LAPORAN TUGAS AKHIR SIFAT MEKANIK KOMPOSIT SERAT TANGKAI ILALANG SEBAGAI BAHAN PANEL RAMAH LINGKUNGAN

Transkripsi

1 LAPORAN TUGAS AKHIR SIFAT MEKANIK KOMPOSIT SERAT TANGKAI ILALANG SEBAGAI BAHAN PANEL RAMAH LINGKUNGAN Diajukan Sebagai Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Diajukan Oleh: DENY SULISTYO NUGROHO D JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2016 i

2 ii

3 iii

4 iv

5 MOTTO Sesungguhnya Allah Tidak Akan Mengubah Nasib Suatu Kaum Kecuali Kaum itu Sendiri yang Mengubah Apa Apa yang Pada Diri Mereka (QS. Ar Ra ad Ayat 11) Pengalaman itu sangat berharga, jadi berkorban demi mendapatkan hal yang ingin dicapai itu tidak ada yang gratis (alias mbayar) (Ibu Juantini) 6 Kunci Kebahagian Hidup : Jangan membenci, Jangan bersedih, Hidup Sederhana, Selalu berdoa, Banyakin memberi, dan Tersenyumlah (Ali Bin Abi Thalib) Selesaikan dan Jangan Lagi Menunda Nunda (Penulis) v

6 PERSEMBAHAN Laporan Tugas Akhir ini, Penulis Persembahkan Kepada: 1. Bapak, Ibu dan Kakak yang selalu memberikan nasehat, semangat serta doa. 2. Bapak dan Ibu Dosen Teknik Industri yang telah memberikan ilmu selama kuliah. 3. Untari Widiyastuti yang telah menjadi penyemangat serta doanya 4. Teman dan sahabat Teknik Industri Angkatan Pembaca yang budiman. vi

7 KATA PENGANTAR Assalamu alaikum Wr.Wb. Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT yang senantiasa melimpahkan rahmat dan karunianya sehingga penulis diberikan kemudahan dalam penyelesaian penyusunan Tugas Akhir ini dengan judul: Sifat Mekanik Sifat Mekanik Komposit Serat Tangkai Ilalang Sebagai Bahan Panel Ramah Lingkungan Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Industri Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dalam penyusunan skripsi ini penulis banyak mendapat bantuan dari pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung, oleh karena itu dengan kerendahan hati penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada: 1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT, Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Bapak Eko Setiawan, ST, MT, Ph.D sebagai Ketua Jurusan Teknik Industri UMS. 3. Bapak Much. Djunaidi, ST, MT selaku pembimbing Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan, masukan, motivasi dan arahan kepada penulis dalam penyusunan Tugas Akhir ini. 4. Selaku penguji yang telah memberikan masukan untuk perbaikan penyusunan Tugas Akhir ini. 5. Bapak Maruto, ST, MT selaku koordinator Laboratorium Material Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret. 6. Orang tuaku Bapak Suroto dan Ibu Suyamti tersayang yang selalu memberikan dukungan berupa spiritual maupun material. vii

8 7. Kakakku Ari Sulistyo Prabowo dan Agus Budi Sulistyo yang telah memberikan segala dukungan dan doanya demi terselesaikannya Tugas Akhir 8. Untari Widiyastuti yang senantiasa memberikan semangat dukungan moral dan material demi terselesaikannya Tugas Ahir ini. 9. Debi Aritonang selaku teman yang memberi bantuan semangat dukungan moral dan material demi terselesaikannya Tugas Ahir ini. 10. Teman-teman seperjuangan Angkatan 2012 Jurusan Teknik Industri Muhammadiyah. Dalam penyusunan laporan, penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Untuk itu penulis mengharap adanya saran dan kritik yang dapat membantu sehingga dapat menyempurnakan penyusunan Tugas Akhir ini dari pembaca. Wassalamu alaikum Wr.WB Surakarta, 15 Desember 2016 Penulis, viii

9 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL...i HALAMAN PENGESAHAN...ii HALAMAN PERSETUJUAN...iii PERNYATAAN...iv MOTTO...v PERSEMBAHAN...vi KATA PENGANTAR...vii DAFTAR TABEL...xi DAFTAR GAMBAR...xii ABSTRAK...xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan... 3 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Material Komposit Komposit Serat Serat Alam Tangkai Ilalang Matrik Resin Epoksi Fraksi Volume Proses Pembuatan Komposit Sifat dan Mekanik Komposit Penelitian Terdahulu ix

10 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian Bahan Penelitian Alat Penelitian Prosedur Penelitian Kerangka Pemecah Masalah BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Sifat Mekanik Komposit Serat Ilalang Terhadap Kekuatan Bending Sifat Mekanik Komposit Serat Ilalang Terhadap Kekuatan Impak Sifat Mekanik Komposit Serat Ilalang Terhadap Kekuatan Tarik Foto Makro Komposit Serat Ilalang Analisis Hasil Perbandingan Penelitian BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x

11 DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Hasil perhitungan pengujian three point bending Tabel 4.2 Hasil perhitungan pengujian impak Tabel 4.3 Hasil perhitungan pengujian tarik Tabel 4.4 Analisis Hasil Perbandingan Penelitian xi

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Tananam Ilalang... 7 Gambar 2.2 Pengujian three point bending Gambar 2.3 Sudut Impak Gambar 3.1 Proses perendaman serat dengan NaoH 4% Gambar 3.2 Penjemuran dengan sinar matahari (kadar air 4%) Gambar 3.3 Potong serat Ilalang ±10 mm Gambar 3.4 Resin epoksi A dan B Gambar 3.5 NaOH (Soda api/alkhali) Gambar 3.6 Releaser Mirror Glase Wax/FRP Wax Gambar 3.7 Timbangan digital Gambar 3.8 Cetakan kaca/hand lay up Gambar 3.9 Plastik Astralon Gambar 3.10 Meteran Gambar 3.11 Kalkulator Gambar 3.12 Pengaduk Gambar 3.13 Mesin (Universal Testing Machine) UTM type Gambar 3.14 Mesin uji impack izod Gambar 3.15 Alat bantu penunjang dan pendukung Gambar 3.16 Gergaji Gambar 3.17 Amplas Gambar 3.18 Hasil cetakan komposit serat tangkai ilalang Gambar 3.19 Spesimen pengujian bending Gambar 3.20 Spesimen Pengujian Impak Gambar 3.21 Spesimen uji tarik Gambar 3.22 Dimensi ukuran spesimen uji bending Gambar 3.23 Dimensi ukuran spesimen uji impak Gambar 3.24 Skema pengujian impak izod Gambar 3.25 Dimensi ukuran spesimen uji tarik Gambar 3.26 Kerangka Pemecah Masalah xii

13 Gambar 4.1 Grafik hasil uji bending Gambar 4.2 Grafik hasil uji impak Gambar 4.3 Grafik hasil uji tarik Gambar 4.4 Spesimen uji bending fraksi volume 30% Gambar 4.5 Spesimen uji bending fraksi volume 40% Gambar 4.6 Spesimen uji bending fraksi volume 50% Gambar 4.7 Spesimen uji impak fraksi volume 30% Gambar 4.8 Spesimen uji impak fraksi volume 40% Gambar 4.9 Spesimen uji impak fraksi volume 50% Gambar 4.10 Spesimen uji tarik fraksi volume 30% Gambar 4.11 Spesimen uji tarik fraksi volume 40% Gambar 4.12 Spesimen uji tarik fraksi volume 50% xiii

14 ABSTRAK Material komposit yang terbuat dari serat alam tangkai ilalang dan menggunkan resin epoksi. Serat sebagai penguat sedangkan matrik sebagai perekat/pengikat dari komposit. Perbedaan variasi fraksi volume serat tangkai ilalang: 30%, 40%, 50%. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui fraksi volume yang optimal dengan menggunakan tiga pengujian mekanik yaitu pengujian bending, impak, dan tarik. Hasil dari penelitian komposit serat tangkai ilalang menunjukkan bahwa, kekuatan bending yang paling optimal pada fraksi volume 40% (serat) dan 60% (matrik) yaitu dengan nilai sebesar 51,56 Mpa. Pada pengujian impak ketangguhan impak yang optimal pada fraksi volume 40% (serat) dan 60% (matrik) yaitu dengan nilai sebesar J/mm 2. Sedangkan pada pengujian tarik kekuatan tarik yang paling optimal pada 40% (serat) dan 60% (matrik) yaitu dengan nilai sebesar 30,058 Mpa. Dari ketiga pengujian dapat diambil kesimpulan bahwa variasi komposit serat tangkai ilalang yang terbaik dan yang optimal pada fraksi volume 40% : 60%. Kata Kunci: Material Komposit, Matrik, Pengujian Mekanik, Serat Ilalang ABSTRAK A composite material made from natural fibers and use the stalks of reeds epoxy resin. Fiber as reinforcement while the matrix as an adhesive / binder of composites. Differences variation reeds stalk fiber volume fraction: 30%, 40%, 50%. This study aims to determine the optimal volume fraction using three mechanical testing is test of bending, impact, and drag. The results of the study reeds stalk fiber composites shows that the most optimal bending strength at 40% volume fraction (fiber) and 60% (matrix) with a value of MPa. On testing the impact toughness impact on the optimal volume fraction of 40% (fiber) and 60% (matrix) with a value of J / mm2. While the tensile test the tensile strength of the most optimal at 40% (fiber) and 60% (matrix) with a value of MPa. Of the three tests can be concluded that the variation of fiber composite reed stalks best and optimal volume fraction of 40%: 60%. Keywords: Composite Materials, Fibre Ilalang, Matrix, Mechanical Testing xiv