Waktu dan Tempat Diagram Alir Penelitian

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini berisikan metode yang digunakan untuk menyelesaikan permasalahan pada skripsi ini, yaitu cara-cara untuk mendapatkan nilai-nilai properties yang dilakukan dengan pemodelan fisik hingga dilakukannya pengujian tarik dan impak. Penelitian ini terdiri dari beberapa tahapan yaitu: Melakukan pembuatan spesimen uji dengan menggunakan bahan serat mineral berupa rockwool dan polyester, pengujian kekuatan tarik dan impak.

3.1 Waktu dan Tempat

Waktu penelitian ini dimulai dari bulan Agustus 2013 sampai dengan bulan Maret 2014. Tempat dilaksanakannya pembuatan spesimen dan pengujian tarik statik adalah di Laboratorium Impact and Fracture Research Center IFRC program Magister dan Doktor Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Khusus untuk uji impak dilakukan di Laboratoriun Kimia Polimer Fakultas Matemetika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 3.2 Bahan dan Alat Penelitian 3.2.1 Bahan Penelitian Bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain adalah: a. Rockwool Pada penelitian ini, serat yang digunakan adalah berupa serat mineral, yaitu rockwool. Adapun rockwool yang digunakan diperlihatkan pada gambar 3.1. Gambar 3.1 Serat rockwool Universitas Sumatera Utara b. Resin Polyester tak jenuh Resin polyester tak jenuh berbentuk bahan kimia yang berbentuk cair, tetapi agak kental dan digunakan sebagai penguat antara serat rock wool. Resin polyester yang digunakan dapat dilihat pada gambar 3.2. Gambar 3.2 Resin polyester tak jenuh c. Katalis MEKP Setelah seluruh bahan serat rockwool dengan resin di campurkan, lalu di tambahkan dengan katalis yang berbentuk cairan yang digunakan untuk campuran resin dan serat yang berguna untuk mengeraskan resin. Katalis yang digunakan adalah jenis metil ethil keton peroksida MEKP. Adapun katalis yang digunakan diperlihatkan pada gambar 3.3. Gambar 3.3 Katalis MEKP Universitas Sumatera Utara

3.2.2 Alat

Penelitian Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah: a. Jangka Sorong Jangka sorong digunakan untuk mengukur dimensi spesimen. Adapun gambar dari jangka sorong diperlihatkan pada gambar 3.4. Gambar 3.4 Jangka sorong b. Timbangan digital Timbangan digital digunakan untuk memperoleh berat dari serat dan bahan-bahan lain. Timbangan digital yang digunakan diperlihatkan pada gambar 3.5. Gambar 3.5 Timbangan digital Adapun spesifikasi dari timbangan digital yang digunakan dapat dilihat pada tabel 3.1. Tabel 3.1 Spesifikasi timbangan digital Merk HENHERR Tipe ACS-H Readability 0.02 gram Maximum capacity 3 kg Universitas Sumatera Utara c. Cawan Tuang Cawan tuang berfungsi sebagai tempat pengadukan material komposit sebelum dituang ke dalam cetakan. Cawan ini terbuat dari plastik. Bahan plastik dipilih agar mempermudah peneliti untuk melihat campuran yang ada di dalamnya karena setiap sisi cawan tembus pandang. Cawan tuang diganti tiap kali pencampuran. Hal ini dilakukan demi menghindari terjadinya reaksi campuran spesimen lama dengan spesimen baru. Gambar cawan tuang dapat dilihat pada gambar 3.6. Gambar 3.6 Cawan tuang d. Kaca Kaca digunakan sebagai alas dan menutup bagian atas cetakan. Hal ini dilakukan agar komposit yang dicetak mengikuti bentuk cetakan dengan baik. Kaca yang digunakan berukuran 22 cm x 22 cm dengan ketebalam 5 mm sebanyak 2 buah. Kaca yang digunakan dapat dilihat pada gambar 3.7. Gambar 3.7 Kaca Universitas Sumatera Utara e. Sendok Plastik Sendok plastik berfungsi mengaduk campuran komposit. Pengadukan dilakukan perlahan-lahan hingga campuran rata. Gambar sendok plastik ditunjukkan pada gambar 3.8. Gambar 3.8 Sendok plastik f. Cetakan Cetakan untuk pengujian tarik terbuat dari bahan logam. Sedangkan cetakan untuk pengujian impak terbuat dari baahn kaca. Cetakan berfungsi untuk memberi bentuk pada spesimen. Ukuran dari cetakan mengikuti standar ASTM D 638 untuk spesimen uji tarik dan ISO 179 untuk spesimen uji impak. Gambar cetakan uji tarik dan cetakan uji impak yang digunakan dapat dilihat pada gambar 3.9. a b Gambar 3.9 a Cetakan spesimen uji tarik b Cetakan spesimen uji impak Universitas Sumatera Utara g. Alat Uji Tarik Alat uji kekuatan tarik digunakan untuk mengetahui kekuatan dari suatu material yang telah dibentuk berdasarkan ukuran standar untuk pengujian tarik. Gambar alat uji tarik diperlihatkan pada gambar 3.10. Gambar 3.10 Alat uji tarik Adapun spesifikasi alat uji tarik yang digunakan diperlihatkan pada tabel 3.2. Tabel 3.2 Spesifikasi alat uji tarik Merk Shimadzu Servopulser Model EHF-EB 100 KN-20L Capasity 100KN±25 mm No. Seri 141103900121 Hydraulic Fluid Source - Hydraulic Power Supply QF- 20A - Hydraulic Pump Model 3112 Controller Type 4826 Electric Motor 11 KW x 4P Supply Voltage 3 Phase, 200220 V 5060 Hz region Universitas Sumatera Utara h. Alat Uji Impak Alat uji impak digunakan untuk mengetahui ketangguhan relatif dari suatu material dengan mematahkan benda uji yang terbuat dari material tersebut. Gambar alat uji impak diperlihatkan pada gambar 3.11. Gambar 3.11 Alat uji impak Adapun spesifikasi alat uji impak yang digunakan diperlihatkan pada tabel 3.3. Tabel 3.3 Spesifikasi alat uji impak Merk Wolpert Tipe CPSA Com. No. 8803104 0000 3.3 Pembuatan Spesimen Bentuk dari spesimen pengujian tarik dan impak dapat dilihat pada gambar 3.12. Metode yang dilakukan dalam proses pembuatan spesimen adalah hand lay- up. Adapun langkah-langkah pembuatan spesimen dari komposit ini adalah: 1. Mempersiapkan semua alat dan bahan. 2. Menimbang semua bahan menurut takarannya masing-masing, yaitu 4 rockwool dan 96 resin polyester untuk komposisi satu, 8 rockwool dan 92 resin polyester untuk komposisi dua, 12 rockwool dan 88 resin polyester untuk komposisi tiga. Adapun komposisi antara resin dengan katalis Universitas Sumatera Utara dengan perbandingan 15,15 gram resin ditambahkan katalis sebanyak 5 tetes pipet tetes. 3. Mengoleskan permukaan cetakan dengan wax. 4. Meletakkan cetakan di atas permukaan yang rata, yaitu kaca. 5. Mencampurkan rockwool dan resin polyester sesuai dengan takaran komposisi dan aduk hingga tercampur rata selama 3 menit untuk komposisi satu, 5 menit untuk komposisi dua, dan 7 menit untuk komposisi tiga. 6. Menambahkan katalis pada campuran sesuai komposisi yang ditentukan dan aduk kembali 1 menit. 7. Menuangkan campuran ke dalam cetakan dan ratakan permukaan campuran pada cetakan. 8. Menjepit cetakan dengan kaca menggunakan ragum tangan untuk memberikan tekanan pada cetakan. 9. Selanjutnya membiarkan campuran tersebut pada tekanan atmosfir dan suhu kamar selama 24 jam. 10. Spesimen yang sudah kering dilepas dari cetakan. a b Gambar 3.12 a Spesimen uji tarik, b Spesimen uji impak 3.4 Pengujian Tarik Tujuan dilakukannya pengujian tarik adalah untuk mengetahui kemampuan bahan tersebut menahan beban maksimum dan sejauh mana material tersebut bertambah panjang. Universitas Sumatera Utara

3.4.1 Set Up Pengujian Tarik

Gambar set up pengujian tarik dapat dilihat pada gambar 3.13. Gambar ini menerangkan nama dan kegunaan masing-masing bagian dari mesin uji tarik tensile test. a b c d e f Gambar 3.13 Set up pengujian tarik Adapun keterangan gambar diatas adalah: a. Load cell berfungsi mengubah gaya pembebanan menjadi sinyal listrik. b. Chuck berfungsi mengikat spesimen uji. c. Hidrolik berfungsi menaik turunkan chuck atas. d. Personal computer berfungsi menjalankan software pengujian, menerima hasil pengujian dan menampilkan grafik pengujian. e. Controller berfungsi menghidup matikan alat uji tarik serta menangani pengukuran dan control. f. Pin Crosshead Operation berfungsi untuk menaikkan dan menurunkan chuck atas agar penjepitan spesimen oleh chuck atas dapat dilakukan dengan baik

3.4.2 Prosedur Pengujian Tarik

Adapun prosedur pengujian pada pengujian tarik adalah sebagai berikut: a. Mengukur panjang awal L o dan luas penampang irisan spesimen. Universitas Sumatera Utara b. Menjepit spesimen pada chuck bawah pada mesin uji tarik. c. Sesuaikan chuck atas dengan spesimen, lalu jepit spesimen pada chuck atas. d. Nyalakan mesin uji tarik dan laksanakan pembebanan tarik sampai spesimen putus. e. Menyimpan data hasil pengujian pada personal computer. f. Melepaskan benda uji dari chuck atas dan chuck bawah 3.5 Pengujian Impak Tujuan dilakukannya pengujian impak adalah untuk mengetahui kekuatan material terhadap beban kejut yang nantinya akan diperoleh kekuatan impak dari material tersebut.

3.5.1 Set Up Pengujian Impak

Gambar set up pengujian tarik dapat dilihat pada gambar 3.14. a b c d Gambar 3.14 Set up pengujian impak Adapun keterangan gambar diatas adalah: a. Pendulum sebagai beban yang akan diberikan pada spesimen. b. Tuas pendulum berfungsi untuk menahan dan melepaskan pendulum. Universitas Sumatera Utara c. Skala berfungsi untuk menunjukkan besarnya energi yang dihasilkan setelah pengujian. d. Landasan impact tester berfungsi sebagai tempat untuk meletakkan spesimen.

3.5.2 Prosedur Pengujian Impak

Adapun prosedur pengujian impak adalah sebagai berikut: a. Ayunkan pendulum tanpa spesimen untuk mengetahui nilai kerugian energi. b. Tarik tuas pendulum untuk menahan pendulum. c. Amati dan catat nilai kerugian energi yang terjadi. d. Letakkan spesimen pada landasan Impact Tester. e. Tekan tuas pendulum. f. Pendulum menghantam spesimen. g. Setelah spesimen putus, amati besar energi yang ditunjukkan pada skala. h. Kembalikan pendulum ke posisi semula. i. Lepas spesimen dan ulangi langkah-langkah di atas untuk pengujian spesimen berikutnya

3.6 Diagram Alir Penelitian

Diagram alir penelitian menunjukkan proses yang dilakukan selama peneltian. Langkah awal dari penelitian ini adalah mempelajari tentang bahan penyusun komposit rockwool-polyester studi literatur rockwool-polyester. Setelah itu dilanjutkan dengan proses pembuatan spesimen komposit rockwool- polyester. Setelah pembuatan spesimen selesai, maka akan dilakukan pengujian. Pengujian yang dilakukan pada penelitian ini adalah pengujian tarik dan impak. Setelah dilakukan pengujian, maka akan didapat data dari hasil pengujian tersebut. Setelah didapat data dari hasil pengujian, maka akan dilakukan proses pengolahan data. Setelah dilakukan proses pengolahan data, maka selanjutnya akan dilakukan penulisan laporan. Setelah penulisan laporan ini selesai, maka penelitian ini sudah selesai dilaksanakan. Secara garis besar pelaksanaan penelitian ini akan dilaksanakan berurutan secara sistematis seperti ditunjukkan pada gambar 3.15. Universitas Sumatera Utara Gambar 3.15 Diagram Alir Penelitian Mulai Studi Literatur Pembuatan Spesimen: - Pencampuran bahan - Proses pencetakan spesimen Pengujian Data Pengujian Pengolahan Data Hasil Laporan Selesai Valid Tidak Universitas Sumatera Utara

BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pembuatan Spesimen Uji Tarik dari Proses Hand Lay-Up

Bentuk dari spesimen pengujian tarik sudah mempunyai standar dengan meenggunakan standar dari ASTM D638. Gambar spesimen pengujian tarik dari komposit rockwool-polyester dapat dilihat pada gambar 4.1. a b c Gambar 4.1 Bentuk Spesimen Uji Tarik a 4 rockwool - 96 polyester, b 8 rockwool - 92 polyester, c 12 rockwool - 88 polyester.

4.2 Hasil Pengujian Tarik

Berikut adalah hasil pengujian tarik pada tiga komposisi yang berbeda dari komposit rockwool-polyester. Universitas Sumatera Utara