Pengaruh Variasi Ketebalan Core Komposit Sandwich rHDPE Dan Cantula Terhadap Kekuatan Bending dan Desak HALAMAN DEPAN
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGARUH VARIASI KETEBALAN CORE KOMPOSIT
SANDWICH rHDPE DAN CANTULA TERHADAP
KEKUATAN BENDING DAN DESAK
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
Oleh:
ANDRI SETIADI
NIM. I0409006
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit
to user
2016
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PENGESAHAN
PENGARUH VARIASI KETEBALAN CORE KOMPOSIT SANDWICH
r HDPE DAN CANTULA TERHADAP KEKUATAN MEKANIK BENDING
DAN DESAK
Disusun oleh
ANDRI SETIADI
NIM. I0409006
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Teguh Triyono, ST., M. Eng
NIP. 197104301998021001
Ir.Wijang Wisnu Raharjo, MT
NIP.196810041999031002
Telah dipertahankan dihadapan Tim Dosen Penguji pada hari
Rabu, 29 Juni 2016
1. Sukmaji IndroCahyono, ST, M.Eng
NIP. 198308182014041001
:...............................
2. HeruSukanto, ST , MT
NIP. 197207311997021001
:...............................
3. Prof. Dr. KuncoroDiharjo, ST., MT
NIP. 197101031997021001
:...............................
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Koordinator Tugas Akhir
DR. Eng. Syamsul Hadi, ST., MT.
DR. Nurul Muhayat, ST., MT.
NIP. 197106151998021002commit to user NIP.197003231998021001
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK
PENGARUH VARIASI KETEBALAN CORE KOMPOSIT
SANDWICH r HDPE DAN CANTULA TERHADAP KEKUATAN
MEKANIK BENDING DAN DESAK
Andri Setiadi
Jurusan Teknik Mesin
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Sifat komposit sandwich dipengaruhi oleh sifat core, sifat skin dan ikatan
yang terbentuk antara core dan skin. Kekuatan kompositsandwich
dipengaruhi oleh tebal core. Sifat core yangdibutuhkan yaitu kaku, ringan,
dan kuat. Penelitian ini difokuskan untuk mengetahui pengaruh variasi
ketebalan core terhadap kekuatan bending dan kekuatan desak komposit
sandwich cantula-rHDPE. Adhesive yang digunakan dalam penelitian ini
adalah cyanoacrylate. Skin terbuat dari serbuk recycled High Density
Polyethylene (rHDPE), sedangkan core terbuat dari serat cantula dan rHDPE
dengan variasi ketebalan core 10mm, 15mm, dan 20mm. Proses pembuatan
skin dan core dilakukan menggunakan hot press. Parameter proses yang
digunakan meliputi temperatur proses 170oC, waktu penahanan 15 menit dan
tekanan pengepresan 50 bar. Prosedur pengujian bending dan desak mengacu
pada ASTM C 393 dan ASTM C 365. Kegagalan spesimen dianalisa dengan
foto makro. Hasil pengujian menunjukkan bahwa ketebalan coreberpengaruh
pada kekuatan bending dan kekuatan desak komposit sandwich cantularHDPE. Kekuatan bending tertinggi 23,56 MPa diperoleh dengan ketebalan
core 20mm. Nilai kekuatan bending dengan variasi ketebalan core 15mm
sebesar 19,47Mpa.Nilai kekuatan bending dengan variasi ketebalan core
10mm sebesar 19,17Mpa. Kekuatan desak tertinggi 972,11 MPa diperoleh
dengan ketebalan core 15mm. Nilai kekuatan desak terendah dengan variasi
ketebalan core 10mm sebesar 309,22MPa.
Kata kunci: Kompositsandwich cantula-rHDPE, core, kekuatan bending,
kekuatan desak.
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT
EFFECT OF CORE THICKNESS VARIATION OF COMPOSITE
SANDWICH CANTULA rHDPE ON MECHANICAL STRENGTH
OF BENDING AND COMPRESSIVE TEST
Andri Setiadi
Mechanical Engineering Department
Sebelas Maret University
Surakarta
Sandwich composite properties are influenced by the nature of the core, the
skin and the bonds that are formed between the core and skin. Influenced by
the strength of composite sandwich core thickness. The nature of the required
core is stiff, light, and powerful. This research is focused to determine the
effect of variations in the thickness of the core of the bending strength and
compressive strength of composite sandwich-rHDPE cantula. Adhesive used
in this study is cyanoacrylate. Skin is made of powder recycled High Density
Polyethylene (rHDPE), while the core is made of fiber cantula and rHDPE by
varying the thickness of the core 10mm, 15mm, and 20mm. Skin and core
manufacturing process is carried out using a hot press. The process
parameters used include 170oC process temperature, holding time 15 minutes
and the pressing pressure of 50 bar. Bending and shear testing procedure
based on ASTM C 393 and ASTM C 365. The failure of the specimens were
analyzed by macro photos. The results showed that the thickness of the core
effect on bending strength and compressive strength of composite sandwichrHDPE cantula. The highest bending strength of 23.56 MPa was obtained
with a thickness of 20mm core. The bending strength with the variation of the
thickness of the core 15mm 19,47Mpa. The bending strength with the
variation of the thickness of the core 10mm 19,17Mpa. The highest
compressive strength of 972.11 MPa was obtained with a thickness of 15mm
core. The lowest compressive test variation core 10 mm thickness, the value
of compressive strenght are 309,22 Mpa.
Keywords: Composite sandwich cantula-rHDPE, core, bending strength,
compressive strength.
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Penulis panjatkan puji dan syukur kepada Allah SWT, hingga akhirnya
penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai syarat memperoleh gelar Sarjana
Teknik, di Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah
membantu dan menginspirasi dalam pembuatan skripsi ini khususnya kepada:
1. Bapak Teguh Triyono, ST., M.Eng dan Bapak Ir. Wijang Wisnu Raharjo,
MT. Selaku pembimbing yang telah memberikan bimbingan, motivasi,
serta arahan selama penelitian dan penulisan skripsi.
2. Bapak Ir. Murdadi, Ibu Purwiyanti dan Mas Rudy Cahyadi, SH., yang
memberikan kasih sayang dan dukungan baik doa dan materi tak kenal
henti.
3. Bapak Dr.Eng. Syamsul Hadi, ST.,Mt selaku Ketua Prodi Teknik Mesin
Fakultas Teknik Mesin UNS yang selalu mengingatkan dan memberi
semangat.
4. Bapak Dr. Nurul Muhayat selaku pembimbing akademik.
5. Bapak Sukmaji Indro Cahyono, ST., MEng. Bapak Heru Sukanto ST.,
MT., dan Bapak Prof. Dr. Kuncoro Diharjo, ST., MT., selaku penguji
kelayakan skripsi ini.
6. Dosen-dosen TeknikMesin UNS yang telahmemberikanilmuperkuliahan
7. Aprilia Dwi Hapsari tercinta yang telah menemani dan memberikan
dorongan kesabaran, semangat, kasih dan cinta dari awal pengerjaan
skripsi hingga selesai
8. Teman-teman“Solidarity Forever” Teknik Mesin UNS reguler dan yang
utama angkatan 2009, serta seluruh Keluarga Mahasiswa Teknik Mesin
yang telah membantu dan memberikan dukungan hingga selesai skripsi.
9. Bapak Ismail.
10. Bapak Sutarto dan crew CV. Rima Heater.
11. Mas Guntoro dan seluruh anggota pengujian BLK, Tipes, Solo.
12. Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, atas bantuan dan
commit terimakasih.
to user
dorongan semangat serta doanya,
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Penulis menyadari bahwa dalam skripsi ini masih jauh dari kata sempurna.
Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari
semua pihak untuk memperbaiki skripsi ini.
Akhir kata, penulis berharap semoga hasil karya penulis ini dapat
bermanfaat bagi siapa pun juga.
Surakarta, 2016
Penulis
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
ABSTRAK .......................................................................................................
iii
ABSTRACT .......................................................................................................
iv
KATA PENGANTAR .....................................................................................
v
DAFTAR ISI ....................................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................
ix
DAFTAR TABEL ............................................................................................
x
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................
1
1.1 Latar Belakang ..............................................................................
1
1.2 Perumusan Masalah.......................................................................
2
1.3 Batasan Masalah ............................................................................
2
1.4 Tujuan Penelitian...........................................................................
2
1.5 Manfaat Penelitian.........................................................................
2
1.6 Sistematika Penulisan....................................................................
3
BAB II DASAR TEORI ..................................................................................
4
2.1 Tinjauan Pustaka ............................................................................
4
2.2 Klasifikasi Komposit......................................................................
5
2.3 Skin .................................................................................................
6
2.4 Core ................................................................................................
6
2.5 HDPE (High Density Polyethylene) ...............................................
7
2.6 Adhesive .........................................................................................
8
2.7 Serat Cantula (Agave Cantula Roxb) .............................................
9
2.8 Pengujian Bending Komposit Sandwich ........................................
10
2.9 Pengujian DesakKomposit Sandwich ............................................
11
BAB III METODE PENELITIAN...................................................................
12
3.1 Tempat Penelitian ..........................................................................
12
3.2 Bahan Penelitian ............................................................................
12
3.3 Alat Penelitian ...............................................................................
13
3.4 Alat Pengujian ..............................................................................
17
3.5 Parameter .......................................................................................
19
commit
to user
3.6 Langkah Kerja Penelitian
..............................................................
20
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
3.6.1 Persiapan rHDPE ...............................................................
20
3.6.2 Persiapan Serat ..................................................................
20
3.6.3 Pembuatan Skin Komposit Sandwich ................................
21
3.6.4 Pembuatan Core Komposit Sandwich ...............................
21
3.6.5 Pembuatan Komposit Sandwich ........................................
22
3.6.6 Tahap Pengujian ................................................................
22
3.7 Bentuk dan Ukuran Spesimen Uji .................................................
23
3.7.1 Uji Bending .......................................................................
23
3.7.2 Uji Desak ...........................................................................
24
3.8 Analisa Data ..................................................................................
25
3.9 Diagram Alir Penelitian ................................................................
27
BAB IV HASIL DAN ANALISA ...................................................................
28
4.1 Kekuatan Bending komposit Sandwich Cantula-rHDPE ..............
28
4.2 Kekuatan Desak komposit Sandwich Cantula-rHDPE .................
32
BAB V PENUTUP ...........................................................................................
37
5.1 Kesimpulan....................................................................................
37
5.2 Saran ..............................................................................................
37
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
x
digilib.uns.ac.id
PENGARUH VARIASI KETEBALAN CORE KOMPOSIT
SANDWICH rHDPE DAN CANTULA TERHADAP
KEKUATAN BENDING DAN DESAK
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
Oleh:
ANDRI SETIADI
NIM. I0409006
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit
to user
2016
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PENGESAHAN
PENGARUH VARIASI KETEBALAN CORE KOMPOSIT SANDWICH
r HDPE DAN CANTULA TERHADAP KEKUATAN MEKANIK BENDING
DAN DESAK
Disusun oleh
ANDRI SETIADI
NIM. I0409006
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Teguh Triyono, ST., M. Eng
NIP. 197104301998021001
Ir.Wijang Wisnu Raharjo, MT
NIP.196810041999031002
Telah dipertahankan dihadapan Tim Dosen Penguji pada hari
Rabu, 29 Juni 2016
1. Sukmaji IndroCahyono, ST, M.Eng
NIP. 198308182014041001
:...............................
2. HeruSukanto, ST , MT
NIP. 197207311997021001
:...............................
3. Prof. Dr. KuncoroDiharjo, ST., MT
NIP. 197101031997021001
:...............................
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Koordinator Tugas Akhir
DR. Eng. Syamsul Hadi, ST., MT.
DR. Nurul Muhayat, ST., MT.
NIP. 197106151998021002commit to user NIP.197003231998021001
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK
PENGARUH VARIASI KETEBALAN CORE KOMPOSIT
SANDWICH r HDPE DAN CANTULA TERHADAP KEKUATAN
MEKANIK BENDING DAN DESAK
Andri Setiadi
Jurusan Teknik Mesin
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Sifat komposit sandwich dipengaruhi oleh sifat core, sifat skin dan ikatan
yang terbentuk antara core dan skin. Kekuatan kompositsandwich
dipengaruhi oleh tebal core. Sifat core yangdibutuhkan yaitu kaku, ringan,
dan kuat. Penelitian ini difokuskan untuk mengetahui pengaruh variasi
ketebalan core terhadap kekuatan bending dan kekuatan desak komposit
sandwich cantula-rHDPE. Adhesive yang digunakan dalam penelitian ini
adalah cyanoacrylate. Skin terbuat dari serbuk recycled High Density
Polyethylene (rHDPE), sedangkan core terbuat dari serat cantula dan rHDPE
dengan variasi ketebalan core 10mm, 15mm, dan 20mm. Proses pembuatan
skin dan core dilakukan menggunakan hot press. Parameter proses yang
digunakan meliputi temperatur proses 170oC, waktu penahanan 15 menit dan
tekanan pengepresan 50 bar. Prosedur pengujian bending dan desak mengacu
pada ASTM C 393 dan ASTM C 365. Kegagalan spesimen dianalisa dengan
foto makro. Hasil pengujian menunjukkan bahwa ketebalan coreberpengaruh
pada kekuatan bending dan kekuatan desak komposit sandwich cantularHDPE. Kekuatan bending tertinggi 23,56 MPa diperoleh dengan ketebalan
core 20mm. Nilai kekuatan bending dengan variasi ketebalan core 15mm
sebesar 19,47Mpa.Nilai kekuatan bending dengan variasi ketebalan core
10mm sebesar 19,17Mpa. Kekuatan desak tertinggi 972,11 MPa diperoleh
dengan ketebalan core 15mm. Nilai kekuatan desak terendah dengan variasi
ketebalan core 10mm sebesar 309,22MPa.
Kata kunci: Kompositsandwich cantula-rHDPE, core, kekuatan bending,
kekuatan desak.
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT
EFFECT OF CORE THICKNESS VARIATION OF COMPOSITE
SANDWICH CANTULA rHDPE ON MECHANICAL STRENGTH
OF BENDING AND COMPRESSIVE TEST
Andri Setiadi
Mechanical Engineering Department
Sebelas Maret University
Surakarta
Sandwich composite properties are influenced by the nature of the core, the
skin and the bonds that are formed between the core and skin. Influenced by
the strength of composite sandwich core thickness. The nature of the required
core is stiff, light, and powerful. This research is focused to determine the
effect of variations in the thickness of the core of the bending strength and
compressive strength of composite sandwich-rHDPE cantula. Adhesive used
in this study is cyanoacrylate. Skin is made of powder recycled High Density
Polyethylene (rHDPE), while the core is made of fiber cantula and rHDPE by
varying the thickness of the core 10mm, 15mm, and 20mm. Skin and core
manufacturing process is carried out using a hot press. The process
parameters used include 170oC process temperature, holding time 15 minutes
and the pressing pressure of 50 bar. Bending and shear testing procedure
based on ASTM C 393 and ASTM C 365. The failure of the specimens were
analyzed by macro photos. The results showed that the thickness of the core
effect on bending strength and compressive strength of composite sandwichrHDPE cantula. The highest bending strength of 23.56 MPa was obtained
with a thickness of 20mm core. The bending strength with the variation of the
thickness of the core 15mm 19,47Mpa. The bending strength with the
variation of the thickness of the core 10mm 19,17Mpa. The highest
compressive strength of 972.11 MPa was obtained with a thickness of 15mm
core. The lowest compressive test variation core 10 mm thickness, the value
of compressive strenght are 309,22 Mpa.
Keywords: Composite sandwich cantula-rHDPE, core, bending strength,
compressive strength.
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Penulis panjatkan puji dan syukur kepada Allah SWT, hingga akhirnya
penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai syarat memperoleh gelar Sarjana
Teknik, di Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah
membantu dan menginspirasi dalam pembuatan skripsi ini khususnya kepada:
1. Bapak Teguh Triyono, ST., M.Eng dan Bapak Ir. Wijang Wisnu Raharjo,
MT. Selaku pembimbing yang telah memberikan bimbingan, motivasi,
serta arahan selama penelitian dan penulisan skripsi.
2. Bapak Ir. Murdadi, Ibu Purwiyanti dan Mas Rudy Cahyadi, SH., yang
memberikan kasih sayang dan dukungan baik doa dan materi tak kenal
henti.
3. Bapak Dr.Eng. Syamsul Hadi, ST.,Mt selaku Ketua Prodi Teknik Mesin
Fakultas Teknik Mesin UNS yang selalu mengingatkan dan memberi
semangat.
4. Bapak Dr. Nurul Muhayat selaku pembimbing akademik.
5. Bapak Sukmaji Indro Cahyono, ST., MEng. Bapak Heru Sukanto ST.,
MT., dan Bapak Prof. Dr. Kuncoro Diharjo, ST., MT., selaku penguji
kelayakan skripsi ini.
6. Dosen-dosen TeknikMesin UNS yang telahmemberikanilmuperkuliahan
7. Aprilia Dwi Hapsari tercinta yang telah menemani dan memberikan
dorongan kesabaran, semangat, kasih dan cinta dari awal pengerjaan
skripsi hingga selesai
8. Teman-teman“Solidarity Forever” Teknik Mesin UNS reguler dan yang
utama angkatan 2009, serta seluruh Keluarga Mahasiswa Teknik Mesin
yang telah membantu dan memberikan dukungan hingga selesai skripsi.
9. Bapak Ismail.
10. Bapak Sutarto dan crew CV. Rima Heater.
11. Mas Guntoro dan seluruh anggota pengujian BLK, Tipes, Solo.
12. Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, atas bantuan dan
commit terimakasih.
to user
dorongan semangat serta doanya,
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Penulis menyadari bahwa dalam skripsi ini masih jauh dari kata sempurna.
Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari
semua pihak untuk memperbaiki skripsi ini.
Akhir kata, penulis berharap semoga hasil karya penulis ini dapat
bermanfaat bagi siapa pun juga.
Surakarta, 2016
Penulis
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
ABSTRAK .......................................................................................................
iii
ABSTRACT .......................................................................................................
iv
KATA PENGANTAR .....................................................................................
v
DAFTAR ISI ....................................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................
ix
DAFTAR TABEL ............................................................................................
x
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................
1
1.1 Latar Belakang ..............................................................................
1
1.2 Perumusan Masalah.......................................................................
2
1.3 Batasan Masalah ............................................................................
2
1.4 Tujuan Penelitian...........................................................................
2
1.5 Manfaat Penelitian.........................................................................
2
1.6 Sistematika Penulisan....................................................................
3
BAB II DASAR TEORI ..................................................................................
4
2.1 Tinjauan Pustaka ............................................................................
4
2.2 Klasifikasi Komposit......................................................................
5
2.3 Skin .................................................................................................
6
2.4 Core ................................................................................................
6
2.5 HDPE (High Density Polyethylene) ...............................................
7
2.6 Adhesive .........................................................................................
8
2.7 Serat Cantula (Agave Cantula Roxb) .............................................
9
2.8 Pengujian Bending Komposit Sandwich ........................................
10
2.9 Pengujian DesakKomposit Sandwich ............................................
11
BAB III METODE PENELITIAN...................................................................
12
3.1 Tempat Penelitian ..........................................................................
12
3.2 Bahan Penelitian ............................................................................
12
3.3 Alat Penelitian ...............................................................................
13
3.4 Alat Pengujian ..............................................................................
17
3.5 Parameter .......................................................................................
19
commit
to user
3.6 Langkah Kerja Penelitian
..............................................................
20
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
3.6.1 Persiapan rHDPE ...............................................................
20
3.6.2 Persiapan Serat ..................................................................
20
3.6.3 Pembuatan Skin Komposit Sandwich ................................
21
3.6.4 Pembuatan Core Komposit Sandwich ...............................
21
3.6.5 Pembuatan Komposit Sandwich ........................................
22
3.6.6 Tahap Pengujian ................................................................
22
3.7 Bentuk dan Ukuran Spesimen Uji .................................................
23
3.7.1 Uji Bending .......................................................................
23
3.7.2 Uji Desak ...........................................................................
24
3.8 Analisa Data ..................................................................................
25
3.9 Diagram Alir Penelitian ................................................................
27
BAB IV HASIL DAN ANALISA ...................................................................
28
4.1 Kekuatan Bending komposit Sandwich Cantula-rHDPE ..............
28
4.2 Kekuatan Desak komposit Sandwich Cantula-rHDPE .................
32
BAB V PENUTUP ...........................................................................................
37
5.1 Kesimpulan....................................................................................
37
5.2 Saran ..............................................................................................
37
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
x