PENGARUH KOMPOSIT SERAT PANDAN SAMAK TERHADAP KEKUATAN TARIK DAN BENDING PADA MATERIAL BODI KENDARAAN

Transkripsi

1 PENGARUH KOMPOSIT SERAT PANDAN SAMAK TERHADAP KEKUATAN TARIK DAN BENDING PADA MATERIAL BODI KENDARAAN Mastur 1, Khanif Setiyawan 2 1,2, ) Teknik Mesin STT Wiworotomo Purwokerto Jl. Semingkir No. 1 Purwokerto masturpwt@gmail.com; Khanif_Setiyawan@yahoo.co.id ABSTRAK Perkembangan teknologi komposit mulai bergeser dari serat sintetis ke serat alami yang dipicu dengan adanya regulasi tentang persyaratan habis pakai (end of life) produk komponen otomotif bagi negara-negara Uni Eropa dan sebagian Asia. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat mekanis dari material komposit serat pandan samak dengan perbandingan serat. Bahan yang digunakan yaitu serat dengan 20%, 30%, dan 40%. Dimana pada hasil rata-rata spesimen dengan 20% terhadap serat tegangan tarik sebesar 8,42 Mpa, kemudian dengan 30% sebesar 7,01 Mpa, lalu komposit dengan 40% sebesar 9,49 Mpa. Sedangkan pada regangan tarik hasil rata-rata spesimen dengan 20% sebesar 5,63 %, kemudian spesimen dengan 30% sebesar 5,48 % dan spesimen dengan 40% sebesar 13,06 %. Dan untuk hasil tegangan bending pada 20% adalah 24,4 MPa, kemudian pada 30% adalah 27,54 MPa, dan pada 40% adalah sebesar 20,53 MPa. Untuk foto makro pada 40% nampak lebih kuat hasil patahannya dari 20%, dan 30% pada hasil uji tarik. Dari beberapa perbandingan terhadap serat pandan samak tidak ada pengaruh yang signifikan dan belum mampu memperbaiki kekuatan mekanik dari material komposit serat pandan samak. Kata kunci: Perbandingan serat, pandan samak, sifat mekanik. 1. PENDAHULUAN Penggunaan dan pemanfaatan komposit dewasa ini terus berkembang baik untuk kepentingan industri besar maupun kecil. Konsep back to nature sudah sangat di kembangkan dalam ilmu pengetahuan, demikian juga dalam mengembangkan komposit. Natural Composite (NACO) merupakan salah satu material alternative yang memiliki peluang untuk menggeser logam dan salah satunya adalah komposit serat alam pandan samak. Alam Indonesia cukup banyak tersedia keanekaragaman tumbuhan yang dapat digunakan sebagai bahan baku untuk industri. Salah satu ragam tumbuhan yang memenuhi kedua persyaratan tersebut adalah pandan, yaitu salah satu anggota suku pandan-pandanan, terutama dari marga Pandanus. Jenis-jenis dari marga Pandanus merupakan anggota Pandanaceae yang paling luas persebarannya Tumbuhan tersebut dapat ditemukan mulai dari pantai berpasir hingga hutan dataran tinggi dengan ketinggian sekitar 3500 m dari permukaan laut, dan mulai dari hutan sekunder dan padang rumput dengan corak ragam tanah mulai dari tanah basah subur berhumus, kapur, rawa gambut hingga tanah berpasir yang relatif kering dan miskin zat-zat hara. Pandan juga sudah di budidayakan secara insentif untuk keperluan tekstil, kertas bahkan Mercedes Benz serta Toyota pun sudah merekayasanya untuk panel interior mobil. Sekarang komposit merambah pesawat terbang.serat pandan samak adalah material natural fibre alternative dalam pembuatan komposit, Pemanfaatan terus dikembangkan agar lebih sempurna dapat mengurangi polusi 45

2 lingkungan (biodegradability). Berdasarkan hal tersebut diatas maka penelitian ini dilakukan untuk mengetahui sifat Pengaruh Komposit Serat Pandan Samak Terhadap Kekuatan Tarik dan Bending Pada Material Bodi Kendaraan 2. KAJIAN LITERATUR DAN PEGEMBANGAN HIPOTESIS Pengujian terkait dengan serat pandan diantaranya, Maulida (2006), melakukan penelitian dengan membuat Perbandingan komposit poli propilena dengan pengisi serat daun pandan dan serat batang pisang. Hasil penelitian menunjukkan kekuatan tarik serat daun pandan lebih baik dibandingkan kekuatan tarik serat batang pisang. Nilai kekuatan tarik didapat pada konsentrasi polipropilena 30%. Mujiyono dkk (2006), melakukan penelitian Pemanfaatan serat daun pandan alas sebagai alternatif pengganti serat gelas. Hasil penelitian menunjukkan bahwa serat daun pandan yang tidak direndam dalam formalin memiliki kekuatan tarik 3 kali lebih besar dibandingkan serat gelas, yaitu 72,44 kg/mm². Emmy Dyah S (2012), melakukan penelitian Pengaruh panjang serat dan terhadap kekuatan impak dan bending material komposit polyester-fiber glass dan polyester pandan wangi. Hasil uji kekuatan dampak dan membungkuk panjang lebar serat 5cm sebesar 2286,67 kg/m². sedangkan untuk variasi tertinggi dampak kekuatan serat terdapat pada serat 40%. a. Komposit Komposit adalah gabungan dua atau lebih bahan untuk mencari sifat material yang lebih baik. Komposit ini meliputii semua bahan termasuk plastik yang diperkuat dengan serat, logam alloy, keramik, kopolimer, plastik. Bahan komposit dapat diklasifikasikan ke dalam beberapa jenis, tergantung pada geometri dan jenis seratnya. Hal ini dapat dimengerti karena serat merupakan unsur utama dalam bahan komposit tersebut.sifat sifat dari bahan komposit, seperti kekakuan, kekuatan, keliatan, dan ketahanan tergantung dari geometris dan sifat-sifat seratnya. Komposit pada umumnya menggunakan bahan plastik yang merupakan material yang paling sering digunakan sebagai bahan pengikat seratnya, selain itu plastik mudah didapat dan mudah perlakuannya dibanding logam.peneliti ingin mengetahui karakteristik kekuatan mekanik dari komposit serat alam yakni serat daun pandan samak karena sekarang kompist sudah merambah dunia industri. b. Pembuatan Serat Daun Pandan Samak Proses pembuatan serat pandan samak(pandanus odoratissimus) adalah sebagai berikut: 1. Pilih daun pandan yang sudah hijau menua, karena akan menghasilkan serat dengan kualitas yang lebih baik. Gambar 1. Daun pandan yang sudah menua 2. Daun pandan tersebut dipukul-pukul supaya mudah terkelupas kulitnya kemudian dipendam dalam lumpur selama 3 minggu sampai warnanya berubah menjadi kekuningkuningan.. 3. Kemuadian dibilas dengar air supaya lumpur hilang. 4. Selanjutnya tiriskan sekitar 30 menit supaya kandungan airnya tidak terlalu banyak. Kemudian dipukul pukul untuk mendapatkan serat. Gambar 2. Daun pandang yang ditiris c. Volume Serat Kandungan atau prosentase serat dalam suatu matrik komposit di sebut dengan serat. Sebelum melakukan pencetakan suatu komposit maka harus di hitung nya sebagai berikut: 46

3 1. Volume Skin/Layer V skin = p skinx l skin x t skin (1) V skin = Volume skin/ layer sebelum dicetak (cm 3 ) p skin = Panjang skin/ layer sebelum dicetak (cm) l skin = Lebar skin/layer sebelum dicetak (cm) t skin = Tinggi skin/layer sebelum dicetak (cm) 2. Volume Serat f. Pengujian Bending Pengujian bending ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan tekan suatu komposit pada bagian atas komposit akan menerima tekanan uji bending, sementara pada bagian bawah komposit akan terjadi tegangan tarik, hal ini akan menyebabkan benda uji (specimen) akan mengalami pepatahan pada bagian karena tidak mampu menahan beban tekan dari pengujian bending ini....(2) V skin = Volume skin/layer sebelum dicetak (cm 3 ) V serat =Volume serat sebelum dicetak (cm 3 ) Fraksi Volume = Fraksi digunakan (%) 3. Massa Serat M serat =V serat.ρ serat..(3) m serat = Massa serat sebelum dicetak (gr) V serat = Volume serat sebelum dicetak (cm 3 ) ρ serat = Massa jenis serat sebelum dicetak (gr/cm 3 ) d. Pengujian Tarik Salah satu pengujian tegangan dan regangan (stress strain test) adalah pengujian tarik (tension test). Dari pengujian ini dapat mengetahui tegangan yang dirumuskan, Tegangan atau Engineering Stress (σ ) (4) di mana : σ = Engineering Stress (tegangan) (MPa). F = Beban yang diberikan dalam arah tegak lurus terhadap penampang spesimen (N). A o = Luas penampang mula-mula sebelum diberikan pembebanan (mm 2 ). e. Pengujian Impak Pengujian impak bertujuan untuk mengetahui ketangguhan suatu bahan terhadap pembebanan dinamis, sehingga dapat di ketahui apakah bahan yang telah diuji rapuh atau kuat. Gambar 3. Pengujian Bending Untuk mengetahui besarnya momen yang akan terjadi dapat diketahui dengan persamaan sebagai berikut:... (5) Dimana: M = Momen (Nm) p = Beban yang diberikan pada midspan (N) l = Panjang span (mm) 3. METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Desain Penelitian Desain penelitian yang di gunakan adalah eksperimental. dengan menggunakan serat daun pandan samak (Pandanus odoratissimus fibres) sebagai bahan penguat komposit. Perbandingan tipe serat menggunakan komposit dan 40% serat. 3.2 Waktu Dan Tempat a. Waktu penelitian Penelitian di laksanakan pada bulan Maret b. Tempat penelitian Penelitian dilaksanakan di 2 tempat yaitu; 1. Proses perlakuan serat komposit di lakukan di laboratorium Teknik Mesin Sekolah Tinggi Teknik Wiworotomo 47

4 Purwokerto. Jl. Sumingkir No.01 Purwokerto. 2. Proses pendataan hasil proses uji kekuatan mekanis dilakukan di laboratorium bahan Teknik Universitas Gajah Mada (UGM) Yogyakarta. 3.3 Variabel Penelitian a.variabel bebas Variabel bebas adalah kondisi yang mempengaruhi munculnya suatu pengaruh. Dalam penelitian komposit dengan serat pandan samak yang dilakukan pengujian tarik dan pengujian bending ini yang menjadi variable bebas adalah Fraksi Volume Serat 20%, 30%, dan 40%. b. Variabel terikat Variabel Terikat adalah sejumlah gejala yang memiliki pula sejumlah aspek atau unsur didalamnya yang berfungsi menerima atau menyesuaikan diri dengan kondisi lain Variabel terikat pada penelitian ini adalah tingkat kekuatan tarik, bending dan foto makro terhadap material komposit pandan samak. c. Variabel kontrol Variable kontrol adalah sejumlah gejala yang memiliki berbagai aspek atau unsur didalamnya yang berfungsi untuk mengendalikan agar variable terikat yang muncul bukan variable lain. Variabel kontrol ini adalah Matriks atau pengikat serat, sedang jenis material pengisinya serat pandan samak. 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Pengujian Tarik Pada pengujian tarik komposit serat pandan samak masing-masing sampel dilakukan pengujian 3 kali, karena pada penelitian ini menggunakan 3 sampel dan masing-masing sampel dilakukan pengujian 3 kali maka jumlah total 9 spesimen. Setelah dilakukan pengujian tarik, didapatkan data tegangan tarik dan regangansebagai berikut : Tabel 4.1.Data Pengujian Tarik No Pengujian Specimen Serat 20% 24,60 24,52 24,10 2 Serat 40% 28,12 30,00 24,30 Serat 60% 22,40 23,77 25,44 Hasil uji bending komposit serat pandan samak pada dapat dilihat pada grafik 4.1, Tegangan (Mpa) Grafik 4.1. Tegangan uji bending komposit serat pandan samak Tegangan Bending, Komposit serat pandan samak dengan 20% Spesimen 1, = = ,, = 24,6 Mpa Besarnya momen setiap spesimen komposit serat pandan samak berdasarkan pengujian : Grafik Tegangan Uji Bending 20% 30% 40 % spesimen spesimen spesimen rata-rata Sehingga diperoleh pada 20% adalah 24,4 MPa, pada 30% adalah 27,54 MPa, serta 40% sebesar 20,53 MPa. 5. KESIMPULAN Setelah dilakukan penelitian dan pengujian terhadap komposit serat pandan samak diperoleh data-data yang dapat sebagai berikut : a. Nilai kekuatan tegangan tarik komposit serat pandan samak diperoleh dari 20% dengan nilai rata-rata 8,42 Mpa. Sedangkan nilai dari 30% yakni dengan nilai rata-rata 7,01 Mpa. b. Nilai tertinggi didapat dari 40% dengan nilai rata-rata 9,49 Mpa c. Regangan terbaik pada 40% dengan nilai rata-rata 13,06 %. d. Tegangan bending tertinggi didapat pada 30% sebesar 27,54 Mpa. 48

5 REFERENSI Maulida Perbandingan komposit polipropilena dengan pengisi serat daun pandan dan serat batang pisang. Universitas Sumatra Utara: Medan. Mujiyono. Dkk Pemanfaatan serat daun pandan alassebagai alternatif pengganti serat gelas. Universitas Negeri Yogyakarta: Yogyakarta. Salahudin, Xander kaji pengembangan serat daun pandan dikabupaten magelang sebagai bahan komposit interior mobil. Fakultas Teknik Universitas Tidar: Magelang. Porwanto, Andri, Daniel Karakterisasi komposit berpenguat serat bambu dan serat glass sebagai alternatif bahan baku industri. Jurusan Teknik Fisika FTI ITS: Surabaya. S, Dyah, Emmy Pengaruh panjang serat dan terhadap kekuatan impak dan bending material komposit polyester fiber glass dan polyester pandan wangi. Universitas Mataram: Mataram. ASTM, 2006 Annual Book of ASTM Standard htpps://id.wikipedia.org/wiki/material _komposit 49