Page 1
PENGARUH KETEBALAN LAPISAN SERAT GELAS PADA
PEMBUATAN PANEL KOMPOSIT TERHADAP
KEKUATAN TARIK
TUGAS AKHIR
Diajukan kepada Politeknik Muhammadiyah Yogyakarta untuk Memenuhi
Sebagian Persyaratan guna Memperoleh Gelar Ahli Madya D3
Program StudiTeknikMesin
Oleh :
Sudarman
1103005
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
POLITEKNIK MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
2014
Page 4
iv
PERNYATAAN KEASLIAN
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama :Sudarman
NIM : 1103005
Jurusan : Teknik Mesin Otomotif dan Manufaktur
Judul :Pengaruh Ketebala Lapisan Serat Gelas Pada Pembuatan
Panel Komposit Terhadap Kekuatan Tarik
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tugas akhir ini tidak terdapat
karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar ahli madya atau gelar
lainya di suatu Perguruan Tinggi dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak
terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis oleh orang lain, kecuali secara
tertulis diacu dalam naskah ini disebutkan dalam daftar pustaka.
Yogyakarta, ……..Desember2014
Yang menyatakan,
SUDARMAN
NIM. 1103005
Page 5
v
MOTTO
“Allah SWT akan meninggikan orang-orang yang beriman diantara kalian dan
orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat.”
(Q.S. Al Mujadilah : 11)
“Kebahagian yang kita miliki tidak akan pernah berarti jika kita tidak pernah
bersyukur, jadi kebahagiaan yang kita rasakan akan lebih indah jika kita
senantiasa bersyukur, sabar dan ikhlas menerima apa yang Tuhan berikan”
(Ferdinanta Christyanjati)
“Ilmu itu lebih baik dari harta. Ilmu akan menjaga engkau dan engkau akan
menjaga harta. Ilmu itu penghukum (hakim) sementara harta terhukum. Jika
harta itu akan berkurang jika dibelanjakan, maka ilmu akan bertambah jika
dibelanjakan.”
(Sayidina Ali bin Abi Thalib)
Page 6
vi
PERSEMBAHAN
Alhamdulillah, Teriring dengan rasa syukur kepada Allah SWT, karya kecil ini
kupersembahkan kepada :
1. AlmamaterPoliteknikMuhammadiyah Yogyakarta.
2. KuhaturkanbanyakterimakasihkepadaIbuku yang selamainitelahmenjadi orang
tua yang baikuntukku yang
membimbingsayadanmemberisemangatdalammenyelesaikan study di
PoliteknikMuhammadiyah Yogyakarta danuntukmasadepansaya.
3. Kakak-kakakku Yang SelaluAkuIngatdanSayangi
4. Hanna f’lopeku yang selalumemberikansemangatdanperhatiannya.
5. Bapak/IbudosenjurusanTeknikMesinPoliteknikMuhammadiyah Yogyakarta
6. SeluruhMahasiswaJurusanTeknikMesin PMY angkatan 2011.
Page 7
vii
INTISARI
PENGARUHKETEBALANLAPISAN SERAT GELASPADA
PEMBUATAN PANEL KOMPOSITTERHADAP KEKUATAN TARIK
Oleh :
Sudarman
1103005
Fiberglas merupakan bahan paduan atau campuran beberapa bahan kimia (bahan
komposit) yang bereaksi dan mengeras dalam waktu tertentu. Bahan ini mempunyai beberapa
keuntungan dibandingkan bahan logam, diantaranya: lebih ringan, lebih mudah dibentuk, dan
lebih murah.
Karekteristik mekanik yang diamati adalah kekuatan tarik dan modulus elastisitas.
Karekteristik tersebut dapat diperoleh melalui pengujian tarik yang dilakukan di Laboratorium
Bahan UGM dengan mesin uji tarik SERVOPULSER. Pembuatan specimen uji tarik yaitu dengan
cara Hand lay up dengan pemberian beban 10 kg. Jenis polimer yang digunakan sebagei matrik
sadalah resin 108,Katalis yang digunakan memiliki senyawa MEKPO yaitu senyawa Metyl Etyl
Keton Peroksida, sedangkan Serat gelas yang digunakan berjenis E-Glass dengan bentuk Woven
Roving, berupa benang panjang yang dianyam. Bahan spesimen uji dibuat sesuai standar uji tarik
(ASTM D 638).
Berdasarkan uji tarik statik diperoleh karekteristik kekuatan tarik dan modulus
elastisitas yang bervariasi.Kekuatan tarik rata-rata komposit yang diperkuat serat gelas bentuk
Woven Rovingpada panel komposit 3 lapis, 4 lapis, 5 lapis dan 6 lapisadalah 181,68MPa, 164,36
MPa, 248,07 MPa,dan 112,92 MPa. Sedangkan modulus elastisitas rata-rata komposit yang
diperkuat serat gelas bentukWoven Roving pada panel komposit 3 lapis, 4 lapis, 5 lapis dan 6
lapis adalah3,15GPa, 2,24 GPa, 2,73Gpa, dan2,76GPa. Buat berat jenis (density) untu variasi 3
lapis, 4 lapis, 5 lapis, dan 6 lapis adalah 2,53 ⁄ , 1,86 ⁄ 2,41 ⁄ , dan 1,95
⁄
Kata kunci: Fiberglass,Kekuatan tarik, dan Modulus elastisitas.
Page 8
viii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillaahi robbil’aalamin, segala puji hanya bagi Allah SWT atas
karunia kenikmatan yang senantiasa tercurahkan kepada kita semua sehingga
atas nikmat itulah penulis mampu menyelesaikanLaporan Tugas Akhir dengan
judul “Pengaruh Ketebalan Lapisan Serat Gelas Pada Pembuatan Panel
Komposit Terhadap Kekuatan Tarik”.Laporan ini dibuat dalam rangka
untukmemenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh gelar ahli madya DIII
Teknik Mesin Politeknik Muhammadiyah Yogyakarta.
Selama melaksanakan Tugas Akhir dan menyusun laporan ini banyak
manfaat yang penulis peroleh baik yang berupa keterampilan di bidang
keteknikan maupun hal lain yang berkaitandengan teknik mesin. Untuk itu,pada
kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua
pihak atas segala bantuan, bimbingan dan pengarahan yang telah
diberikankepada penulis. Ucapan terima kasih ini penulis tunjukan kepada:
1. Bapak Sotya Anggoro, S.T., selaku Direktur Politeknik Muhammadiyah
Yogyakarta
2. BapakAndika Wisnujati, S.T., M.Eng., selaku ketua Program studi
Teknik Mesin PoliteknikMuhammadiyah Yogyakarta
3. Bapak Ferriawan Yudhanto,S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing Tugas
Akhir.
4. Kuhaturkan banyak terima kasih kepada Ibuku yang selama ini telah
menjadi orang tua yang baik untukku dan semua yang membimbing saya
Page 9
ix
dan memberi semangat dalam menyelesaikan study di Politeknik
Muhammadiyah Yogyakarta dan untuk masa depan saya.
5. Kakak-kakakku dan semua keluarga terimakasih atas dukungannya.
6. Hanna f’lope ku yang selalu memberikan semangat dan perhatian.
7. Teman-teman kelompok Tugas AkhirJatmoko, Setiaji saputra dan teman
seperjuangan Tugas Akhirdan pengalaman bersama.
8. Sahabat-sahabat mahasiswaPoliteknikMuhammadiyah Yogyakarta
9. Pihak-pihak lain yang tidak dapat penulis sebutkan namanya satu
persatuyangikut membantu penulis dalam penyelesaian program D3.
Penulis menyadaribahwa dalampenulisanLaporan Tugas Akhir ini masih
terdapat kekurangan, oleh karena itu kritik dan saran dari pembaca sangat
diharapkan.
Akhirkata penulis mengucapkan terima kasih. Semoga laporan ini dapat
bermanfaat bagi kita semua. Amin.
Yogyakarta,Desember 2014
Penulis
Page 10
x
DAFTAR ISI
hal
HALAMAN JUDUL ............................................................................. i
HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................. ii
HALAMAN PENGESAHAN .............................................................. iii
SURAT PERNYATAAN ...................................................................... iv
HALAMAN MOTTO ........................................................................... v
HALAMAN PERSEMBAHAN ........................................................... vi
ABSTRAK ............................................................................................. vii
KATA PENGANTAR .......................................................................... viii
DAFTAR ISI ......................................................................................... x
DAFTAR TABEL ................................................................................. xii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................ xiii
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................... xiv
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah ............................................................. 1
1.2. Identifikasi Masalah .................................................................... 3
1.4. Batasan Masalah ......................................................................... 4
1.5 .Rumusan Masalah ....................................................................... 4
1.6. Tujuan ......................................................................................... 4
1.7. Manfaat ....................................................................................... 5
BAB II. PENDEKATAN PEMECAHAN MASALAH
2.1. Pengertian Fiberglass/komposit .................................................. 7
2.2. Tujuandibentuknyakomposit ....................................................... 8
2.3.Tipekompositserat ........................................................................ 8
2.4.Bagianutamakomposit .................................................................. 10
2.5.Klasifikasibahankomposit ............................................................. 20
2.6. Bahan-bahanpembentukkomposit ............................................... 25
2.7.Karakteristik material komposit ................................................... 30
2.8.Kekuatantarikkomposit ................................................................ 32
Page 11
xi
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1. Metodepenelitian ......................................................................... 34
3.2. Persiapanalatdanbahan ................................................................ 35
3.3.Penentuankomposisi ..................................................................... 36
3.4.Proses persiapan ........................................................................... 36
a. Proses persiapancetakan ................................................. 36
b. Persiapanseratgelas ......................................................... 37
c. Persiapanmatriks ............................................................. 38
3.5.Skemacetakan ............................................................................. 38
3.6. Pembuatanspesimen. .................................................................. 39
BAB IV. DATA DAN ANALISA
1.1.Hasildanpembahasan .................................................................. 43
4.1.1.Hasilproduksispesimenujitarik .................................. 43
1.2.Kekuatantarikkompositpolimerberpenguatseratgelas ................. 48
1.3.Modulus ElastisitasKomposit ..................................................... 49
1.4.Perhitunganpengujiantarik .......................................................... 49
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan ................................................................................. 63
B. Saran ........................................................................................... 63
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Page 12
xii
DAFTAR TABEL
Tabel2.1Sifat-sifatseratgelas (Nugroho,2007) ........................................ 13
Tabel2.2 Komposisisenyawakimiaseratgelas (Nugroho,2007) ............. 15
Tabel4.1Kekuatantarikkompositpolimerberpenguatseratgelas. .............. 48
Page 13
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Continuous Fiber Composite ........................................................ 9
Gambar 2.2 Tipe Discontinuous fiber .............................................................. 9
Gambar 2.3 Serat gelas roving .......................................................................... 11
Gambar 2.4Serat gelas yarn .............................................................................. 11
Gambar 2.5Serat gelas chopped strand ............................................................ 11
Gambar 2.6Serat gelas reinforcing mat ............................................................ 12
Gambar 2.7Serat gelas woven roving ............................................................... 12
Gambar 2.8Serat gelas woven fabric ................................................................ 12
Gambar 2.9Klasifikasi bahan komposit (Kismono, 2000) ............................... 20
Gambar 2.10Kompositserat. ............................................................................. 21
Gambar 2.11Komposit serpih ........................................................................... 22
Gambar 2.12Komposit partikel ......................................................................... 22
Gambar 2.13Filled (skeletal) Composites ........................................................ 23
Gambar 2.14Laminar Composites .................................................................... 23
Gambar 2.15Tipe serat pada komposit (Gibson, 1994) .................................... 24
Gambar 2.16Tipe Discontinuous Fiber (Gibson, 1994) ................................... 25
Gambar 2.17Earosil .......................................................................................... 26
Gambar 2.18Pigment ........................................................................................ 26
Gambar 2.19Resin ............................................................................................ 27
Gambar 2.20Mat ............................................................................................... 28
Gambar 2.21Aseton .......................................................................................... 28
Gambar 2.22Mirror ........................................................................................... 29
Gambar 2.23Laminated Composites ................................................................. 31
Page 14
xiv
Gambar 2.24Particulate Composite) ................................................................ 32
Gambar 3.1 Diagram alir proses penelitian ...................................................... 34
Gambar 3.2Cetakan .......................................................................................... 37
Gambar 3.3Serat yang sudahdipotong .............................................................. 37
Gambar 3.4Skemacetakan ................................................................................ 38
Gambar 3.5Hasilcetakansetelahdigerenda ........................................................ 40
Gambar 3.6Spesimenujitarik ............................................................................ 41
Gambar 3.7Bentukspesimenujitarik (ASTM D 638) ........................................ 41
Gambar 3.8Alatujitarik ..................................................................................... 42
Gambar 4.1Resin dankatalis ............................................................................. 44
Gambar 4.2Penyusunanseratgelas .................................................................... 44
Gambar 4.3Penekanankomposit ....................................................................... 45
Gambar 4.4Hasilcetakansebelumkering ........................................................... 45
Gambar 4.5Hasilcetakankomposit .................................................................... 46
Gambar 4.6Hasilcetakan yang gagal ................................................................ 46
Gambar 4.7Spesimenujitarik ............................................................................ 47
Gambar 4.8Proses pengujian ............................................................................ 47
Gambar 4.9Komposit yang sudah di ujitraik .................................................... 47
Gambar 4.10Grafikkekuatan rata-rata komposit .............................................. 48
Gambar 4.11Grafik modulus elastisitas ............................................................ 49
Gambar 4.12Grafikspesimen 3 lapis ................................................................. 50
Gambar 4.13Grafikspesimen 4 lapis ................................................................. 53
Gambar 4.14Grafikspesimen 5 lapis ................................................................. 56
Gambar 4.15Grafikspesimen 6 lapis ................................................................. 59
Page 15
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1.
Lampiran 2.
Lampiran 3.
Lampiran 4.
Lampiran 5.
Lampiran 6.
Lampiran 7.