TUGAS AKHIR Rekayasa Komposit Berpenguat Sekam Padi Bermatrix Urea Formaldehide Sebagai Bahan Core Sandwich Terhadap Kekuatan MEkanik.

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :

Yang dibuat untuk memenuhi sebagai syarat memperoleh derajat sarjana
S1

pada

Jurusan

Teknik

Mesin

Fakultas

Teknik

Universitas

Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan
tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan pernah
dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas
Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali bagian yang
sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana mestinya.

Surakarta, 8 Februari 2011
Yang menyatakan,

IWAN YULIA PURWOKO

!

Tugas Akhir berjudul “

” telah disetujui oleh
Pembimbing

dan

diterima

untuk

memenuhi

sebagai

persyaratan

memperoleh gelar sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan oleh :
Nama

:

NIM

:

Disetujui pada
Hari

:............................

Tanggal

:............................

Mengetahui,

Pembimbing Utama

Pembimbing Pendamping

Ir. Agus Hariyanto, MT

Ir. Masyrukan, MT

Tugas Akhir berjudul :
telah dipertahankan di
hadapan Tim Penguji dan telah dinyatakan sah untuk memenuhi sebagai
syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan oleh :

Nama

:

NIM

:

Disahkan pada :
Hari

:.........................
Tanggal :6......................
" # $ %
Ketua

: Ir. Agus Hariyanto, MT

6666666.

Anggota 1

: Ir. Masyrukan, MT

..........................

Anggota 2

: Bambang WF, ST, MT.

..........................

Dekan,

Ketua Jurusan,

Ir. Agus Riyanto, SR, MT

Ir. Sartono Putro, MT

”Jadikanlah sabaar dan shalat sebagai penolongmu.
Dan sesungguhnya yang demikian itu sungguh berat,
kecuali bagi orang8orang yang khusyu”
(Q.S Al Baqarah : 45)

”karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan,
maka apabila kamu telah selesai dari sesuatu urusan, kerjakanlah
dengan sungguh8sungguh urusan yang lain.
Dan hanya kepada Tuhanmulah hendaknya kamu berharap”
(Q.S Alam Nasyarah : 688)

”Yang paling banyak menjatuhkan orang, itu adalah tidak
seimbangnyaantara perkataan dan perbuatan”
(Abdullah Gymnastiar)

”Hidup adalah belajar, kehidupan adalah pelajaran.
Mati adalah misteri, penentuan dan akherat adalah prestasi hidup.
Maka janganlah kamu hidup dengan mimpi8mimpi, tapi hidupkanlah
mimpi8mimpimu”
(Abdullah Gymnastiar)

”Tak ada pengorbanan maka tak ada kemenangan dan tak ada usaha
maka tak akan ada keberhasilan”
(Penulis)

&'
('
)&*+*, $
') -' .*, ' -) +'
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta

Jln. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
Email: kepitink@gmail.com

!
"

#
# ! "

.*

#
$% & ' ( )
$% & '
,
'
%$0 1
!

$% & ' *+ )

,
, '
$% & .
/
'
#
-

2
2
2
2

2

*
* +(( &"
*
*+ / 3

2
Kata Kunci :

#+'" '/ ,

!
, #+ '.'

$% &

( &"
( &" !!
13

Assalamu’ alaikum Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
berkah dan rahmat8Nya sehingga penulis laporan penelitian ini dapat
terselesaikan.
Tugas Akhir berjudul

dapat terselesaikan
atas dukungan dari pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, penulis dengan
segala ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa terima
kasih dan penghargaan yang sebesar8besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Agus Riyanto, MT., selaku Dekan I Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Ir. Sartono Putro MT., Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. Agus Hariyanto, MT., selaku pembimbing utama yang
ditengah kesibukannya berkenan meluangkan waktu untuk memberikan
bimbingan, petunjuk dan petuah yang sangat berharga sehingga Tugas
Akhir ini terselesaikan.
4. Bapak Ir. Masyrukan, MT., selaku pembimbing pendamping atas
kesediaannya memberikan bimbingan, petunjuk, dan saran dengan
penuh keihklasan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
5. Bapak Ir. Sunardi Wiyono, MT., selaku pembimbing akademik yang
telah memberikan saran dan nasehat selama kuliah di UMS.

6. Dosen Jurusan Mesin beserta Staf Tata Usaha Fakultas Teknik Mesin
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
7. Kedua orang tua dan keluargaku yang telah memberikan segalanya
termasuk dukungan moral dan material, serta doa yang tiada batasnya
sampai Tugas Akhir ini terselesaikan.
8. Teman–teman TM’05, terima kasih atas kerjasama, kekompakan serta
dukungannya.
Penulis menyadari dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih banyak
kekurangan. Oleh karena itu penulis mengharap kritik dan saran dari
semua pihak
Wassalamu ‘alaikum Wr. Wb.

Surakarta, Februari 2011

Penulis

0

HALAMAN JUDUL............................................................................... i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI.....................................................ii
HALAMAN PERSETUJUAN............................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................. iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR................................................................v
MOTTO ................... ............................................................................ v
ABSTRAKSI.................... ....................... ................................................vi
KATA PENGANTAR...............................................................................vii
DAFTAR ISI .............. .......................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xiii
DAFTAR TABEL ................................................................................ xv
DAFTAR NOTASI................................................................................ xvii
DAFTAR LAMPIRAN........................................................................... xviii
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah .................................................. 1
1.2. Batasan Masalah ............................................................. 3
1.3. Tujuan Penelitian

.................................................. 4

1.4. Manfaat Penelitian ............................................................ 5
1.5. Metode Penelitian ................................................................ 5
1.6. Sistem Penulisan ................................................................. 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka ............................................................. 8
2.2. Landasan Teori ................................................................ 9
2.2.1. Definisi komposit ......................................................9
2.2.1.1. Komposit serat (Fibrious Composites) .......14
2.2.1.2. Komposit partikel (Particulate Composites)..15
2.2.1.3. Komposit Lapis (Laminates Composites).....16
2.2.2. Penguat (reinforcement)............................................17
2.2.2.1. Sekam Padi ..................................................18
2.2.3. Urea Formaldehide (UF) 181 ................................... 20

2.2.4. Aspek Geometri .......................................................23
2.2.4.1. Fraksi Folume ............................................ 23
2.2.5. Pengujian ................................................................. 25
2.2.5.1. Pengujian Bending .................................... 25
2.2.5.2. Pengujian Impak ........................................ 27
2.2.5.3. Pengujian Kekuatan Tarik ..........................28
2.2.5.4. Pengujian Kekuatan Tekan ....................... 30
2.2.5.5. Pengujian uji Density...................................31
2.2.5.6. Pengujian Kestabilan Dimensi .................... 32
2.2.5.4. Pengujian Patahan Foto Makro .................. 33
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Metode Penelitian .......................................................... . . 34
3.2. Penyiapan Bahan Komposit ............................................. 35
3.2.1. Penyiapan Alat.......................................................... 36
3.2.2. Survey Lapangan dan Study LIterature.................... 40
3.2.3. Persiapan bahan .......................................................40
3.2.4.. Pembuatan Spesimen Benda Uji ..............................42
3.2.5. Pengujian Komposit ..................................................42
3.2.5.1. Pengujian Bending ....................................... 42
3.2.5.2. Pengujian Impak .......................................... 44
3.2.5.3. Pengujian Tarik ............................................ 47
3.2.5.4. Pengujian Tekan ...........................................49
3.2.5.5. Pengujian Density ........................................ 50
3.2.5.6. Pengujian Kestabilan Dimensi ..................... 52
3.2.5.7. Foto Patahan Makro .................................... 53
3.2.6.Hasil ...........................................................................54
3.2.7. Analisa Data dan Pembahasan ..................................54
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1.

Pengujian komposit berpenguat sekam padi bermatrik ,
4

+

4.1.1. Pengujian Bending ........................................ 66.. 56
4.1.2. Foto Makro ............................................................. 59

4.1.3. Pembahasan Pengujian Bending.................... 66.60
4.1.4. Pengujian Tarik ...... 6..66666666666...65
4.1.5. Foto Makro ............................................................. 67
4.1.6. Pembahasan Pengujian Tarik ..................................68
4.1.7. Pengujian Impak ...................................................... 72
4.1.8. Foto Maro ................................................................. 74
4.1.9. Pembahasan Pengujian Impak ...................... 66.75
4.1.10. Pngujian Tekan ..................................................... 77
4.1.11. Foto Makro .............................................................79
4.1.12. Pembahasan Pengujian Tekan ..............................80
4.1.13. Pengujian Densitas .................................................82
4.1.14. Pembahasan Pengujian Densitas.........................83
4.1.15. Pengujian Kestabilan Dimensi666666.6.......85
4.6.2. Pembahasan kestabilan Dimensi6666666..86
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.

Kesimpulan........................................................................ 88

5.2. Saran.................................................................................. 91
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

0
'"1') 2 Limbah Sekam Padi.................................................................2
'"1') 2 Konsep material Komposit ..................................................10
'"1') 2 .

.

'"1') 23 5

.

'"1') 24 Copped
'"1') 2 Hybrid

.
.

'"1') 2 Particulate .

................................................. 14
.......................................................... 15
........................ ........................... 15
e ...........................................6...... .15
.........................................................16

'"1') 25 Laminated Composites........................................................16
'"1') 26 Fraksi Volume .....................................................................23
'"1') 27 Hubungan antara rasio modulus dan rasio tegangan ..........24
'"1') 2

Penampang Uji Bending ................................................... 25

'"1') 2

Penampang Uji Impak ........................................................27

'"1') 2

Penampang Uji Tarik .........................................................29

'"1') 2 3 Uji Tekan ..........................................................................31
'"1') 2 4 Uji Kestabilan Dimensi .....................................................32
'"1') 32 . Diagram alir penelitian ........................................................34
'"1') 32 Sekam Padi .......................................................................35
'"1') 323 6

,

4

..................................................... 36

'"1') 324 alat uji kadar air ....................................................................36
'"1') 32 Timbangan Digital.................................................................37
'"1') 32 . Cetakan benda uji!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!38
'"1') 325 Alat Pengepres Cetakan......................................................38
'"1') 326. Alat bantu lain............................................................ .......38
'"1') 327 Gergaji dan amplas...........................................................39
'"1') 32

Dimensi Pengujian Bending ..............................................43

'"1') 32

Mesin Pengujian Bending ...............................................44

'"1') 32

Mesin Pengujian Impak ................................................ 46

'"1') 32 3. Dimensi Impak ............................................................47
'"1') 32 4 Dimensi Benda Pengujian Tarik .................................. 47
'"1') 32

Mesin Pengujian Tarik .................................................. 49

'"1') 32

Mesin Pengujian Tekan .................................................49

'"1') 32 5 Skema Uji Densitas ..................................................... 52
'"1') 32 6 Spesimen Uji Kestabilan Dimensi ..................................52
'"1') 32 7 Mesin Pengujian Kestabilan Dimensi.............................53
'"1') 42 Grafik hubungan Momen Bending rata8rata dengan Fraksi
Volume Sekam Padi 6666666666.................. 57
'"1') 4.

Grafik hubungan Defleksi Bending rata8rata dengan Fraksi
Volume Sekam Padi ...................666666666.. 57

'"1') 423 Grafik hubungan Kekuatan Bending rata8rata dengan Fraksi
Volume Sekam Padi ............................6...66.666 58
'"1') 424 Grafik hubungan modulus elastisitas

bending rata8rata

dengan Fraksi Volume Sekam Padi 666................... 58
'"1') 42 Grafik hubungan kekakuan bending rata8rata dengan Fraksi
Volume Sekam Padi 66666666....................6. 59
'"1') 42 Foto struktur makro pada spesimen uji bending tebal 5 mm,
Vf 50%.
'"1') 425 Foto struktur makro pada spesimen uji bending tebal 10 mm,
Vf 70%.................................................................................59
'"1') 426 Foto struktur makro pada spesimen uji bending tebal 15 mm,
Vf 50%. ........................................................................... 60
'"1') 427 Foto struktur makro pada spesimen uji bending tebal 20 mm,
Vf 40%.
'"1') 42

Grafik hubungan Kekuatan Tarik rata8rata dengan Fraksi
Volume Sekam Padi.........................................................66

'"1') 42

Grafik hubungan Modulus Elastisitas rata8rata dengan
Fraksi Volume Sekam Padi ...............................................66

'"1') 42

Grafik hubungan Kekakuan rata8rata dengan Fraksi Volume
Sekam Padi ................................................................... 67

'"1') 42 3 Foto struktur makro pada spesimen uji tarik tebal 5 mm, Vf
40%. ...................................................................................67
'"1') 42 4 Foto struktur makro pada spesimen uji tarik tebal 10 mm, Vf
40%......................................................................................67

'"1') 42

Foto struktur makro pada spesimen uji Tarik tebal 15 mm, Vf
70% ................................................................................. 68

'"1') 42

Foto struktur makro pada spesimen uji Tarik tebal 20 mm, Vf
60%......................................................................................68

'"1') 42 5 Grafik hubungan Kekuatan 7

rata8rata dengan Fraksi

Volume Sekam Padi............................................................73
'"1') 42 62 Grafik hubungan Energi yang terserap rata8rata dengan
Fraksi Volume Sekam Padi..................................................73
'"1') 42 72. Foto struktur makro pada spesimen uji impak tebal 5mm
Vf 40%................................................................................. 74
'"1') 42

. Foto struktur makro pada spesimen uji impak tebal 10mm
Vf 40% ...............................................................................74

'"1') 42

2. Foto struktur makro pada spesimen uji impak tebal 15mm
Vf 50% ...............................................................................74

'"1') 42

. Foto struktur makro pada spesimen uji impak tebal 20mm
Vf 50% ..............................................................................74

'"1') 42 32 Grafik hubungan Kekuatan Tekan Rata8Rata dengan Fraksi
Volume Sekam Padi...........................................................78
'"1') 42 42 Grafik hubungan Modulus Elastisitas Rata8Rata dengan
Fraksi Volume Sekam Padi ................................................78
'"1') 42
'"1') 42
'"1') 42
'"1') 42
'"1') 42

. Foto struktur makro pada spesimen uji tekan tebal 5mm Vf
60%......................................................................................79
. Foto struktur makro pada spesimen uji tekan tebal 10mm Vf
60%......................................................................................79
5. Foto struktur makro pada spesimen uji tekan tebal 15mm Vf
40% ..................................................................................79
6. Foto struktur makro pada spesimen uji tekan tebal 20mm Vf
70%....................................................................................79
72 Grafik Hubungan Density rata8rata dengan Fraksi Volume
Sekam Padi ...................................................................... 83

0
'1#( 2 Analisis sampel sekam padi dalam %........... .........................20
'1#( 2 2 Properties Sifat Mekanik ,

4

181.................. 22

'1#( 32 2 Ukuran pembuatan cetakan................................................... 41
'1#( 42 Data hasil pengujian bending rata8rata pada tebal 5mm........56
'1#( 42 Data hasil pengujian bending rata8rata pada tebal 10mm......56
'1#( 423 Data hasil pengujian bending rata8rata pada tebal 15mm6...56
'1#( 424 Data hasil pengujian bending rata8rata pada tebal 20mm6...57
'1#( 42 Data hasil pengujian tarik rata8rata pada tebal 5mm6.......6.66
'1#( 42 Data hasil pengujian tarik rata8rata pada tebal 10mm6.....6.66
'1#( 425 Data hasil pengujian tarik rata8rata pada tebal 15mm6.6......66
'1#( 426 Data hasil pengujian tarik rata8rata pada tebal 20mm .......6..66
'1#( 427 Hasil Data Pengujian Impak rata8rata pada tebal 5mm666.72
'1#( 42

Hasil Data Pengujian Impak rata8rata pada tebal 10m....6..72

'1#( 42

Hasil Data Pengujian Impak rata8rata pada tebal 15mm 6.72

'1#( 42

Hasil Data Pengujian Impak rata8rata pada tebal standart6.73

'1#( 42 3 Hasil Data Pengujian Tekan rata8rata pada tebal 5mm ..6..77
'1#( 42 4 Hasil Data Pengujian Tekan rata8rata pada tebal 10mm........77
'1#( 42

Hasil Data Pengujian Tekan rata8rata pada tebal 15mm .......77

'1#( 42

Hasil Data Pengujian Tekan rata8rata pada tebal 20mm .......78

'1#( 42 5 Hasil Data Pengujian densitas rata8rata pada tebal 5mm6..82
'1#( 42 6 Hasil Data Pengujian densitas rata8rata pada tebal 10mm....82
'1#( 42 7 Hasil Data Pengujian densitas rata8rata pada tebal 15mm.....82
'1#( 42
'1#( 42

Hasil Data Pengujian densitas rata8rata pada tebal 20mm ...83
Data hasil pengujian kestabilan dimensi rata8rata pada tebal

5mm 6.....66666666666666666666666666...85
'1#( 42

Data hasil pengujian kestabilan dimensi rata8rata pada tebal

10mm 6.....66666666666666666666...............6...85
'1#( 42

Data hasil pengujian kestabilan dimensi rata8rata pada tebal

15mm 6.....6666666666666666666666666...85
'1#( 42

Data hasil pengujian kestabilan dimensi rata8rata pada tebal

20mm 6.....6666666666666666666666666...86

0

A

= Luas Penampang

E

= Modulus Elastisitas

Esrp

= Energi Yang Terserap

Is

= Kekuatan Impak

L

= Jarak antara tumpuan

P

= Beban Tekan

Vc

= Volume Komposit

Vf

= Fraksi Volume

mu

= Berat Specimen Di udara

ma

= Berat Specimen Dalam air

ρair

= Densitas air

σ

= Tegangan tarik
L

= Deformasi/pemanjangan

0

Lampiran 1. Annual Book of ASTM
Lampiran 2. Data hasil pengujian bending, tarik, dan impak
Lampiran 3. Analisis perhitungan fraksi volume