PENGARUH PENAMBAHAN PROSENTASE FRAKSI VOLUME HOLLOW GLASS MICROSPHERE KOMPOSIT HIBRIDA SANDWICH TERHADAP KARAKTERISTIK TARIK DAN BENDING

Transkripsi

1 PENGARUH PENAMBAHAN PROSENTASE FRAKSI VOLUME HOLLOW GLASS MICROSPHERE KOMPOSIT HIBRIDA SANDWICH TERHADAP KARAKTERISTIK TARIK DAN BENDING Sandy Noviandra Putra Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Wajan Berata, DEA

2 Latar Belakang Krisis Energi Material ringan Polimer Foam Komposit

3 Aplikasi Hibrid Composite

4 Rumusan Masalah 1 2 Bagaimana pengaruh penambahan prosentase volume Hollow Glass Microspheres (HGM) terhadap karakteristik tarik komposit hibrida sandwich dalam volume fraksi tetap. Bagaimana pengaruh penambahan prosentase volume Hollow Glass Microspheres (HGM) terhadap karakteristik bending komposit hibrida sandwich dalam volume fraksi tetap.

5 Tujuan 1. Menganalisa pengaruh penambahan prosentase volume Hollow Glass Microspheres (HGM) terhadap karakteristik tarik komposit hibrida sandwich dalam volume fraksi tetap. 2. Menganalisa pengaruh penambahan prosentase volume Hollow Glass Microspheres (HGM) terhadap karakteristik tarik komposit hibrida sandwich dalam volume fraksi tetap.

6 Batasan Masalah Permukaan lapisan yang dihasilkan dianggap homogen Suhu ruangan pada proses pembuatan dan pengujian dianggap konstan Spesimen yang dihasilkan dari proses pencetakan dianggap baik. HGM dianggap tercampur dengan merata pada resin polyester.

7 Pengujian Spesimen Uji Tarik Tegangan Tarik Regangan Tarik Uji Bending Tegangan bending Modulus elastisitas

8 Mode Kegagalan Uji Tarik ζ = P/ A (MPa) ε = L/ L0 (%)

9 Mode Kegagalan Uji Bending h S = 3 P.L/(2.b.h 2 ) (MPa) δ maks = P.L 3 /(48.E.I) I = b.h 2 /12

10 Diagram Alir Penelitian

11

12 Alat 1. Mesin Uji Tarik-Bending Wolfert 2. Alat Cetak Komposit dengan Metode Wet Lay Up 3. Mikroskop Stereo Zeiss STEMI DV4 4. Scanning Electron Microscope Zeiss EVO MA Alat bantu : gerinda, gergaji guntinh, roller, kuas 6. Alat ukur : timbangan, jangka sorong, gelas ukur 7. Alat keselamatan : sarung tangan dan masker

13 Bahan Resin Polyester Yukalac 157 BTQN-EX Woven Rovings 600 Hollow Glass Microsphere 4 Wax 5 Katalis (MEKPO = methyl ethil ketone perokside)

14 Proses Pembuatan Komposit Membuat batas ketinggian ± 6 mm Melapisi cetakan dengan wax Tahap persiapan cetakan Tahap persiapan serat Memotong fiberglass Mengukur berat awal fiberglass Resin+HGM dituangkan Fiberglass diletakkan Resin+HGM dituangkan kembali, dan diletakkan fiberglass Dituangkan resin+hgm di atas fiberglass Proses laminasi

15 Prosedur Uji Tarik spesimen diberi label sesuai variabel Pencatatan dimensi awal dari spesimen (panjang, lebar, tinggi) Memasang spesimen pada penjepit/chuck Data dicatat kemudian spesimen dilepas dari penjepit, Pembebanan pada spesimen hingga patah Source : ASTM Standards, D 3039M-02, Standard Test Method for Tensile Properties of Polymer Matrix Composite Materials

16 Prosedur Uji Bending spesimen diberi label sesuai variabel Pencatatan dimensi awal dari spesimen (panjang, lebar, tinggi) Memasang spesimen pada penjepit/chuck Data dicatat kemudian spesimen dilepas dari penjepit, Pembebanan pada spesimen hingga patah Source : ASTM Standards, D 790M-84, Standard Test Method for Flexural and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials (Metric)

17 Data Pengujian Keterangan : T 0% 1 : spesimen tarik dengan 0% HGM varian pertama T 0% 2 : spesimen tarik dengan 0% HGM varian kedua B 0% 1 : Spesimen bending dengan 0% HGM varian pertama B 0% 2 : spesimen bending dengan 0% HGM varian kedua

18 Hasil Uji Tarik Komposit Hibrida Sandwich No Spesimen P (kn) L (mm) σ (MPa) 1 T o% σ rerata (MPa) ε (%) 3.06 ε rerata (%) metode kegagalan LAT 2 T 0% LGM 3 T 0% LAT 4 T 10% DGM 5 T 10% LGM 6 T 10% DGM 7 T 20% LAT 8 T 20% LGM 9 T 20% DGM 10 T 30% DGM 11 T 30% LAT 12 T 30% LAT

19 Pengaruh Penambahan Fraksi Volume Hollow Glass Microsphere Terhadap Tegangan Tarik Komposit Hibrida Sandwich

20 Pengaruh Penambahan Fraksi Volume Hollow Glass Microsphere Terhadap Regangan Tarik Komposit Hibrida Sandwich

21 Foto Makro Spesimen Tarik 0% HGM

22 Foto Makro Spesimen Tarik 10% HGM

23 Foto Makro Spesimen Tarik 20% HGM

24 Foto Makro Spesimen Tarik 30% HGM

25 Hasil Uji Bending Komposit Hibrida Sandwich No Spesimen P (kn) Defleksi (mm) S (MPa) S rata-rata (MPa) E (GPa) 1 B o% B 0% B 0% B 10% B 10% B 10% B 20% B 20% B 20% B 30% B 30% B 30% E rata-rata (MPa)

26 Pengaruh Penambahan Fraksi Volume Hollow Glass Microsphere Terhadap Kekuatan Bending Komposit Hibrida Sandwich

27 Pengaruh Penambahan Fraksi Volume Hollow Glass Microsphere Terhadap Modulus Elastisitas Bending Komposit Hibrida Sandwich

28 Foto Makro Spesimen Bending 0% HGM

29 Foto Makro Spesimen Bending 10% HGM

30 Foto Makro Spesimen Bending 20% HGM

31 Foto Makro Spesimen Bending 30% HGM

32 Diketahui : σ u serat kaca = 675,61 MPa σ u polyester 157 = 60 MPa σ u HGM = 206,84 MPa Untuk 0% HGM σ u = (σ m x V m ) + (σ f x V f ) + (σ H x V H ) = (60 x 0,68) + (675,61 x 0,32) + (206,84 x 0) = 256,99 MPa

33 Foto Mikro (SEM) Spesimen Tarik 0%

34 Foto Mikro (SEM) Spesimen Tarik 10%

35 Foto Mikro (SEM) Spesimen Bending 0%

36 Foto Mikro (SEM) Spesimen Bending 10%

37 Kesimpulan 1. Penambahan prosentase fraksi volume hollow glass microsphere pada komposit hibrida sandwich dapat meningkatkan tegangan tarik serta regangan tarik. 2. Penambahan prosentase fraksi volume hollow glass microsphere pada komposit hibrida sandwich dapat meningkatkan tegangan bending serta modulus elastisitas bending. 3. Metode kegagalan pada tarik dan bending antara lain buckling, matrix cracking, debonding, delaminasi serta fiber fracture.

38 Saran 1. Penggantian matriks berbeda agar dapat diketahui pengaruhnya terhadap komposit hibrida baik dengan metode lamina maupun sandwich. 2. Perlu adanya metode khusus agar hollow glass microsphere yang tercampur dengan matriks dapat tercampur merata dan didapatkan hasil yang maksimal. 3. Proses pembuatan hendaknya menggunakan metode selain hand lay up, agar spesimen yang dihasilkan nantinya dapat menekan jumlah void yang timbul pada proses pembuatan.

39 Terima Kasih Atas perhatian dan dukungannya