ANALISA KEKUATAN KOMPOSIT SERAT KACA DAN POLYPROPYLENE PADA KONSTRUKSI PERAHU ALUMINIUM PDF

Preview

Summary

SKRIPSI ANALISA KEKUATAN KOMPOSIT SERAT KACA DAN POLYPROPYLENE PADA KONSTRUKSI PERAHU ALUMINIUM AHMAD ADITIYA F 03091005047 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015 SKRIPSI ANALISA KEKUATAN KOMPOSIT SERAT KACA DAN POLYPROPYLENE PADA KONSTRUKSI PERAHU ALUMINIUM Diajukan Untuk M...

Description

SKRIPSI

ANALISA KEKUATAN KOMPOSIT SERAT KACA DAN POLYPROPYLENE PADA KONSTRUKSI PERAHU ALUMINIUM

AHMAD ADITIYA F 03091005047

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015

SKRIPSI

ANALISA KEKUATAN KOMPOSIT SERAT KACA DAN POLYPROPYLENE PADA KONSTRUKSI PERAHU ALUMINIUM

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya

AHMAD ADITIYA F 03091005047

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015

HALAMAN PENGESAHAN

ANALISA KEKUATAN KOMPOSIT SERAT KACA DAN POLYPROPYLENE PADA KONSTRUKSI PERAHU ALUMINIUM SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar sarjana pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya

Oleh:

AHMAD ADITIYA FEBRIANSYAH 03091005047

Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Mesin,

Inderalaya, Februari 2015 Diperiksa dan disetujui oleh, Pembimbing Skripsi,

Qomarul Hadi, S.T, M.T. NIP. 19690213 199503 1 001

Agung Mataram, S.T, M.T, Ph.D NIP. 19790105 200312 1 002

UNIVERSITAS SRIWIJAYA FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN

Agenda DiterimaTgl. Paraf

: : :

SKRIPSI

Nama

: AHMAD ADITIYA FEBRIANSYAH

NIM

: 03091005047

Jurusan

: TEKNIK MESIN

Judul Skripsi

: ANALISA KEKUATAN KOMPOSIT SERAT KACA DAN POLYPROPYLENE PADA KONSTRUKSI PERAHU ALUMINIUM

Diberikan Tanggal : Selesai Tanggal

:

Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Mesin,

Qomarul Hadi, S.T, M.T NIP. 19690213 199503 1 001

Inderalaya, Februari 2015 Diperiksa dan disetujui oleh, Pembimbing Skripsi,

Agung Mataram, S.T, M.T, Ph.D NIP. 19790105 200312 1 002

HALAMAN PERSETUJUAN Karya tulis ilmiah berupa Skripsi dengan judul “Analisa Kekuatan Komposit Serat Kaca dan Polypropylene pada Konstruksi Perahu Aluminium” telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya pada tanggal 02 Februari 2015.

Inderalaya,

Februari 2015

Tim Penguji Karya tulis ilmiah berupa Laporan Skripsi.

Ketua : 1. Qomarul Hadi, ST, MT. NIP. 19690213 199503 1 001

(……………………...)

Anggota : 2. Dr. Ir. Diah Kusuma Pratiwi, M.T. NIP. 19750226 199903 1 001

(………………………)

3. M. Yanis, ST, MT NIP. 19700228 199412 1 001

(………………………)

4. Ir. Helmy Alian, M.T NIP. 19591015 198703 1 006

(………………………)

Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Mesin,

Qomarul Hadi, S.T, M.T. NIP. 19690213 199503 1 001

Dosen Pembimbing

Agung Mataram, ST, MT, Ph.D NIP. 19790105200312 1 002

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

Yang bertanda tangan dibawah ini : Nama

:

AHMAD ADITIYA F

NIM

:

03091005047

Judul

:

ANALISA KEKUATAN KOMPOSIT SERAT KACA DAN POLYPROPYLENE PADA KONSTRUKSI PERAHU ALUMINIUM

Memberikan izin kepada Pembimbing dan Universitas Sriwijaya untuk mempublikasikan hasil penelitian saya untuk kepentingan akademik. Apabila dalam waktu 1 (satu) tahun tidak mempublikasikan karya penelitian saya. Dalam kasus ini saya setuju untuk menempatkan Pembimbing sebagai penulis korespondensi (Corresponding author). Demikian, pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tanpa ada paksaan dari siapapun.

Inderalaya,

Februari 2015

Penulis,

Ahmad Aditiya F NIM. 03091005047

HALAMAN PERNYATAAN INTEGRITAS Yang bertanda tangan dibawah ini : Nama

:

Ahmad Aditiya Febriansyah

NIM

:

03091005047

Judul

:

ANALISA KEKUATAN KOMPOSIT SERAT KACA DAN POLYPROPYLENE PADA KONSTRUKSI PERAHU ALUMINIUM

Menyatakan bahwa Skripsi saya merupakan hasil karya sendiri didampingi pembimbing dan bukan hasil penjiplakan/plagiat. Apabila ditemukan unsur penjiplakan/plagiat dalam Skripsi ini, maka saya bersedia menerima sanksi akademik dari Universitas Sriwijaya sesuai aturan yang berlaku. Demikian, pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tanpa ada paksaan dari siapapun.

Foto 4x6

Inderalaya, Penulis,

Februari 2015

Ahmad Aditiya F NIM. 03091005047

HALAMAN PERSEMBAHAN MOTTO : 

Berakit – rakit kehulu, berenang ketepian.



Batu yang keras sekalipun dapat berlobang oleh kelembutan air.



Apa yang akan terjadi, maka terjadilah.

Karya kecil ini kupersembahkan untuk : 

   

Kedua Orangtuaku. Keluarga besarku. Keluarga besar Teknik Mesin Unsri. Almamaterku (Universitas Sriwijaya). Semua pihak yang telah terlibat dan membantu.

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Dengan mengucapkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan berkah, rahmat dan karunia-Nya. Shalawat serta salam penulis junjungkan kepada Nabi Muhammad SAW yang telah menuntun manusia pada kehidupan yang lebih baik, sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi yang berjudul ”ANALISA KEKUATAN KOMPOSIT SERAT KACA DAN POLYPROPYLENE PADA KONSTRUKSI PERAHU ALUMINIUM”. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu hingga terselesaikannya Skripsi ini. Adapun pihak tersebut adalah: 1. Bapak Prof. Dr. Ir. H. M. Taufik Toha, DEA. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya, 2. Bapak Agung Mataram S.T, M.T, selaku Dosen Pembimbing Skripsi sekaligus Dosen Pembimbing Akademik, 3. Bapak Qomarul Hadi, S.T, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya, 4. Bapak Ir. Dyos Santoso, M.T, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya, 5. Orang Tua saya, yang selalu mendukung dan mendoakan setiap kegiatan positif yang dilakukan anaknya, 6. Keluarga besar saya yang telah memberikan dukungan dan semangat,

7. Dosen Pengajar di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya, 8. Staf Administrasi, Laboratorium dan Perpustakaan di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya, 9. Keluarga besar Teknik Mesin UNSRI khususnya Angkatan 2009, 10. Semua pihak yang telah memberikan dukungan yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa masih terdapat kekurangan dalam penulisan Skripsi ini. Oleh karena itu penulis menerima segala kritik dan saran yang bersifat membangun untuk kemajuan di masa yang akan datang. Akhirnya penulis mengharapkan Srkripsi ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kita semua, Amiin. Wassalamu’alaikum.

Indralaya,

Februari 2015 Penulis

RINGKASAN

JURUSAN TEKNIK MESIN, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS SRIWIJAYA Karya tulis ilmiah berupa Skripsi, 20 Januari 2015 Ahmad Aditiya F, dibimbing oleh Agung Mataram, S.T, M.T, PhD Analisa Kekuatan Komposit Serat Kaca dan Polypropylene pada Konstruksi Perahu Aluminium. Xiv + 33 halaman, 3 lampiran Polypropylene (PP) termasuk jenis plastik yang menempati peringkat kedua pada paling banyak jenis sampah plastik setelah jenis High Density Polyethylene (HDPE). Serat kaca memiliki sifat mekanik unggul dari serat alami. Karena memiliki sifat mekanik yang baik dari serat kaca saat memainkan peran penting dalam penggunaan komposit penguatan. Aluminium memiliki sifat tahan sangat ringan dan korosi. Sifat mekanik serat kaca yang dimiliki, aluminium dan limbah Polypropylene dapat dimanfaatkan sebagai penguat dan matriks bahan komposit. Penelitian ini dilakukan dengan metode hand lay-up. Perbandingan fraksi volume plastik polypropylene, serat kaca dan jenis aluminium dalam penelitian ini ditetapkan : 64 : 0 : 36 (%), 54,4 : 9,6 : 36 (%), 44,8 : 19,2 : 36 (%), 35,2 : 28,8 : 36 (%), dan 25,6 : 38,4 : 36 (%).

Kata kunci : Komposit, aluminium, serat kaca, polypropylene, uji bending, uji impact.

SUMMARY

DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING, FACULTY OF ENGINEERING, SRIWIJAYA UNIVERSITY Scientific Paper in the form of Skripsi, Januari 20th, 2015 Ahmad Aditiya F, supervised by Agung Mataram, S.T, M.T, Ph.D. Glass fiber composites and polypropylene construction, application for aluminium boat. xiv, 31 pages, 3 attachment Polypropylene (PP) including a type of plastic which ranks second on the most number of types of plastic waste after the type of High Density Polyethylene (HDPE). Glass fibers have superior mechanical properties of natural fibers. Because it has good mechanical properties of glass fibers currently plays an important role in the use of composite reinforcement. Aluminum has particularly lightweight and corrosion resistant properties. Of mechanical properties owned fiber glass, aluminum and PP waste can be utilized as composite reinforcement and matrix materials. This research was carried out by hand lay-up methods. Comparison of fiber volume fraction of glass, plastic and aluminum type of PP in this study are set as : 64 : 0 : 36 (%), 54,4 : 9,6 : 36 (%), 44,8 : 19,2 : 36 (%), 35,2 : 28,8 : 36 (%), dan 25,6 : 38,4 : 36 (%).

Keywords: Composite, aluminum, fiber glass, polypropylene, bending test, impact test.

DAFTAR ISI

Halaman HALAMAN JUDUL HALAMAN PENGESAHAN

ii

HALAMAN PENGESAHAN AGENDA

iii

HALAMAN PERSETUJUAN

iv

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

v

HALAMAN PERNYATAAN INTEGRITAS

vi

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

vii

KATA PENGANTAR

viii

RINGKASAN

x

SUMMARY

xi

DAFTAR ISI

xii

DAFTAR GAMBAR

xiii

DAFTAR TABEL

xiv

BAB 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

1

1.2. Batasan Masalah

2

1.3. Tujuan Penelitian

3

1.4. Manfaat Penelitian

3

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Acuan Penelitian

4

2.2. Tinjauan Teoritis

4

2.2.1. Komposit

4

2.2.1.1 Sifat – Sifat Mekanikal dan Fisikal

5

2.2.1.2 Mudah dibentuk

5

2.2.1.3 Biaya

6

2.2.2 Klasifikasi Komposit

6

2.3. Bahan Komposit Serat

7

2.4. Polypropylene

8

2.5. Serat Kaca

8

2.6 Aluminium

9

2.6.1 Manfaat dan Kelebihan Aluminium 2.7 Sifat Mekanis Material

9 12

2.7.1 Aturan Pencampuran

12

2.7.2 Uji Impact

13

2.7.3 Uji Lengkung

15

BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Diagram Alir

17

3.2 Tempat dan Waktu Penelitian

18

3.3 Alat dan Bahan

18

3.4. Prosedur pengujian

18

3.4.1 Persiapan Serat Kaca

18

3.4.2 Persiapan Matrik Polypropylene

19

3.4.3 Pembuatan Cetakan

19

3.4.4 Pembuatan Spesimen Komposit

19

3.4.5 Penandaan Spesimen

21

3.4.6 Pengujian Impact

21

3.4.7 Pengujian Lengkung

22

3.4.8 Analisa dan Pengolahan Data

23

BAB 4. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Pengujian Impact 4.1.1 Energi Impact per Satuan Luas

24 25

4.2 Hasil Pengujian Lengkung

30

4.2.1 Tegangan Lengkung

31

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan

34

5.2. Saran

34

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Serat Kaca

Halaman 8

2.2. Skema Pengujian Charpy

14

2.3. Skema Pengujian Izod

14

2.4. Skema Pengujian Lengkung

16

3.1. Skema Metode Penelitian

17

3.2 Spesimen Pengujian Impact

21

3.3. Spesimen Pengujian Lengkung

22

4.1. Grafik Usaha Impact

28

4.2. Grafik Harga Energi Impact per Satuan Luas

29

4.3. Grafik Tegangan Lengkung

32

DAFTAR TABEL

Tabel

Halaman

3.1 Perbandingan Fraksi Volume

19

3.2 Penandaan Spesimen

21

3.3 Data Awal Pengujian Impact

22

3.4 Data Awal Pengujian Lengkung

23

4.1 Data Hasil Awal Pengujian Impact

24

4.2 Nilai Rata – Rata Energi Impact

28

4.3 Nilai Rata – Rata Tegangan Lengkung

30

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Negara Indonesia adalah negara maritim, julukan itu didapatkan karena 2/3 luas seluruh Indonesia adalah lautan yang berarti lebih banyak perairan daripada daratan. Laut memisahkan antara pulau pulau yang terdapat di Indonesia, untuk meyatukan itu semua kita memerlukan alat transportasi air. Perahu, merupakan salah satu alat transportasi tradisional yang kebanyakan berbahan baku kayu, seiring waktu dan perkembangan zaman, kayu telah semakin langkah dan mahal. Aluminium memiliki beberapa sifat yang mendukung untuk diaplikasikan pada transportasi air. Aluminium adalah suatu bahan yang memiliki tingkat rasio kekuatan dan beratnya sangat baik dibanding material lain yang sering digunakan sebagai material untuk konstruksi kapal. Begitu juga dengan beratnya yang relatif ringan dibandingkan dengan material lain sebagai bahan utama dalam pembangunan kapal seperti baja, ferro semen, bahkan kayu sekalipun (Ricky, 2012). Pada kehidupan sehari – hari banyak ditemukan limbah dari hasil produk yang menjadi masalah. Salah satunya adalah tumpukan sampah yang dapat menjadi salah satu penyebab bencana alam, salah satunya banjir. Masalah yang diakibatkan banyaknya jumlah limbah plastik bahkan terasa semakin bertambah parah karena kurangnya pengolahan terhadap limbah itu sendiri. Pengolahan sampah di Indonesia yang hanya meliputi pengumpulan dan pengangkutan ke tempat penimbunan sementara (TPS) dilanjutkan ke tempat penimbunan akhir (TPA) dirasa belum cukup mampu untuk menyelesaikan masalah atas pencemaran lingkungan. Produksi sampah yang tidak berbanding lurus dengan kecepatan pengangkutan dan pengolahan membuat terjadinya penumpukan sampah di manamana. Jika setiap orang rata-rata menghasilkan 1-2 kg sampah setiap hari dan penduduk Indonesia berjumlah 200 juta orang, jumlah sampah yang menumpuk setiap harinya bakal mencapai 400.000 ton dan dari total itu 60% diantaranya

adalah sampah rumah tangga (Ridwan, 2013). Salah satu sampah yang menempati peringkat teratas berdasarkan jumlahnya

adalah sampah jenis plastik

Polypropylene. Polypropylene merupakan jenis plastik yang sering digunakan karena memiliki sifat tahan terhadap bahan kimia (Sahwan, 2005). Salah satu cara mengatasi penumpukan sampah ini adalah dengan cara daur ulang (recycle), membuat limbah plastik menjadi material baru yang memiliki nilai tambah pada fungsi dan kekuatan material dengan cara menambahkan bahan penguat yang disebut material komposit. Komposit adalah bahan kombinasi antara dua atau lebih komponen atau material yang memiliki sejumlah sifat yang tidak mungkin dimiliki oleh masing– masing komponen tersebut. Penggunaan bahan komposit dengan matrik dan filler (pengisi) jenis plastik mulai dikenal untuk menggantikan peran logam dalam bidang industri. Hal ini disebabkan oleh beratnya komponen yang terbuat dari logam, proses pembentukannya yang relatif sulit, dapat mengalami korosi dan biaya produksinya mahal. Berdasarkan memanfaatkan

uraian

limbah

diatas,

plastik

peneliti

melakukan

polypropylene

secara

penelitian optimal

untuk dengan

menjadikannya sebagai matrik dalam komposit yang diperkuat dengan serat kaca (fiberglass) yang kemudian dilapiskan pada material logam, yaitu aluminium. Dengan pengolahan yang sederhana dan mencari fraksi volume terbaik antara matrik dan serat terhadap sifat mekanis yang dihasilkan dari komposit tersebut akan membantu menambah kualitas, kegunaan serta menjaga kelestarian lingkungan. 1.2 Batasan Masalah Permasalahan yang akan menjadi pokok pembahasan pada penelitian ini adalah bagaimana proses pengaplikasian komposit serat kaca & polypropylene pada kontruksi perahu aluminium. Adapun batasan masalah yang akan dikaji adalah : 1. Material yang akan dijadikan komposit, dalam hal ini adalah serat kaca dan polypropylene.

2. Pelapisan alumunium dalam material komposit. 3. Analisa variabel dengan pengujian impact dan bending.

1.3 Tujuan Penelitian Adapun tujuan dalam penelitian ini, yaitu : 1. Merencanakan komposit daur ulang limbah plastik pada pelapisan alumunium. 2. Menerapkan konsep teoritis pengujian komposit limbah plastik pada pelapisan alumunium untuk mendapatkan nilai maksimal pengaruh variabel pengujian komposit. 3. Menghasilkan produk baru dari pengolahan limbah polypropylene.

1.4 Manfaat Penelitian Dari hasil penelitian ini diharapkan menghasilkan sifat material komposit yang ringan dan kuat sehingga dapat menjadi produk yang berguna bagi masyarakat dan pengembangan industri komposit.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Acuan Penelitian Produksi sampah yang tidak berbanding lurus dengan kecepatan

pengangkutan dan pengolahan membuat terjadinya penumpukan sampah di manamana. Jika setiap orang rata-rata menghasilkan 1-2 kg sampah setiap hari dan penduduk Indonesia berjumlah 200 juta orang, jumlah sampah yang menumpuk setiap harinya bakal mencapai 400.000 ton dan dari total itu 60% diantaranya adalah sampah rumah tangga (Ridwan, 2013). Salah satu sampah yang menempati peringkat teratas berdasarkan jumlahnya

adalah sampah jenis plastik

Polypropylene. Polypropylene merupakan jenis plastik yang sering digunakan karena memiliki sifat tahan terhadap bahan kimia (Sahwan, 2005). Salah satu cara mengatasi penumpukan sampah ini adalah dengan cara daur ulang (recycle), membuat limbah plastik menjadi material baru yang memiliki nilai tambah pada fungsi dan kekuatan material dengan cara menambahkan bahan penguat yang disebut material komposit.

2.2

Tinjauan Teoritis

2.2.1

Komposit MATERIAL KOMPOSIT adalah kombinasi makroskopik dari dua atau

lebih bahan yang berbeda, dapat dikenali dengan bagian dalam mereka. Komposit digunakan tidak hanya untuk sifat strukturalnya, tetapi juga untuk kelistrikan, suhu, tribological, dan lingkungan aplikasi. Material komposit modern biasanya dioptimalkan untuk mencapai keseimbangan sifat tertentu untuk berbagai aplikasi yang diperlukan. Mengingat berbagai macam bahan yang dapat dianggap sebagai komposit dan berbagai kegunaan yang dihasilkan material komposit yang dapat dirancang, komposit itdak dapat berdiri sendiri, sederhana, dan kegunaan dapat disesuaikan. Namun, sebagai definisi praktis umum, material komposit dapat dibatasi dengan menekankan bahan-bahan yang mengandung unsur matriks yang

mengikat bersama-sama secara terus – menerus dan membentuk serangkaian yang menguatkan

penyusunnya.

Dihasilkan

bahan

komposit

yang