PENGARUH FRAKSI BERAT SERAT TERHADAP SIFAT … · 2.3.4 Damping Material……………………...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

PENGARUH FRAKSI BERAT SERAT TERHADAP SIFAT

AKUSTIK KOMPOSIT rHDPE-CANTULA

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

Oleh:

MOHAMMAD TAUFIK BURHANY HENDROWARSITO

NIM. I1412009

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2016


commit to user

ii

SURAT TUGAS


commit to user

iii


commit to user

iv

ABSTRAK

PENGARUH FRAKSI BERAT SERAT TERHADAP SIFAT AKUSTIK

KOMPOSIT rHDPE-CANTULA

Mohammad Taufik Burhany Hendrowarsito

Jurusan Teknik Mesin

Universitas Sebelas Maret

Surakarta

Pada penelitian ini, dilakukan pembuatan dan pengujian kinerja serapan

bunyi dari komposit limbah HDPE dan serat cantula (rHDPE-Cantula). Komposit

rHDPE-Cantula dibuat menggunakan hot press dengan tekanan 50 bar pada 170oC

selama 60 menit. Variasi fraksi berat serat yang diberikan adalah 40%, 50%, 60%,

dan 70%. Komposit diuji koefisien serapan bunyinya dengan menggunakan

tabung impedansi dua mikrofon sesuai standar ASTM E 1050. Pada frekuensi 80-

200 Hz, penambahan serat cantula tidak terlalu mempengaruhi nilai α, hanya

menyebabkan pergeseran nilai α optimum ke arah frekuensi yang lebih besar.

Sedangkan pada frekuensi 500-1600 Hz semakin banyak serat cantula yang

ditambahkan maka nilai α juga semakin baik, akan tetapi terjadi anomali pada

penambahan 60% serat karena material menjadi padat sehingga pori berkurang

dan kinerja serapan bunyi menurun. Hasil pengujian ini didukung oleh pengujian

densitas sesuai dengan ASTM D792 dimana nilai densitas berbanding terbalik

dengan nilai α.

Kata kunci: koefisien serapan bunyi, komposit serat alam, material penyerap

bunyi


commit to user

v

ABSTRACT

INFLUENCE OF WEIGHT RATIO OF FIBER ON THE ACOUSTICAL

PROPERTIES OF RECYCLED HDPE-CANTULA COMPOSITES

Mohammad Taufik Burhany Hendrowarsito

Mechanical Engineering

Sebelas Maret University

Surakarta

In this study, composites made from recycled HDPE and Cantula fiber

have been done and the absorption coefficient have been measured. Composites

rHDPE-Cantula were made using hot press for approximately 60 minutes with

170oC temperature while pressure exerted by 50 bar. In this study the weight ratio

of Cantula fiber was varied 40%, 50%, 60%, and 70%. Impedance Tube Method

was used to measure the sound absorption coefficient in accordance with ASTM E

1050. An increase weight rasio wasn’t influence the sound absorption coefficient

significantly, but the optimum sound absorption coefficient shifted to the higher

frequencies from 80-200 Hz. An increase weight rasio showed better sound

absorption coefficient from 500-1600 Hz, but the result from 60% weight ratio

showed low sound absorption coefficient that may caused by it high density

leading to the reduction of porosity. This result was supported by density

measurement in accordance with ASTM D 792, which the result showed that the

sound absorption coefficient increase with decreasing of the density.

Keyword: natural fiber composites, sound absorption coefficient, sound

absorption material


commit to user

vi

KATA PENGANTAR

Penulis panjatkan puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, hingga

akhirnya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai syarat memperoleh gelar

Sarjana Teknik, di Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah

membantu dan menginspirasi dalam pembuatan skripsi ini khususnya kepada:

1. Prof. Dr. Dwi Aries Himawanto, ST, MT dan Ir. Wijang Wisnu Raharjo,

MT. selaku pembimbing yang telah memberikan bimbingan, dorongan dan

arahan dengan baik selama penelitian dan penulisan skripsi.

2. Ayah yang luar biasa bapak Reda Bayu Hendrowarsito , Ibu Dra. Julia

Ardina Burhan yang telah membesarkan, mendoakan dan memberikan

kasih sayang yang luar biasa besarnya, sehingga saat ini saya dapat

menyelesaikan studi di Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret.

3. Bapak Dr. Eng. Syamsul Hadi, ST.,MT selaku Ketua Prodi Teknik Mesin

Fakultas Teknik Mesin UNS.

4. Bapak Teguh Triyono, ST, M. Eng, Bapak Dr. Joko Triyono, ST, MT.

Bapak selaku penguji kelayakan skripsi ini.

5. Dosen-dosen Teknik Mesin UNS yang telah membagikan ilmu dan

pengalaman.

6. Erina Kuswoyo yang telah menemani dan memberikan dorongan

kesabaran, semangat, kasih dan cinta dari awal pengerjaan skripsi hingga

selesai.

7. Teman-teman seluruh Teknik Mesin yang telah membantu dan melalui

masa kuliah bersama-sama.

8. Teman-teman Pandawa Akbar, Dinar, Rio, Diar, Agil, dll.

9. Kota Solo yang memberikan saya kenangan suka dan duka.

10. Berbagai pihak yang telah membantu jalannya proses penelitian.


commit to user

vii

Penulis menyadari bahwa dalam skripsi ini masih terdapat kesalahan dan

kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang

membangun dari semua pihak untuk memperbaiki skripsi ini.

Akhir kata, penulis berharap semoga hasil karya penulis ini dapat

bermanfaat bagi siapa pun juga.

Surakarta, 2016

Penulis


commit to user

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL……………..……………………………………....

SURAT TUGAS.........................................................................................

i

ii

HALAMAN PENGESAHAN…..……………………………………….. iii

HALAMAN ABSTRAK………..……………………………………….. iv

HALAMAN ABSTRACT……..………………………………………… v

KATA PENGANTAR………..………………………………………….. vi

DAFTAR ISI……………….…………………………………………… viii

DAFTAR GAMBAR.…………………………………………………… xi

DAFTAR TABEL…..…………………………………………………… xii

BAB I PENDAHULUAN…..……………………………………………

1.1 Latar Belakang ………..…………..……………………………...

1

1

1.2 Rumusan Masalah……………..………………………………..

1.3 Batasan Masalah..............................................................................

2

2

1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian..………………...………………..

1.5 Sistematika Penulisan…...……..…………………………………

3

3

BAB II LANDASAN TEORI………..………………………………….. 4

2.1 Tinjauan Pustaka…………..…………………………………… 4

2.2 Dasar Teori……………..…..……………………………………

2.2.1 Komposit………………………………………………..

2.2.2 Recycled High Density Polyethylene……………………

2.2.3 Serat Cantula (Agave Cantula Robx)…………………...

2.2.4 Fraksi Berat Serat pada Komposit…..….……………….

6

6

8

9

10

2.3 Prinsip Kerja Absorbsi Bunyi…………………..……………….

2.3.1 Material Akustik………………………..………………..

2.3.2 Absorbing Material……………………..………………..

2.3.3 Barier Material…………………………..……………….

2.3.4 Damping Material………………………..………………

2.4 Pengujian Spesimen……………………………..………………

2.4.1 Pengujian Akustik……………………….……………….

12

15

15

17

17

17

17


commit to user

ix

2.4.2 Pengujian Densitas Komposit…………..………….…… 18

BAB III METODE PENELITIAN………………………..…………….. 21

3.1 Tempat Penelitian…………………………………..……………

3.2 Bahan Penelitian……………………………………..…………..

3.3 Alat Penelitian………………………………………..…………..

3.4 Alat Pengujian……………………………………….…………...

3.5 Parameter…………………………………………….…………..

3.6 Langkah Kerja Penelitian……………………………..…………

3.6.1 Persiapan rHDPE………………………………..……….

3.6.2 Persiapan Serat Cantula…………………………..……..

3.6.3 Pembuatan Serbuk rHDPE menjadi serat rHDPE.……..

3.6.4 Pembuatan Spesimen……………………………….…….

3.7 Tahap Pengujian…………………………………………….…..

3.8 Pengujian…………………………………………………….…..

3.8.1 Pengujian Serapan Bunyi Akustik…………………….….

3.8.2 Uji Densitas…………………………………………….…

3.9 Diagram Alir Penelitian……………………………………….….

21

21

22

26

28

28

28

29

29

30

31

32

32

33

34

BAB IV HASIL DAN ANALISA………………………..……………....

4.1 Fraksi berat 40% serat Cantula……………………………........

4.2 Fraksi berat 50% serat Cantula…………………………………...

4.3 Fraksi berat 60% serat Cantula……………………………….......

4.4 Fraksi berat 70% serat Cantula………….......................................

4.5 Pengaruh Penambahan Fraksi berat serat Cantula…………….....

4.6 Hasil Pengujian Densitas………………………………………....

4.7 Hasil Pengujian Foto Makro……………………………………...

35

35

37

38

40

41

44

46


commit to user

x

BAB V PENUTUP……………………………...……………………….. 48

5.1 Kesimpulan………………………………………………………

5.2 Saran……………………………………………………………..

48

48

DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………. 49

LAMPIRAN…………………………………………………………....... 52


commit to user

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Skema klasifikasi komposit............................................................ 7

Gambar 2.2 Penyusun komposit......................................................................... 7

Gambar 2.3 Fenomena bunyi yang mengenai material penyerap...................... 16

Gambar 2.4 Skema impedansi test tube dengan dua mikrofon.......................... 18

Gambar 2.5 Skema uji densitas.......................................................................... 19

Gambar 3.1 (a)Botol susu; (b)Cacahan botol susu............................................. 21

Gambar 3.2 (a)Tanaman Agave Cantula Roxb; (b)Serat Cantula...................... 22

Gambar 3.3 Mesin Hot Press............................................................................. 23

Gambar 3.4 Atomizer........................................................................................... 23

Gambar 3.5 Mesin Crusher................................................................................. 24

Gambar 3.6 Timbangan digital............................................................................ 24

Gambar 3.7 Termometer digital.......................................................................... 25

Gambar 3.8 Mixer............................................................................................... 25

Gambar 3.9 Oven................................................................................................. 26

Gambar 3.10 Alat uji serapan bunyi...................................................................... 27

Gambar 3.11 Olympus Stereo Microscope SZX................................................... 27

Gambar 3.12 (a)Serbuk rHDPE; (b)Serat rHDPE................................................. 29

Gambar 3.13 Cetakan spesimen............................................................................ 30

Gambar 3.14 Spesimen hasil cetakan.................................................................... 31

Gambar 3.15 Spesimen yang telah dipotong dengan plastisin.............................. 33

Gambar 3.16 Pengujian densitas........................................................................... 33

Gambar 4.1 Grafik nilai koefisien serapan bunyi komposit rHDPE:Cantula

pada wf 0,4......................................................................................

36


pada wf 0,5..............................................................................

37


pada wf 0,6................................................................................

39


pada wf 0,7................................................................................

40


pada berbagai variasi fraksi berat...................................................

41

Gambar 4.6 Densitas dari berbagai variasi fraksi berat....................................... 44

Gambar 4.7 Hasil uji foto makro dari komposit rHDPE:Cantula....................... 46


commit to user

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Karakteristik rHDPE (Reycled High Density Polyethylene)............. 9

Tabel 2.2 Komposisi serat cantula..................................................................... 10

Tabel 2.3 Densitas serat cantula........................................................................ 10

Tabel 2.4 Nilai sumber bunyi pada berbagai jenis kendaraan........................... 13

Tabel 2.5 Standar koefisien serapan bunyi berbagai material pada otomotif.... 14

Tabel 2.6 Hasil kinerja serapan bunyi terbaik berbagai jenis mateial............... 14

Tabel 3.1 Variasi fraksi berta serat.................................................................... 32

Tabel 4.1 Data dimensi spesimen uji tHDPE:Cantula pada wf 0,4................... 35




Tabel 4.5 Data perhitungan void aktual............................................................ 46

PENGARUH FRAKSI BERAT SERAT TERHADAP SIFAT … · 2.3.4 Damping Material……………………...

Documents

Transcript of PENGARUH FRAKSI BERAT SERAT TERHADAP SIFAT … · 2.3.4 Damping Material……………………...