42
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram alir proses penelitian
Gambar 3.1 Diagram alir proses penelitian
Studi lapangan dan literatur
Pengadaan mesin mixer dan bahan PE,PP,AL
Pencampuran bahan PP,PE,AL dengan
mesin mixer
Variasi komposisi PP,PE dan Al Formula
1,2,3,4 dan 5 Variasi putaran 52,100,144
Rpm dan temperatur 160,170,180
C
Hasil pencampuran
Pengujian tarik Foto makro dan mikro
Simulasi moldflow adviser
Hasil analisa data
Kesimpulan Hidrolic hot press
Selesai Mulai
Universitas Sumatera Utara
39
3.2 Waktu dan Tempat Peneletian
Adapun pengujian ini dilakukan dibeberapa tempat yaitu sebagai berikut 1.
Pengujian pencampuran menggunakan mesin mixer dilakukan di Laboratorium Teknologi Mekanik, Departemen Teknik mesin Universitas
Sumatera Utara dari tanggal 24 Agustus 2015 sd tanggal 27 November 2015.
2. Pencetakan specimen dan pengujian tarik dilakukan di Laboratorium
Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan pada tanggal 30 September 2015 sd tanggal 10 Oktober 2015.
3.3 Alat dan Bahan
3.3.1 Alat
Alat yang dipakai dalam penelitian ini adalah : 1.
Mesin mixer Mesin mixer yang digunakan dalam penelitian ini merupakan mixer serbuk
yang dilengkapi dengan sistem roda gigi untuk mendapatkan variasi putaran 52 rpm, 100 rpm, 144 rpm dan mesin mixer ini juga dilengkapi
dengan sistem pemanas yaitu 150 C,175
C,200 C,225
C dan 250
C.dapat dilihat pada gambar 3.2 berikut:
Gambar 3.2 Mesin mixer
Spesifikasi mesin: Putaran : 52 rpm,100 rpm dan 144 rpm
Elektrik anschluss : 220 V
Universitas Sumatera Utara
40
Suhu maksimum : 300 C
2. Hidrolic hot press
Mesin hydraulic hot press adalah suatu alat atau mesin yang digunakan untuk membentuk suatu perlengkapan dari bahan plastik dengan
menyampaikan konsepsistem tekanan dengan aplikasi panas untuk melelehkan bahan, seperti termoplastik yang juga disebut termo
pembentuk, prosedur ini menciptakan produk dengan tekstur, atau bentuk dapat dipakai sebagai hasil langsung. Operasi ini dicapai
melalui penggunaan hidrolik disesuaikan untuk mentransfer energi, dalam bentuk tekanan, untuk materi.berikut ini adalah gambar
mesin hidrolic hot press yang digunakan,lihat pada gambar 3.3 berikut:
Gambar 3.3 Mesin Hidrolic Hot Press Spesifikasi mesin:
Type : RN 350 Elektrik anchluss : 220 V 50 Hz 600 W
Luftdruck max : 10 bar Mesin hidrolic hot press ini juga dilengkapi dengan mold atau cetakan
untuk pembuatan specimen tensil [18] lihat pada gambar 3.4 berikut:
Universitas Sumatera Utara
41 Gambar 3.4 Cetakan mold tensil
Cetakan uji tensil ini menggukan standar ASTM E8M-09,dimensi dari standar ASTM tersebut, lihat pada gambar 3.5 berikut.:
Gambar 3.5 Dimensi cetakan uji tarik polymer
Sumber : Engineering Materials,2010
Tabel 3.1 Dimensi ASTM D 638, T = 4mm
Sumber : Engineering Materials,2010
Dimensi Panjang mm
Toleransi mm
W width
13 ± 0,5
L length
57 ± 0,5
W0 width overall
19 ± 6,4
L0 length overall
165
G gage length
50 ± 0,25
Ddistance between grips
115 ± 5
R Radius of fillet
60 ± 1
Universitas Sumatera Utara
42
3. Stop watch
untuk mengukur berapa lama proses pengadukan pada saat pengujian berlangsung. Stop watch yang digunakan dapat dilihat pada gambar
3.6 berikut ini :
Gambar 3.6 Stopwatch
4. Mesin uji tarik
Mesin uji tarik yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan beban maximum 20 Newton, dapat dilihat pada gambar 3.7 berikut ini :
Gambar 3.7 Mesin uji tarik
Spesifikasi: Merek : Tarnogrocki
Type : UPH 100 KN
Universitas Sumatera Utara
43
5. Timbangan digital
Alat ukur yang digunakan untuk penelitian ini adalah timbangan digital
yang digunakan untuk menimbang material polypropylene,polyetylene dan serbuk alumunium .lihat gambar 3.8
berikut:
Gambar 3.8 Timbangan digital
6. Thermocouple
Untuk mengukur suhu yang diperlukan pada penelitian ini,lihat pada gambar 3.9 berikut:
Gambar 3.9 Thermocouple
Material : Stainless steel 316 ss Temperatur range : 50 – 500
C
Universitas Sumatera Utara
44
3.3.2 Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1.
Polypropylene Polypropylene merupakan plastik polymer yang mudah dibentuk ketika
panas, rumus molekulnya adalah -CHCH3-CH2-n.” PP sendiri memiliki sifat yang tahan terhadap bahan kimia atau Chemical
Resistance namun ketahuan pukul atau Impact Strengh rendah, transparan dan memiliki titik leleh 165°C. PP banyak digunakan pada
kantong plastik, film, mainan, ember dan komponen-komponen otomotif.lihat gambar 3.10 berikut.
Gambar 3.10 Polypropylene 2.
Polyetylene Polyetylene memiliki sifat-sifat diantaranya adalah permukaannya licin,
tidak tahan panas, fleksibel, transparantidak dan memiliki titik leleh sebesar 115°C. Maka dari itulah PE banyak digunakan sebagai kantong
plastik, botol plastik, cetakan, film dan pada dunia modern digunakan untuk pembungkus kabel.lihat gambar 3.11 berikut:
Gambar 3.11 Polyetylene
Universitas Sumatera Utara
45
4. Serbuk alumunium Alumunium Powder Dalam penelitian ini serbuk alumunium digunakan sebagai penguat untuk
campuran polypropylene dan polyetylene,lihat pada gambar 3.12 berikut.
Gambar 3.12 Serbuk alumunium
3.4 Metode Pengumpulan Data
Pengambilan data dalam pengujian ini meliputi: 1.
Data sekunder, merupakan data yang mendukung penelitian dan memberikan gambaran umum tentang hal-hal yang mencakup penelitian.
2. Data Primer, merupakan data yang diperoleh langsung dari hasil pengujian
yang menggunakan alat uji tarik, hasil dari foto mikro dan makro, adapun data yang diperoleh dari pengujian ini yaitu:
a. Tegangan maksimum dan minimum dari setiap sampel variasi
komposisi, variasi putaran dan temperatur. b.
Elongation dari setiap sampel variasi komposisi,variasi putaran dan temperatur.
c. Kehomogenan material pada setiap sampel foto makro dan foto mikro. d. Bentuk permukaan yang putus pada setiap sampel yang sudah melalui
uji tarik. e. Hasil simulasi moldflow adviser dengan hasil sampel menggunakan
mesin hidrolic hot press.
Universitas Sumatera Utara
46
3.5 Prosedur pencampuran untuk variasi komposisi,variasi putaran dan
temperatur.
Alat yang digunakan dalam pencampuran ini adalah : 1.
Mesin mixer sebagai alat untuk mencampur polypropylene,polyetylene dan Serbuk alumunium.
2. Thermocouple sebagai alat untuk mengetahui suhu yang digunakan.
3. Cok sambung sebagai alat penghubung arus listrik.
4. Tang sebagai penjepit.
5. Timbangan digital sebagai alat untuk menentukan jumlah material yang
akan dicampur. 6.
Stop watch untuk menentukan waktu yang akan di pakai. Adapun tahapan yang dilakukan adalah sebagai berikut :
1. Siapkan mesin mixer untuk pencampuran
2. Timbang bahan dengan timbangan digital yaitu dengan komposisi
Untuk variasi komposisi
a. Formula 1 PP 70 ,PE 20 dan AL 10
b. Formula 2 PP 72 ,PE 20 dan AL 8
c. Formula 3 PP 74 ,PE 20 dan AL 6
d. Formula 4 PP 76 ,PE 20 dan AL 4
e. Formula 5 PP 78 ,PE 20 dan AL 2
Untuk variasi putaran dan temperatur
a. Polypropylene : 78
b. Polyetylene : 20
c. Serbuk alumunium : 2
d. Temperatur Formula 1 160
C, Formula 2 170 C dan Formula 3
180 C
e. Putaran N
1
=52 rpm, N
2
=100 rpm dan N
3
=144 rpm 3.
Setelah ditimbang masukan semua komposisi campuran kedalam wadah mixer.
4. Setelah dimasukan dalam wadah , atur suhu pada pemanas mixer yaitu :
Pada temperatur 150 C dengan putaran N
1 =
52 rpm untuk Variasi komposisi.
Universitas Sumatera Utara
47
5. untuk variasi putaran menggunakan Temperatur dan putaran sesuai
Formula di atas. 6.
Kemudian setelah temperatur sudah di atur hidupkan mesin mixer dan kemudian campur semua komposisi.
7. Waktu pencampuran dilakukan selama 10 menit untuk variasi
komposisi,dan untuk variasi putaran di lakukan selama 5 menit. 8.
Setelah 10 menit matikan mesin dan buka tutup wadah mixer kemudian ambil campuran polypropylene,polyetylene dan serbuk alumunium
didalam wadah begitu juga untuk variasi putaran. 9.
Setelah di ambil maka untuk formula 1 telah selesai dicampur. 10.
Maka setelah selesai formula 1,maka dilanjut ke formula 2,3,4 dan 5 dengan temperatur yang sama 150
C, dengan putaran pengaduk sama yaitu N
1
=52 Rpm dan waktu yang sama yaitu 10 menit. 11.
Begitu juga untuk variasi putaran T
1
160 c dengan putaran N
1
=52, N
2
=100, dan N
3
=144 rpm. T
2
170 c dengan putaran yang sama, dan
sampai T
3
180 c juga dengan putaran yang sama.
12. Lakukan sampai variasi komposisi dan variasi putaran sampai selesai di
campur. Berikut hasil pencampuran dari variasi komposisi dan variasi putaran yang
diperlihatkan pada gambar 3.13 dibawah ini
Gambar 3.13 Hasil pencampuran dari variasi komposisi dan variasi putaran
Universitas Sumatera Utara
48
3.6 Prosedur pencetakan sampel uji tarik dan Proses Pengujian tarik