BAB III METODE PENELITIAN. experimental nyata atau True Experiment Research, karena data - data yang

Transkripsi

1 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitian Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah jenis penelitian experimental nyata atau True Experiment Research, karena data - data yang diperlukan hanya dapat diperoleh dari sebuah penelitian. Kajian literatur dari berbagai sumber baik dari skripsi yang terdahulu, buku maupun jurnal yang terkait digunakan untuk menambah informasi yang diperlukan. Peneltian ini menggunakan serat pandan wangi dan sekam padi sebagi filler pengisi komposit dan menggunakan resin polyester yang bertujuan untuk mengetaui nilai kekuatan tarik komposit berbasis serat alam (natural fibers) tersebut. 3.2 Tempat Uji Coba Data yang diambil dari skripsi yang penulis buat ini diperoleh dari penelitian yang dilakukan dibeberapa tempat : 1. Laboratorium Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang 2. Molyoagung, Jln. Margo Basuki IV No Proses Pembuatan Spesimen Benda Uji Bahan yang digunakan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini ada beberapa macam, ada yang berupa komponen utama dan ada juga yang berfungsi sebagai bahan penguat. Bahan - bahan yang diperlukan antara lain : 23

2 24 1. Daun Pandan Wangi Daun pandan wangi berfungsi sebagai bahan utama pembuatan komposit berbasis serat alam, yang digunakan sebagai filler komposit. Gambar 3.1 Daun Pandan Wangi Gambar 3.2 : Serat Pandan Wangi 2. Sekam Padi Sekam padi pada pengujian komposit ini digunakan sebagai filler atau pengisi dari komposit tersebut berbasis serat alam. Gambar 3.3 : Sekam Padi

3 25 3. Matriks / Resin Dalam penelitian ini, jenis material polimer yang dipilih sebagai bahan matriks adalah jenis resin polyester tak jenuh (Unsaturated Polyester Resin) dengan merek dagang resin Polyester Yukalac 157 BTQN-EX. Gambar 3.4 : Resin Yukalac 157 BTQN 4. Katalis / Hardener Katalis yang digunakan memiliki senyawa MEKPO yaitu senyawa Metyl. Katalis sebagai bahan campuran resin agar proses pengerasan pada spesimen komposit berlangsung lebih cepat. Gambar 3.5 : Katalis (Hardener)

4 Alat yang digunakan Peralatan yang digunakan dalam proses pembuatan komposit dengan metode Hand Lay Up antara lain : a. Timbangan Analitik atau Timbangan Digital. Digunakan untuk menimbang berat serat pandan wangi, sekam padi, resin, dan bahan tambahan lainnya yang dibutuhkan sesuai dengan komposisi yang ditentukan. b. Gelas Ukur Gambar 3.6 : Timbangan Digital Digunakan sebagai wadah untuk mengukur resin dan katalis c. Sendok Pengaduk. Gambar 3.7 : Gelas Ukur Digunakan untuk mengaduk campuran resin dan katalis.

5 27 d. Kertas Gosok atau Amplas Berfungsi untuk menghaluskan bagian yang masih kasar dari hasil cetakan komposit e. Alat Pendukung Alat pendukung yang digunakan diantara adalah gunting, kuas, pisau, spidol, penggaris, kertas gosok (amplas), kikir, dan lain lain. d. Cetakan Spesimen Komposit Cetakan spesimen terbuat dari seng dan kayu yang dibentuk sedemikian rupa sehingga spesimen komposit pandan wangi dan filler sekam padi hasilnya nanti memenuhi standart ASTM D M1 Test Method For Tensile Properties of Plastics untuk uji tarik. Bentuk spesimen uji tarik yang digunakan pada penelitian ini digambarkan pada gambar 3.8 Gambar 3.8 : Uji Tarik Uji Tarik ASTM D M1 (Pradica, 2015) Untuk dimensi dari spesimen uji tari dapat dilihat pada tabel 3.1 dibawah ini. Tabel 3.1 : Dimensi Uji Tarik ASTM D M1 Simbol Ukuran (mm) W = Lebar narrow section 10 Wo = Lebar Keseluruhan 20

6 28 L = Panjang narrow setion 60 Lo = Panjang Keseluruhan 200 T = Tebal 10 G = Panjang ukur (Gage length) 50 D = Jarak antar grip 110 R = Jari jari fillet Pengujian Mekanik Komposit Pengujian mekanik dilakukan guna untuk mengetahui dan mendapatkan nilai atau data dari seberapa besar nilai sifat komposit mampu menerima perlakuan mekanik. Pengujian mekanik yang dilakukan dalam penelitian ini adalah : a. Pengujian Tarik Pada penelitian yang sedang dilakukan ini adalah untuk mengetahui tegangan tarik (σ), perpanjangan tarik (ε), dan modulus elastisitas (E) dari spesimen benda uji tarik komposit tersebut. Pada penelitian ini spesimen benda uji yang dibuat menggunakan standart ASTM D M1. Yang dimana mesin Uji Tarik yang digunakan dalam penelitian ini adalah jenis mesin Universal Testing Machine dengan spesifikasi sebagai berikut : Merek : Shimadzu Model : UH 300kNX Serial No : H0074 Produksi : Japan Kapasitas : 300 kn Tahun : 2015

7 29 Gambar 3.9 : Mesin Uji Tarik Langkah - langkah uji tarik pada material komposit : 1. Memasang spesimen uji pada mesin uji tarik 2. Menjepit dengan pencekam pada kedua ujung 3. Menarik arah memanjang secara perlahan 4. Dan selama penarikan setiap saat tercatat dengan grafik yang tersedia pada mesin sampai spesimen benda uji terputus. 5. Dilakukan pengamatan dan mencatat gaya pada saat 6. Hasil dari pengujian tarik berupa grafik dari beban yang diberikan terhadap panjang komposit dan merubah grafik tersebut menjadi grafik stress strain.

8 Diagram Alir Preparasi Serat Pandan Wangi Pandan Wangi (Pandanusamaryllifolius Roxb) Dipilih daun pandan wangi yang cukup tua Dilakukan pembusukan daun pandan wangi dalam lumpur selama 10 hari Serat yang didapat dicuci sampai bersih dengan air Serat yang telah dicuci dikeringkan dengan suhu ruangan atau didalam ruangan hingga benar benar kering Serat pandan wangi yang sudah kering dipotong sesuai dengan ukuran 50 mm = 5 cm Serat Pandan Wangi Preparasi Sekam Padi Untuk sekam padi sendiri tidak banyak melakukan proses seperti halnya proses pengambilan serat pandan wangi. Sekam padi yang dibutuhkan pada penelitian ini hanya sebatas kulit gabah yang telah digiling pada penggilingan padi. Lebih tepatnya kulit gabah tersebut tanpa penghalusan sekam padi menjadi serbuk.

9 Pembuatan Komposit Serat Pandan Wangi dengan Filler Sekam Padi Serat Pandan Wangi Ditimbang Sekam Padi Ditimbang Resin Yukalac 157 BTQN dan Hardener Polyester Ditimbang Dihomogenkan Cetakan (ASTM D M1) Serat pandan wangi dan sekam padi disusun secara acak (random) dan merata didalam cetakan Resin Polyester Yukalac 157 BTQN yang telah dicampurkan (dihomogenkan) dengan hardener (katalis) dituangkan kedalam cetakan secara merata diatas serat Sampel Uji Pengujian Tarik Analisis Data Kesimpulan Penjelasan Alur Pembuatan Komposit Berikut adalah langkah - langkah pembuatan komposit spesimen uji tarik dengan penguat serat daun pandan wangi dan sekam padi dengan menggunakan metode hand lay - up :

10 32 a. Menyiapkan cetakan spesimen Gambar 3.10 : Cetakan Spesimen Komposit b. Penyortiran pandan wangi yang sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan c. Sekam padi Gambar 3.11 : Pandan Wangi Gambar 3.12 : Sekam Padi d. Daun pandan wangi yang telah menjadi serat, lalu dilakukan pemotongan serat sesuai dengan panjang yang diinginkan Gambar 3.13 : Serat Pandan Wangi

11 33 e. Menimbang serat daun pandan wangi dengan jumlah yang telah ditentukan sesuai dengan fraksi volume (%) terhadap cetakan. Gambar 3.14 : Penimbangan Serat Pandan Wangi f. Menimbang sekam padi sesuai dengan jumlah yang telah ditentukan sesuai dengan fraksi volume (%) terhadap cetakan. Gambar 3.15 : Penimbangan Sekam Padi g. Menimbang resin sesuai dengan jumlah fraksi terhadap cetakan. Gambar 3.16 : Penimbangan resin polyester Yukalac 157

12 34 h. Pencampuran resin dan katalis kemudian diaduk meratara Gambar 3.17 : Pencampuran Resin Dan Katalis (Hardener) i. Meratakan resin ke dalam cetakan yang telah diberikan serat terlebih dahulu sebagai filler pengisi komposit. Gambar 3.18 : Meratakan Resin Ke Cetakan Yang Sudah Diberi Filler j. Spesimen komposit yang telah kering dilepas dari cetakan kemudian dihaluskan bagian permukaannya yang kasar dengan menggunakan kikir dan kertas gosok / amplas. Gambar 3.19 : Spesimen Uji Yang Telah Kering

13 35 k. Spesimen komposit yang telah halus kemudian diukur geometri awalnya, dan selanjutnya spesimen siap diuji. Gambar 3.20 : Spesimen Yang Telah Jadi Dan Siap Diuji Tarik 3.6 Variabel Penelitian 1. Variabel Bebas Variabel bebas adalah variabel yang besarnya dapat ditentukan dan dikendalikan berdasarkan pertimbangan tertentu dan tujuan dari penelitian itu sendiri. Terdapat banyak variasi bebas dalam pembuatan komposit polyester dengan penguat serat pandan wangi dan sekam padi. Dalam penelitian ini faktor yang memberikan pengaruh yang signifikan terhadap sifat mekanik komposit tersebut adalah variasi filler serat pandan wangi dan variasi filler sekam padi. 2. Variabel Terikat Variabel terikat adalah variabel yang dipengaruhi oleh variabel prediktor yang dimana peneliti tidak dapat mengatur atau mengendalikan besar kecilnya variabel terikat. Dan dalam penelitian ini yang merupakan variabel terikat adalah kekuatan tarik dari komposit polyester dengan penguat serat pandan wangi dan sekam padi.

14 Metode Analisa Data Data data yang diperoleh dalam penelitian ini selanjutnya akan dianalisis : 1) Data yang diperoleh setelah dilakukan pengujian tarik nantinya akan digunakan untuk perhitungan guna mencari nilai tegangan tarik, regangan tarik, dan modulus elastiitas dari komposit filler serat pandan wangi dan sekam padi. 2) Selanjutnya dilakukan analisis pengaruh fraksi berat komposit dengan filler serat pandan wangi dan sekam padi terhadap kekuatan tarik. 3) Menganalisa hasil dari penelitian dengan mengolah data dan grafik dengan metode deskriptif. 4) Dan yang terakhir menyimpulkan hasil dari penelitian. Tabel 3.2 : Komposisi Komposit Filler Filler Serat Pandan Wangi Sekam Padi Volume Volume Massa Massa Volume Sampel Filler Filler Volume Jenis Massa Volume Jenis Massa Resin+Katalis (cm 3 ) (%) (cm 3 ) (cm 3 ) (g/cm 3 ) (g) (cm 3 ) (g/cm 3 ) (g) (cm 3 ) ,64 0,46 0,96 0,4416 0,46 0,67 0, , ,15 0,46 0,96 0,4416 0,69 0,67 0, , ,38 0,69 0,96 0,6624 0,69 0,67 0, , ,61 0,69 0,96 0,6624 0,92 0,67 0, , ,84 0,92 0,96 0,8832 0,92 0,67 0, ,16