ANALISIS KEKUATAN TARIK DAN TEKUK KOMPOSIT MATRIK POLIMER BERPENGUAT KULIT BAMBU DENGAN JENIS ANYAMAN PLAIN WEAVE DAN DIAMOND BRAID

Dewata, Eddy S Siradj, Sofyan DjamilProgram Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Tarumanagarae-mail: silver_boy9@yahoo.com

Abstrak

Perkembangan teknologi berkembang pesat saat ini, di bidang industri mengalami pengembangan yang baik di bidang material bahan komposit. Komposit merupakan penggabungan dua fasa atau lebih untuk mendapatkan material yang lebih baik. Perilaku sifat mekanis bahan komposit selama proses pengujian tarik dan tekuk dipelajari dalam penelitian ini. Metode penelitian dilakukan menggunakan metode eksperimental Metode penelitian ini dilakukan menggunakan metode eksperimental. Serat penguat menggunakan serat alam kulit bambu apus. Setelah itu dilakukan proses penganyaman dengan tipe anyaman plain weave dan diamond braid, setelah itu dilakukan pembuatan bahan komposit dengan metode hand lay-up yang kemudian dilakukan pembuatan spesimen. Nilai tegangan tarik maksimum untuk spesimen plain weave adalah 1,334 N/mm2. Nilai tegangan tarik maksimum untuk spesimen diamon braid adalah 1,258 N/mm2, nilai tegangan bending untuk plain weave adalah 124,65 N/mm2 dan untuk diamond braid adalah 140,25 N/mm2.

Kata Kunci : komposit, pengujian tarik, pengujian tekuk, serat, hand lay-up

The technology nowadays is having a great evolution, industrial has a good evolution in composite material. Composite is a blend of two or more phases that produces a new better phase. Behavior of the mechanical properties of composite materials during tensile testing process and bending process is studied in this research. This research method are do with experimantal method. Reinforcement using natural bamboo peel. After that, do the weaving process with the plain weave woven type and diamond braid woven type, and then making a composite using hand lay-up method and making the specimen. The ultimate tensile strength for plain weave is 1,334 N/mm2, the ultimate tensile strength for diamond braid is 1,258 N/mm2, the bending stress for plain weave is 124,65 N/mm2, and for diamond braid is 140,25 N/mm2. Key words : composite, tensile test, bending test, woven, hand lay-up

PENDAHULUAN

Teknologi dewasa ini berkembang dengan sangat cepat, banyak penemuan baru dan pengembangan teknologi yang dicapai khususnya di bidang industri. Di bidang industri mengalami pengembangan yang baik di bidang material, pengembangan yang sedang maju saat ini adalah pengembangan material komposit, yang menciptakan material yang lebih kuat, tahan korosi dan lebih ekonomis.

Komposit merupakan penggabungan dua fasa atau lebih untuk mendapatkan material yang lebih baik dimana terdapat matrik sebagai pengikat dan reinforcement sebagai penguat. Bahan komposit memiliki banyak keunggulan, diantaranya berat yang lebih ringan, kekuatan yang lebih tinggi, tahan korosi dan memiliki biaya perakitan yang lebih murah karena berkurangnya jumlah komponen dan baut-baut penyambung. Kekuatan tarik dari komposit lebih tinggi daripada semua paduan logam. Semua itu menghasilkan berat pesawat yang lebih ringan, daya angkut yang lebih besar, hemat bahan bakar dan jarak tempuh yang lebih jauh.

Dalam topik ini dilakukan pembatasan masalah antara lain : 1. Menggunakan penguat bahan kulit bambu apus (Gigantochla apus) dengan ukuran panjang 500 mm, lebar 4 mm dan tebal 1,5 mm serta menggunakan jenis resin unsaturated polyester. 2. Menggunakan metode manufaktur hand lay-up. 3. Ketebalan bahan komposit 4 mm.4. Tipe anyaman adalah plain weave dan diamond braid.5. Melakukan uji tarik untuk mendapatkan nilai ultimate tensile strength (UTS) dengan menggunakan standar spesimen ASTM D3039.6. Melakukan uji tekuk untuk mendapatkan nilai tegangan tekuk dengan menggunakan standart spesimen ASTM D790.Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kekuatan tarik dan tekuk dari bahan komposit berserat alam kulit bambu dengan jenis anyaman plain weave dan diamond braid.

METODE PENELITIAN

Metodologi penelitian dilakukan agar proses penelitian berjalan dengan sistematis dengan dilakukan beberapa tahapan yaitu : menentukan tujuan dari penelitian, mengumpulkan landasan teori, menentukan prosedur penelitian, melakukan pengujian dan analisa hasil pengujian. Proses penelitian dimulai dengan persiapan bahan dengan membuat cetakan dengan ukuran 500 mm x 500 mm x 20 mm

Gambar 1. Bentuk cetakan bahan komposit

Pemotongan kulit bambu dengan ketebalan 1,5 mm dan panjang 400 mm yang kemudian dianyam dengan jenis anyaman plain weave dan diamond braid

Gambar 2. Bentuk anyaman plain weave

Gambar 3. Bentuk anyaman diamond braid

Kemudian resin dan katalis dicampur dan diaduk hingga merata dengan perbandingan 50 ml katalis dan 5 liter resin.

Gambar 4. Resin dan katalis

Setelah pencampuran resin dan katalis maka proses pengecoran dilakukan dengan metode hand lay up yang menghasilkan ketebalan bahan komposit 4 mm.

Gambar 5. Metode hand lay-up

Proses selanjutnya adalah pembuatan spesimen uji tarik dan tekuk dengan menggunakan standar ASTM D3039 dan ASTM D790 dengan jumlah spesimen pengujian masing-masing 5 spesimen. Kemudian dilakukan pengujian tarik dan tekuk dan proses analisa hasil pengujian.

Gambar 6. Pengujian tarik bahan komposit

Gambar 7. Pengujian tekuk bahan komposit

Tahap akhir adalah pembuatan kesimpulan dan saran.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Gambar 8. Ilustrasi penentuan yield strength dan ultimate tensile strength

Tabel 1 Hasil pengujian tarik plain weaveNoDimensiPmin Pmaks

ho (mm)lo (mm)h1 (mm)l1 (mm)(kgf)(kgf)

14,23004,0312135145

23,93003,5311140145

34,03003,2315135150

43,73003,2310135145

53,83002,9316145155

Hasil rata-rata138148

Tabel 2 Perhitungan uji tarik dengan serat plain weaveNo.SpesimenA (mm2)y (N/mm2)u(N/mm2)e (%)

112601,0491,1284

211701,1741,2163,6

312001,1041,2265

411101,1931,2813,3

511401,2481,3345,3

Hasil Rata - Rata1,1541,2374,2

Tabel 3 Hasil pengujian tarik diamond braidNoDimensiPmin Pmaks

ho (mm)lo (mm)h1 (mm)l1 (mm)(kgf)(kgf)

14,33003,5315137,5145

24,13003,6316140152,5

34,23002,9316140150

43,93003,1315147,5155

53,93002,8312142,5150

Hasil rata-rata141,5150,5

Tabel 4 Perhitungan uji tarik dengan serat diamond braid No.SpesimenA (mm2)y (N/mm2)u(N/mm2)e (%)

112901,0461,1035

212301,1171,2165,3

312601,091,1685,3

411701,2371,35

511701,1951,2584

Hasil Rata - Rata1,1371,2094,92

Tabel 5 Hasil pengujian tekuk plain weaveNoDimensiP

d (mm)L (mm)t (mm)(kgf)(MPa)

14,32002514090,86

24,020025150112,5

34,020025147,5110,25

43,820025150124,65

53,920025145114,39

Rata-rata146,5110,53

Tabel 6 Hasil pengujian tekuk diamond braidNoDimensiP

d (mm)L (mm)t (mm)(kgf)(MPa)

14,220025150102,04

24,120025157,5112,43

34,120025150107,08

43,720025160140,25

54,020025152,5114,38

Rata-rata154115,24

Gambar 9. Grafik perbandingan uji tarik dengan jenis anyaman plain weave dan diamond braid terhadap yield strength

Gambar 10. Grafik perbandingan uji tarik dengan jenis anyaman plain weave dan diamond braid terhadap tegangan tarik maksimum

Gambar 11. Grafik perbandingan uji tekuk dengan jenis anyaman plain weave dan diamond braid terhadap tegangan tekukKESIMPULANBerdasarkan hasil penelitian analisis komposit matrik polimer berserat kulit bambu dengan jenis anyaman plain weave dan diamond braid, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: nilai rata-rata kekuatan tarik maksimum bahan komposit dengan jenis anyaman plain weave lebih tinggi, yaitu 1,237 N/mm2 dibanding jenis anyaman diamond braid 1,209 N/mm2, nilai kekuatan tarik maksimum tertinggi adalah spesimen ke 5 dari jenis anyaman plain weave memilik nilai tertinggi, yaitu 1,334 N/mm2, nilai kekuatan tarik maksimum terendah adalah spesimen ke 1 dari jenis anyaman diamond braid dengan nilai 1,103 N/mm2, nilai rata-rata kekuatan tekuk jenis anyaman diamond braid adalah lebih baik, yaitu 115,24 MPa dibanding jenis anyaman plain weave 110,53 MPa. Komposit matrik polimer dengan jenis anyaman plain weave lebih baik dalam nilai kekuatan tarik maksimum, sedangkan jenis anyaman diamond braid lebih baik dalam nilai kekuatan tekuk.

DAFTAR PUSTAKA

[1]ASTM International. The Composite Materials Handbook, Polymers Matrix Composite, volume 3. Baltimore, USA., 2002

[2]Hartono. (2012). Analisis Kekuatan Tarik Komposit Matrik Polimer Berpenguat Serat Alam Bambu Dengan Jenis Anyaman Plain Weave dan Diamond Braid, Jakarta

[3]Handoko Subawi. Komposit Serat http://dc370.4shared.com/doc/5kg8oQ5A/ preview.html

[4]Hajime Shudo. Material Testing (Zairyou Shiken). Uchidarokakuho., 1983

[5]Hastono, R. (1992). Bahan Industri logam polimer keramik dan komposit, Fakultas Teknologi Industri, Trisakti, Jakarta.

[6]William D. Callister Jr, John Wiley & Sons. (2004). Material Science and Engineering: An Introduction. The University of Utah.

[7]PT. Justus Kimia Raya. Karakteristik Resin Unsaturated Polyester. Tersedia di : http://justus.co.id/?category/2/yukalac__unsaturated_polyester_resin_%28upr%29/22/id (19 Mei 2012)

[8]Krisdianto,Ginuk Sumarni dan Agus Ismanto. Sari Hasil Penelitian Bambu. Tersedia di : http://bamboeindonesia.wordpress.com/penelitian-tentang-bambu/krisdianto-dkk/ (19 Mei 2012)

[9]Faisal Pupa. Metoda Pembuatan Komposit. Tersedia di : http://faisalpupa.blogspot.com/ 2011/09/metoda-pembuatan-komposit.html (20 Mei 2012)