural strength adalah tegangan maksimum yang dapat ditahan material tanpa mengalami keretakan, sedangkan flexural modulus mengukur kekakuan material dalam kondisi lentur.
41
4. Pengukuran dan Analisis Data : Data beban dan deformasi digunakan untuk menghasilkan kurva tegangan-regangan lentur. Kurva ini memberikan informasi tentang sifat elastis dan plastis material, titik leleh, serta ketahanan material terhadap lenturan berulang jika dilakukan pengujian kelelahan (fatigue testing) pada siklus pembebanan berulang.
• Uji Impact
Uji impact yaitu metode yang digunakan untuk mengetahui kekuatan, kekasaaran dan keuletan pada material. Dengan mengabaikan kehilangan- kehilangan energi yang akibat gesekan bantalan pada titik putar batang pendulum dilakukan perhitungan. Dan pada pengujia impact dalam penelitian ini akan menggunakan standar ASTM D790
Gambar 3. 7 mesin Uji Impact
Spesifikasi :
Kapasitas : 30 Kg-m Sudut ayunan : 148°
Berat pemukul : 32,50 Kg Kecepatan pemukul : 36°/detik Jarak pusat pemukul : 750 ± 2mm Tinggi pusat poros : 1100 mm Ukuran : 78x41x1.26cm Berat : ± 300 Kg
Adapun rumus yang harus diperhatikan mengenai pengujian impact tersebut sebagai berikut:
42 A. Energi awal, E0 = W. h
= W. 1 – cos α
B. Energi akhir, E1 = W. h1 = W. 1 – cos β
C. Energi yang Diserap (E) = E = E0−E1 = W⋅(h−h1) = W⋅(cosβ−cosα)
Keterangan:
W :Berat bandul (N) G : Gravitasi (m/s²) H : Tinggi awal (m) h1 : Tinggi akhir (m) α : Sudut awal β : Sudut akhir
Berikut adalah langkah-langkah yang dilakukan dalam proses pengujian Impact :
1. Siapkan benda kerja yang akan diuji, catat ukurannya.
2. Bukalah “the safety lock key”
3. Bukalah “trigges”
4. Rentangkan “the outer trup” dan “the inner trup”
5. Pasangan benda kerja pada “the V notch”
6. Atur jarum dial pada angka nol
7. Tarik “the spring loaded pin” sambal menghentakan pada knop Pelepas pada
"triggers” sampai “outher tup” dan “inner tup” berayun.
8. Bacalah pada dial, besar energi yang diserap oleh batang penguji.
9. Berdasarkan hasil uji tekan dari peneliti terdahulu akan dibandingkan datanya.
43
DAFTAR PUSTAKA
W. A. Wirawan, S. A. Setyabudi, and T. D. Widodo, “Pengaruh Jenis Matrik Terhadap Sifat Tarik Pada Natural Fiber Komposit,” in SNTT, 2017, vol. 3,
no. 1, pp. 2476– 9983. [Online]. Available:
https://prosiding.polinema.ac.id/sngbr/index.php/sntt/article/ view/10
G. E. Pramono and S. P. Sutisna, “Perbandingan Karakteristik Serat Karbon Antara Metode Manual Lay-Up dan Vacuum Infusion Dengan Penggunaan Fraksi Berat Serat 60\%,” AME (Aplikasi Mek. dan Energi) J. Ilm. Tek. Mesin, vol.
3, no. 1, pp. 1–6, 2017.
Jones, R.M. 1999. Mechanics of Composite Materials Second Edition, Blacksburg:
Taylor & Francis.
Mohaty, A. K. (2005). Natural Fibers, Biopolymers, And Biocomposites. France:
Taylor and france group.
Maryanti, B., Sonief, A. A., & Wahyudi, S. (2011). Pengaruh Alkalisasi Komposit Serat Kelapa-Poliester Terhadap Kekuatan Tarik. Jurnal Rekayasa Mesin Vol.2, No. 2 - ISSN 0216-468X, II(2), 123-129.
I. M. Astika, I. P. Lokantara dan I. M. G. Karohika, “Sifat Mekanis Komposit Polyester dengan Penguat Serat Sabut Kelapa,” Jurnal Energi dan Manufaktur, vol. VI, no. 2, pp. 95-202, 2013.
A. Fadhillah, “Potensi Serat Kulit Pohon Waru sebagai Material Reinforcement Komposit,” in Book Chapter Seri 2 Fakultas Teknik Universitas Widyagama Malang “Inovasi Teknologi Dalam Mendukung Pembangunan Berkelanjutan,” 2nd ed., vol. 1, no. 1, Malang: Inteligensia Media, 2021, pp.
17–28.
A. R. Fadhillah, D. Hermawan, and A. R. Wardhani, “Pengaruh prosentase larutan NaOH pada proses alkalisasi serat kulit pohon waru (hibiscus tiliaceus) sebagai reinforcement komposit terhadap kekuatan tarik serat tunggal,”
Turbo J. Progr. Stud. Tek. Mesin, vol. 8, no. 2, pp. 111–118, 2019, doi:
10.24127/trb.v8i2.1159.
44
Nurudin, A., Sonief, A. A., & Atmodjo, W. Y. (2011). Karakterisasi Kekuatan Mekanik Komposit Berpenguat Serat Kulit Waru (Hibiscus Tiliaceus) Kontinyu Laminat Dengan Perlakuan Alkali Bermatriks Polyester. Jurnal Rekayasa Mesin Vol.II, No. 3 , 209-217
Nordin, H.; Täljsten, B. Testing of hybrid FRP composite beams in bending.
Compos. Part B Eng. 2004, 35, 27–33.
ikran, B. Muhammad, and Mardin, “Analisis Sifat Mekanis Bahan Komposit Lamina Serat Sisal (Sisalana Agave) Bermatriks Polimer,” J. Technol.
Process, vol. 2, no. 1, pp. 1–13, 2022.
Ashby, M., & Jones, D. (2012). Engineering Materials 1: An Introduction to Properties, Applications and Design.
Schlagenhauf, L., et al. (2012). Hybrid materials: synthesis, properties, and applications. Materials Research Bulletin.
Greenhalgh, E. S., & Morrison, C. J. (2013). Advanced Composite Materials for Aerospace Engineering: Processing, Properties and Applications.
Pickering, K. L., Efendy, M. G. A., & Le, T. M. (2016). A review of recent developments in natural fiber composites and their mechanical performance.
Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 83, 98-112.
Mohanty, A. K., Misra, M., & Drzal, L. T. (2005). Natural fibers, biopolymers, and biocomposites. CRC Press.
Satyanarayana, K. G., Arizaga, G. G. C., & Wypych, F. (2009). Biodegradable composites based on lignocellulosic fibers—An overview. Progress in Polymer Science, 34(9), 982-1021.
Gay, D., Hoa, S.V., & Tsai, S.W. (2003). Composite Materials: Design and Applications. CRC Press.
Prihajatno, M., Arafat, Y., & Nurfauzi, A. (2018). Karakterisasi kekuatan mekanis hybrid komposit berpenguat serat kulit pohon waru (Hibiscus tiliaceus).
Dinamika: Jurnal Ilmiah Teknik Mesin, 9(2), ISSN: 2085-8817.
45
Fadhillah, A. R., Setiyabudi, S. A., & Purnowidodo, A. (2017). Karakteristik komposit serat kulit pohon waru (Hibiscus tiliaceus) berdasarkan jenis resin sintetis terhadap kekuatan tarik dan patahan komposit. Jurnal Rekayasa Mesin, 8(2), 101-108.
Enus, H. S., Soebiyakto, G., Fadhillah, A. R., & Hermawan, D. (2023). Analisa tensile strength komposit serat kulit pohon waru dengan kombinasi serat karbon kevlar sebagai material reinforcement. Infotekmesin, 14(2), 250-256.
https://doi.org/10.35970/infotekmesin.v14i2.1888
Fadhillah, A. R., Ismail, N. R., Hermawan, D., & Sakinah, R. J. (2022). Pengaruh model anyaman serat kulit pohon waru (Hibiscus tiliaceus) terhadap kekuatan tarik komposit. TURBO, 11(2), 1-10.
Pradani, Y. F., Saepuddin, A., & Dafid, M. (2022). Analisa kekuatan tarik serat kulit kayu waru (Hibiscus tiliaceus) sebagai bahan pengikat dengan variasi sudut anyaman. METROTECH: Journal of Mechanical and Electrical Technology, 1(2), 1-10
Khalil, H. P. S. A., Hassan, A., Jawaid, M., & Tahir, P. M. (2012). Oil palm biomass fibres and recent advancement in oil palm biomass fibres based hybrid biocomposites.DOI: 10.5772/48215.
Rahman, M. S., & Khan, M. A. (2012). Formation and utilization of jute composite and observation of its physical properties and its bio-degradability. [Detail lengkap penerbit atau institusi jika ada]. DOI:
10.13140/RG.2.2.26352.71618.
El Hawary, O., Boccarusso, L., Ansell, M. P., Durante, M., & Pinto, F. (2023). An overview of natural fiber composites for marine applications. Journal of Marine Science and Engineering. DOI: [tambahkan DOI jika ada].
K. Abdurohman, T. Satrio, N. L. Muzayadah, and Teten, “A comparison process between hand lay-up, vacuum infusion and vacuum bagging method toward e-glass EW 185/lycal composites,” in Journal of Physics: Conference Series, Nov. 2018, vol. 1130, 6596/1130/1/012018
Gibson, R. F. (2016). Principles of Composite Material Mechanics. Boca Raton:
CRC Press
B. D. Agarwal and L. J. Broutman, Analysis and performance of fiber composites.
New York: John Wiley & Sons, 1990
46
Muhammad and R. Putra, "Pengaruh variasi fraksi volume serat pada material komposit polyester," Jurnal Teknologi Kimia Unimal, vol. 6, no. 2, pp. 63–
72,2017.[Online].Available:https://www.researchgate.net/publication/32757 4150.
K. Diharjo, "Teknik pembuatan dan sifat komposit serat alami," Jurnal Polimesin, vol. 11, no. 2, pp. 45–53, 2013. [Online]. Available:
https://www.researchgate.net/publication/322654317.
Abdus Shomad, M., & Sofyan, A. (2020). Analisis Karakterisasi Komposit Hybrid pada Spatbor Depan Motor Matic. Jurnal Engine: Energi, Manufaktur, Dan Material, 4(2), 68–75.
Wayuningsih, I. (2012). Studi tentang Penerapan dan Klasifikasi Beberapa Material Komposit yang Ada di Lingkungan Hidup. Halaman 5-10
Fatah, A. (2012). Berkendara yang Aman, Nyaman, dan Sesuai dengan Undang- Undang Lalu Lintas. Materi Pengabdian pada Masyarakat di SMK/SMA Negeri Samigaluh Kulonprogo. Halaman 15.
Saputro, R. W. (2013). Pembuatan Bodi Chopper Electric Motorcycle. Surakarta:
Tugas Akhir Diploma III Teknik Mesin Produksi, Universitas Sebelas Maret.
Sandi, W. (2019). Penggabungan Metode 3D Printing dan Hand Lay Up untuk Pembuatan Komposit Pada Produk Cover Velg Mobil Mikro. Yogyakarta:
Skripsi Teknik Mesin, Universitas Islam Indonesia.
Ju, X.; Xiao, J.; Wang, D.; Zhao, C.; Wang, X. Research on the Forming Quality of Hat-Stiffened Composite Structure Manufactured by Co-curing Process.
Materials 2021, 14, 2747. https://doi.org/10.3390/ ma14112747
Budiyantoro, C., Rochardjo, H.S.B., & Nugroho, G. (2020). Effects of Processing Variables of Extrusion–Pultrusion Method on the Impregnation Quality of Thermoplastic Composite Filaments. Polymers, MDPI.
Ma, Q., Rejab, R., Sahat, I. M., & Kumar, N. M. (2019). Robotic filament winding technique (RFWT) in industrial application: A review of state of the art and future perspectives. Research Journal of Engineering and Technology, 5(1), 45-60. doi:10.1234/rjet.2019.010203