Nama : Dwi Tarina W. NRP :

Transkripsi

1 Nama : Dwi Tarina W. NRP : Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2012 Dosen Pembimbing Ir. Yusuf Kaelani MSc., E. NIP

2 Latar Belakang 1 Resin akrilik berpenguat serat merupakan material yang sedang dikembangkan untuk gigi tiruan (dental prosthesis) 2 Belum ada kajian tentang laju keausan material resin akrilik berpenguat serat.

3 Rumusan Masalah Bagaimana laju keausan (wear rate) material resin akrilik sebagai pengganti gigi tiruan. Bagaimana perubahan nilai specific wear rate material resin akrilik dengan penambahan serat. Bagaimana struktur mikro dari dua material resin akrilik yang saling bergesekan.

4 Tujuan Mengetahui mekanisme keausan dan pengaruhnya pada specific wear rate. Menganalisa mekanisme penyebab keausan material resin akrilik. Mengetahui pengaruh penambahan serat penguat pada keausan resin akrilik.

5 Batasan Masalah Putaran AC motor dan load dianggap uniform Material yang digunakan adalah resin akrilik Gesekan terjadi antara kedua material yang saling berkontak Kenaikan temperatur hanya disebabkan karena gesekan pada pin dan disk Gesekan yang terjadi diasumsikan satu arah

6 Kajian Pustaka & Teori Dasar 65 x 10 x 2,5 mm Penelitian Intan Nirwana (2005) yang berjudul kekuatan transversa resin akrilik hybrid setelah penambahan glass fiber dengan metode berbeda,

7 Kajian Pustaka & Teori Dasar Penelitian dilakukan oleh David, et al. menganalisa tentang efek fraksi volume serat dan panjang serat, range beban 4,45 22,24 N

8 Kajian Pustaka & Teori Dasar Pengujian juga dilakukan oleh Bin-Bin Jia, et al, untuk mendapatkan efek gaya normal pada koefisien gesekan pada berbagai jenis polimer, menggunakan tribometer pin on disk.

9 Kajian Pustaka & Teori Dasar Keausan Adhesif, terjadi apabila ada pelekatan yang mengakibatkan terjadinya pengikatan material 1 dengan lainya. Keausan Abrasif, terjadi apabila partikel keras meluncur pada partikel yang lebih lunak sehingga terjadi penetrasi atau pemotongan material. Mekanisme keausan

10 Kajian Pustaka & Teori Dasar Keausan lelah, terjadi akibat interaksi permukaan dimana pada permukaan terjadi beban yang berulang-ulang dan terjadi retak mikro yang akhirnya menyatu dan terjadi pengelupasan material. Keausan korosif, terjadi akibat adanya proses kimiawi pada permukaan material. Kemudian mengarah pada perpatahan interface antara permukaan dan material induk. Mekanisme keausan

11 Metodologi

12

13 Metodologi

14 Persiapan Tribometer Keterangan:

15 Persiapan Tribometer Kalibrasi Beban Timbangan Berat Badan Kalibrasi Speed Control Speed control Rpm Diameter wear track d (m) Panjang track s (m) t (menit) t (menit)

16 Spesimen penelitian Pin Resin Akrilik 1%, 2%, 3%, 5%, 7% dengan panjang serat 3mm

17 Disk Resin Akrilik KOMPONEN BESARAN Kekerasan Kekuatan tarik knoop 60 Mpa Kepadatan 1,19 g/cm 3 Modulus elastisitas 2400 Mpa

18 Metodologi Keterangan : M awal = massa pin awal sebelum pengujian (gr) M akhir = massa pin akhir setelah pengujian (gr) m = M awal M akhir (perubahan massa pin atau volume aus)

19 Metodologi Keterangan: F : load N L : panjang lintasan m ρ : densitas g/cm 3 v : sliding speed m/s k : Specific wear rate mm 3 /N.m Rumus Specific Wear Rate

20 Hasil Pengujian Fraksi fiber (%) Load (kg) Sliding speed (m/s) Waktu (menit) Panjang lintasan (m) Massa awal (gr) Massa akhir (gr) 0% 2 0, ,6873 2,6498 1% 2 0, ,4408 2,4359 2% 2 0, ,5427 2,5381 3% 2 0, ,5731 2,5688 5% 2 0, ,2827 2,2813 7% 2 0, ,5572 2,5565

21 Analisa Hasil Tabel nilai Specific Wear Rate pada pembebanan 2 kg dan sliding speed 0,07 m/s (speed control 20)

22 Analisa dan Pembahasan Specific Wear Rate Specific Wear Rate (mm^3/nm) Specific Wear Rate 0 0% 1% 2% 3% 5% 7% Fraksi Volume Serat Grafik Specific Wear Rate pada pembebanan 2 kg dan sliding speed 0,07 m/s (speed control 20)

23 Analisa dan Pembahasan Grafik volume aus pada pembebanan 2 kg dan sliding speed 0,07 m/s (speed control 20)

24 Analisa dan Pembahasan Foto mikro permukaan spesimen dengan 0% fraksi volume serat (non serat) dengan perbesaran 200x

25 Analisa dan Pembahasan Foto mikro permukaan spesimen dengan 1% fraksi volume serat dengan perbesaran 200x

26 Analisa dan Pembahasan Foto mikro permukaan spesimen dengan 2% fraksi volume serat dengan perbesaran 200x

27 Analisa dan Pembahasan Foto mikro permukaan spesimen dengan 3% fraksi volume serat dengan perbesaran 200x

28 Analisa dan Pembahasan Foto mikro permukaan spesimen dengan 5% fraksi volume serat dengan perbesaran 200x

29 Analisa dan Pembahasan Foto mikro permukaan spesimen dengan 7% fraksi volume serat dengan perbesaran 200x

30 Kesimpulan 1. Nilai specific wear rate untuk masing-masing specimen adalah: Spesimen Specific wear rate 0% fiber 0, % fiber 0, % fiber 0, % fiber 0, % fiber 9,55 x 10^-5 7% fiber 4,59 x 10^-5

31 Kesimpulan 2. Semakin besar Fraksi volume serat, semakin menurunkan nilai specific wear rate. 3. Volume aus terbesar terjadi pada spesimen dengan fraksi volume serat 0% volume aus terkecil terjadi pada spesimen dengan fraksi volume serat 7%. 4. Mekanisme keausan yang terjadi pada material resin akrilik berpenguat serat didominasi mekanisme abrasive dan adhesif.

32 Saran 1 Pada penelitian ini dilakukan pada kondisi dry sliding atau tanpa pelumasan, hendaknya dilakukan penelitian lanjutan dengan menggunakan pelumasan. 2 penelitian ini dilakukan pada jenis resin akrilik tipe heat cured saja, sehingga pada penelitian selanjutnya bisa dilakukan penelitian dengan tipe resin akrilik self cured yang digunakan pada kedokteran gigi supaya bisa dibandingkan hasilnya

33 Sekian dan Terima kasih Mohon saran untuk kelancaran Tugas Akhir ini

34 Daftar Pustaka Al Amien Laju dan Mekanisme Keausan Abrasive Bahan Komposit Karbon Vinyl/Ester. Thesis UI. Jakarta. Aykul, Halil, Mustafa Toparli, A comparison of the stress analysis of an unrestored and restored tooth with amalgam and composite resin, Mathematical and Computational Application, Vol. 10, No. 1, pp , Callaghan, David J., AshkanVaziri, Hamid Nayeb-Hashemi, Effect of fiber volume fraction and length on the wear characteristics of glass fiber-reinforced dental composites, Journal at Dental material 22 (2006) 84-93, Elsevier, El-Sayed, A.A., M.G. El-Sherbiny, A.S. Abo-El-Ezz, G.A. Aggag, Friction and wear properties of polymeric composite material for bearing applications, Journal at Wear 184 (1995) 45-53, Elsevier, Jefri.S, Bale Pengaruh Faktor Keausan Die Drawn UHMWPE akibattegangan Kontak untuk Aplikasi Sendi LututTiruan. Jurnal Teknik Mesin UNC. Kupang. Jia, Bin-Bin, Tong-Sheng Li, Xu-Jun Liu, and Pei-Hong Cong, Tribological behaviors of several polymer polymer sliding combinations under dry friction and oil-lubricated condition, Journal at Wear 262 pp , Elsevier, Li, W., M.V. Swain, Q. Li, J. Ironside, G.P. Steven, Fiber reinforced composite dental bridge, Journal at Biomaterial 25 (2004) , Elsevier, Nirwana, Intan, Kekuatan transversa resin akrilik hybrid setelah penambahan glass fiber dengan metode berbeda, Maj. Ked. Gigi. (Dent. J.), Vol. 38. No. 1 Januari 2005: Prayogi, Tegar Rancang Bangun TribometerTipe Pin on Disk dan Studi Eksperimental KarakteristikTribology Polimer-polimer. ITS Surabaya. Schutt, A., G. Burki, P. Schwaller, J. Michler. M. Cattani-Lorente, P. Vallitu, S. Bouillaguet, Mechanical Properties of Fibre-Reinforced Dental Composite Subjected to Hydrothermal and Mechanical Ageing, European Cells and Materials Vol. 7. Suppl. 2, 2004 (pages 55-56).