LAPORAN TUGAS AKHIR SIFAT MEKANIK KOMPOSIT SERAT …ilalang: 30%, 40%, 50%. Penelitian ini bertujuan...

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

2016

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

Tersenyumlah”

(Ali Bin Abi Thalib)

“Selesaikan dan Jangan Lagi Menunda Nunda”

(Penulis)

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.

5. Pembaca yang budiman.

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.

6. Orang tuaku Bapak Suroto dan Ibu Suyamti tersayang yang selalu

memberikan dukungan berupa spiritual maupun material.

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

Penulis,

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .........................................................................................i

HALAMAN PENGESAHAN ...........................................................................ii

HALAMAN PERSETUJUAN .........................................................................iii

PERNYATAAN .................................................................................................iv

MOTTO .............................................................................................................v

PERSEMBAHAN ..............................................................................................vi

KATA PENGANTAR .......................................................................................vii

DAFTAR TABEL .............................................................................................xi

DAFTAR GAMBAR .........................................................................................xii

ABSTRAK .........................................................................................................xiv

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

2.8 Penelitian Terdahulu ............................................................... 13

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


Impak ..................................................................................... 28


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

LAMPIRAN

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

Tabel 4.4 Analisis Hasil Perbandingan Penelitian ................................................ 34

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

Gambar 3.26 Kerangka Pemecah Masalah ........................................................... 25

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 4.7 Spesimen uji impak fraksi volume 30% ............................................ 32



Gambar 4.10 Spesimen uji tarik fraksi volume 30% ............................................ 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%.

Keywords: Composite Materials, Fibre Ilalang , Matrix, Mechanical Testing

LAPORAN TUGAS AKHIR SIFAT MEKANIK KOMPOSIT SERAT …ilalang: 30%, 40%, 50%. Penelitian ini bertujuan...

Documents

Transcript of LAPORAN TUGAS AKHIR SIFAT MEKANIK KOMPOSIT SERAT …ilalang: 30%, 40%, 50%. Penelitian ini bertujuan...