Studi Eksperimental dan Analisa Respon Mekanik Knalpot Komposit Bahan Polymeric Diperkuat Serat BKS Akibat Impak Jatuh Bebas
STUDI EKSPERIMENTAL DAN ANALISA RESPON
MEKANIK KNALPOT KOMPOSIT BAHAN POLYMERIC
DIPERKUAT SERAT BKS AKIBAT IMPAK JATUH BEBAS
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
DISUSUN OLEH :
RAFLINTAR AKBAR AHMADY
090401089
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Perkembangan industri dewasa ini semakin pesat. Salah satu hasil industri kelapa
sawit yang menjadi limbah adalah batang kelapa sawit (BKS). BKS ini dapat
diolah menjadi serat dan dapat digunakan sebagai material engineering. Tujuan
penelitian ini adalah untuk menganalisa respon mekanik pada produk knalpot
(muffler) sepeda motor yang terbuat dari bahan polymer diperkuat serat BKS
akibat beban impak secara eksperimental. Pengujian dilakukan pada produk
knalpot dengan menggunakan alat uji impak jatuh bebas dan aplikasi komputer
Lab-Jack U3-LV. Data impak masuk dari load cell ke dalam komputer sebagai
data mentah dan disimpan pada PC sebagai gaya dan waktu. Hasil uji impak
dengan cara eksperimental untuk spesimen knalpot 20% serat BKS pada
ketinggian impaktor 1,5 m diperoleh transmisi gaya impak sebesar 344,72 N,
tegangan 0,016 MPa dalam waktu 0,062 sec. Spesimen knalpot 15% serat BKS
diperoleh gaya impak sebesar 326,96 N, tegangan 0,019 MPa dalam waktu 0,047
sec. Spesimen knalpot 10% serat BKS diperoleh gaya impak 291,65 N, tegangan
0,015 MPa, dalam waktu 0,047 sec.
Kata Kunci : Impak Jatuh Bebas,
Engineering , Komposit
Knalpot, Serat BKS, Material
i
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Nowadays, industrial development is increasing rapidly. One of the results of
palm oil industry is Palm Trunk as the wastes. This palm trunk can be made into
fiber and use it as engineering material. The goal of this research is to
experimentally analyze the mechanical response that occur in the product
Motorbike Muffler which created using Polymeric material strengthened with
palm trunk fiber as the result of impact force. Product is tested using Free-fall
impact test tools and Lab-Jack U3-LV computer program. Impact data read by
computer from load cell as a raw data and saved as Force and time. Experimental
results of impact tests for 20% palm trunk fiber in composite muffler which
heights of impactor is 1,5 m is obtained the impact force in amount of 344,72 N,
0,016 MPa as amount of stress occured, in 0,062 sec. Muffler specimen 15% palm
trunk fiber, obtained the impact force in amount of 326,96 N and 0,019 MPa as
amount of stress occured in 0,047 sec. Muffler specimen 10% palm trunk fiber,
obtained the impact force in amount of 291,65 N and 0,015 MPa as amount of
stress occured in 0,047 sec.
Keywords : Free-fall Impact, Muffler, Palm Trunk Fiber, Engineering
material, Composite
ii
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT. Karena atas izin-Nya penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini.
Tugas akhir ini adalah salah satu syarat untuk dapat lulus menjadi Sarjana
Teknik di Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera
Utara. Adapun judul skripsi yang dipilih diambil dari mata kuliah Proses Produksi
Non-Logam, yaitu “STUDI EKSPERIMENTAL DAN ANALISA RESPON
MEKANIK KNALPOT KOMPOSIT BAHAN POLYMERIC DIPERKUAT
SERAT BKS AKIBAT IMPAK JATUH BEBAS”.
Dalam penulisan skripsi ini, penulis banyak mendapatkan bantuan,
motivasi, pengetahuan, dan lain-lain dalam penyelesaian skripsi ini. Penulis telah
berupaya dengan segala kemampuan pembahasan dan penyajian, baik dengan
disiplin ilmu yang diperoleh dari perkuliahan, menggunakan literatur, serta
bimbingan dan arahan dari Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri sebagai Dosen
Pembimbing.
Pada kesempatan ini, penulis tidak lupa menyampaikan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada:
1.
Kepada kedua orang tua saya, Muslichuddin dan Nuryati atas doa, kasih
sayang, pengorbanan, tanggung jawab yang selalu menyertai penulis, dan
memberikan penulis semangat yang luar biasa sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini.
2.
Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri sebagai Dosen Pembimbing Skripsi
yang banyak memberi arahan, bimbingan, motivasi, nasehat, dan pelajaran
yang sangat berharga selama proses penyelesaian Skripsi ini.
3.
Bapak Dr.-Ing.Ir.Ikhwansyah Isranuri dan Ir.Syahril Gultom, MT selaku
Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik USU.
Bapak Ir.Tugiman, MT selaku Koordinator Skripsi.
iii
Universitas Sumatera Utara
4.
Seluruh Staf Pengajar DTM FT USU yang telah memberikan bekal
pengetahuan kepada penulis hingga akhir studi selesai, dan seluruh pegawai
administrasi DTM FT USU, juga kepada staf Fakultas Teknik.
5.
Teman satu tim saya (Hutomo Wicaksono) yang telah memberikan
kesempatan kepada penulis untuk bergabung dalam penyelesaian tugas
sarjana ini.
6.
Teman-teman seperjuangan Teknik Mesin stambuk 2009 dan 2010, yang
banyak memberi motivasi kepada penulis dalam menyusun skripsi ini.
Semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua dan dapat digunakan sebagai
pengembangan ilmu yang didapat selama dibangku kuliah. Apabila terdapat
kesalahan dalam penyusunan serta bahasa yang tidak tepat dalam skripsi ini
sebagai manusia yang tak luput dari kesalahan penulis mengharapkan masukan
dan kritikan yang bersifat membangun dalam penyempurnaan skripsi ini. Akhir
kata penulis mengucapkan terima kasih, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi
seluruh kalangan yang membacanya.
Medan, 9 Juni 2014
Penulis,
Raflintar Akbar Ahmady
NIM : 090401089
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK .................................................................................................................i
ABSTRACT ...............................................................................................................ii
KATA PENGANTAR ...............................................................................................iii
DAFTAR ISI ..............................................................................................................v
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................viii
DAFTAR TABEL ......................................................................................................xi
DAFTAR NOTASI ....................................................................................................xii
BAB I PENDAHULUAN ..........................................................................................1
1.1 Latar Belakang .....................................................................................................1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................................2
1.3 Tujuan Penelitian .................................................................................................2
1.4 Batasan Masalah...................................................................................................2
1.5 Manfaat Penulisan ................................................................................................2
1.6 Sistematika Penulisan...........................................................................................3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA................................................................................6
2.1 Proses-Proses Produksi ........................................................................................5
2.1.1 Proses Produksi Polymer ...........................................................................5
2.2 Komposit ..............................................................................................................6
2.2.1 Proses Pembuatan Produk Komposit Matriks ............................................9
2.3 Knalpot .................................................................................................................12
2.4 Material Komposit Penyusun Knalpot .................................................................12
2.4.1 Resin ..........................................................................................................12
2.4.2 Serat Batang Sawit .....................................................................................14
v
Universitas Sumatera Utara
2.4.3 Katalis ........................................................................................................16
2.5 Pengujian Komposit .............................................................................................16
2.5.1 Uji Impak Jatuh Bebas ...............................................................................16
2.5.2 Gerak Jatuh Bebas......................................................................................17
2.5.3 Gerak Lurus ...............................................................................................18
2.5.4 Momentum dan Impuls ..............................................................................19
2.5.5 Gaya dan Energi Impak..............................................................................20
2.5.6 Tegangan ....................................................................................................21
2.5.7 Regangan ....................................................................................................22
BAB III METODOLOGI PENELITIAN...................................................................23
3.1 Pendahuluan .........................................................................................................23
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian ..............................................................................23
3.3 Bahan dan Alat penelitian ....................................................................................23
3.3.1 Bahan.................................................................................................................23
3.3.2 Alat ....................................................................................................................25
3.4 Prosedur Pembuatan Knalpot Komposit ..............................................................28
3.5 Uji Impak Jatuh Bebas .........................................................................................31
3.6 Diagram Alir Penelitian .......................................................................................32
BAB IV PEMBAHASAN ..........................................................................................34
4.1 Pendahuluan .........................................................................................................34
4.2 Pengujian Eksperimental Jatuh Bebas .................................................................35
4.2.1 Setup Alat Uji Jatuh Bebas................................................................................36
4.2.2 Hasil Pengujian .................................................................................................37
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .....................................................................55
5.1 Kesimpulan ..........................................................................................................55
5.2 Saran.....................................................................................................................55
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................56
LAMPIRAN 1 ............................................................................................................58
LAMPIRAN 2 ............................................................................................................61
LAMPIRAN 3 ............................................................................................................64
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Skema Struktur Komposit ......................................................................7
Gambar 2.2 Cara Hand Lay Up..................................................................................9
Gambar 2.3 Cara Semprot/Semburan ........................................................................10
Gambar 2.4 Cara Kantong Vakum (Vacuum Bag).....................................................10
Gambar 2.5 Cara Kantong Tekanan (Pressure Bag) .................................................10
Gambar 2.6 (a) dan (b) Cetakan Autoklaf..................................................................11
Gambar 2.7 Cara Cetakan Suntikan (Injection Moulding).........................................11
Gambar 2.8 Proses Pultrusi (pultrusion) ....................................................................12
Gambar 2.9 Resin Unsaturated Polyester BQTN-157 EX ........................................13
Gambar 2.10 Katalis Mekpo ......................................................................................16
Gambar 2.11 Alat Uji Jatuh Bebas .............................................................................16
Gambar 2.12 Grafik hubungan v – t...........................................................................18
Gambar 2.13 Diagram kecepatan – waktu ................................................................19
Gambar 2.14 Hubungan Momentum dan Impuls .......................................................20
Gambar 3.1 Serat Batang Sawit .................................................................................23
Gambar 3.2 Resin .......................................................................................................24
Gambar 3.3. Katalis....................................................................................................25
Gambar 3.4 Glazing Wax ...........................................................................................25
Gambar 3.5 Jangka Sorong ........................................................................................25
Gambar 3.6 Timbangan Digital..................................................................................26
Gambar 3.7 Cetakan Knalpot .....................................................................................26
viii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.8 Bor Listrik ..............................................................................................27
Gambar 3.9 Ceret Plastik ...........................................................................................27
Gambar 3.10 Alat Uji Impak Jatuh Bebas .................................................................28
Gambar 3.11 (a) pengolesan bagian dies cetakan (b) pengolesan bagian mold
cetakan........................................................................................................................29
Gambar 3.12 (a) Proses pencampuran katalis (b) Proses pengadukan.......................29
Gambar 3.13 Penuangan resin ke dalam cetakan .......................................................30
Gambar 3.14 (a) Penuangan serat pada dies (b) penutupan dies pada mold ..............30
Gambar 3.15 Set-up alat uji impak jatuh bebas..........................................................31
Gambar 3.16 Diagram Alir Penelitian .......................................................................33
Gambar 4.1 Knalpot 80 Resin ....................................................................................34
Gambar 4.2 Knalpot 85 Resin ....................................................................................35
Gambar 4.3 Knalpot 90 Resin ....................................................................................35
Gambar 4.4 Posisi Alat Siap Uji ................................................................................36
Gambar 4.5 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 80A .......................................................37
Gambar 4.6 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 80A................................................37
Gambar 4.7 Kondisi knalpot 80A setelah pengujian .................................................38
Gambar 4.8 Penampang kerusakan knalpot ...............................................................38
Gambar 4.9 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 80B .......................................................39
Gambar 4.10 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 80B ..............................................39
Gambar 4.11 Kondisi knalpot 80B setelah pengujian ................................................40
Gambar 4.12 Penampang bagian knalpot yang pecah ...............................................40
Gambar 4.13 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 80C .....................................................41
Gambar 4.14 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 80C ..............................................41
ix
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.15 Kondisi knalpot 80C setelah pengujian ................................................42
Gambar 4.16 Penampang bagian knalpot yang rusak ................................................42
Gambar 4.17 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 85A .....................................................43
Gambar 4.18 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 85A..............................................44
Gambar 4.19 Kondisi knalpot 85A setelah pengujian ...............................................44
Gambar 4.20 Penampang bagian knalpot yang pecah ...............................................44
Gambar 4.21 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 85B .....................................................45
Gambar 4.22 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 85B ..............................................45
Gambar 4.23 Kondisi knalpot 85B setelah pengujian ................................................46
Gambar 4.24 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 85C .....................................................46
Gambar 4.25 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 85C ..............................................47
Gambar 4.26 Kondisi knalpot 85C setelah pengujian ................................................47
Gambar 4.27 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 90A .....................................................48
Gambar 4.28 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 90A..............................................49
Gambar 4.29 Kondisi knalpot 90A setelah pengujian ...............................................49
Gambar 4.30 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 90B .....................................................50
Gambar 4.31 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 90B ..............................................50
Gambar 4.32 Kondisi knalpot 90B setelah pengujian ................................................50
Gambar 4.33 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 90C .....................................................51
Gambar 4.34 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 90C ..............................................51
Gambar 4.35 Kondisi knalpot 90C setelah pengujian. ...............................................52
Gambar 4.36 Penampang bagian knalpot yang rusak ................................................52
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Karakteristik mekanik polyester resin tak jenuh .......................................13
Tabel 2.2 Persentase Komponen-Komponen Kayu Kelapa Sawit .............................15
Tabel 2.3. Waktu dan kecepatan benda jatuh .............................................................17
Tabel 3.1 Perbandingan % Resin dan Serat ...............................................................30
Tabel 4.1 Hasil pengujian semua knalpot pada ketinggian 1,5 m ..............................53
Tabel 4.2 Data Energi impak semua knalpot .............................................................54
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
Simbol
Keterangan
Satuan
σ
Tegangan
MPa
A
Luas penampang
m2
F
Gaya
N
v
Kecepatan
m/s
t
Waktu Pembebanan
ms
Densitas
Kg/m3
E
Modulus Young
Gpa
M
Momentum
Kg.m/s
E
Energi
Joule
xii
Universitas Sumatera Utara
MEKANIK KNALPOT KOMPOSIT BAHAN POLYMERIC
DIPERKUAT SERAT BKS AKIBAT IMPAK JATUH BEBAS
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
DISUSUN OLEH :
RAFLINTAR AKBAR AHMADY
090401089
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Perkembangan industri dewasa ini semakin pesat. Salah satu hasil industri kelapa
sawit yang menjadi limbah adalah batang kelapa sawit (BKS). BKS ini dapat
diolah menjadi serat dan dapat digunakan sebagai material engineering. Tujuan
penelitian ini adalah untuk menganalisa respon mekanik pada produk knalpot
(muffler) sepeda motor yang terbuat dari bahan polymer diperkuat serat BKS
akibat beban impak secara eksperimental. Pengujian dilakukan pada produk
knalpot dengan menggunakan alat uji impak jatuh bebas dan aplikasi komputer
Lab-Jack U3-LV. Data impak masuk dari load cell ke dalam komputer sebagai
data mentah dan disimpan pada PC sebagai gaya dan waktu. Hasil uji impak
dengan cara eksperimental untuk spesimen knalpot 20% serat BKS pada
ketinggian impaktor 1,5 m diperoleh transmisi gaya impak sebesar 344,72 N,
tegangan 0,016 MPa dalam waktu 0,062 sec. Spesimen knalpot 15% serat BKS
diperoleh gaya impak sebesar 326,96 N, tegangan 0,019 MPa dalam waktu 0,047
sec. Spesimen knalpot 10% serat BKS diperoleh gaya impak 291,65 N, tegangan
0,015 MPa, dalam waktu 0,047 sec.
Kata Kunci : Impak Jatuh Bebas,
Engineering , Komposit
Knalpot, Serat BKS, Material
i
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Nowadays, industrial development is increasing rapidly. One of the results of
palm oil industry is Palm Trunk as the wastes. This palm trunk can be made into
fiber and use it as engineering material. The goal of this research is to
experimentally analyze the mechanical response that occur in the product
Motorbike Muffler which created using Polymeric material strengthened with
palm trunk fiber as the result of impact force. Product is tested using Free-fall
impact test tools and Lab-Jack U3-LV computer program. Impact data read by
computer from load cell as a raw data and saved as Force and time. Experimental
results of impact tests for 20% palm trunk fiber in composite muffler which
heights of impactor is 1,5 m is obtained the impact force in amount of 344,72 N,
0,016 MPa as amount of stress occured, in 0,062 sec. Muffler specimen 15% palm
trunk fiber, obtained the impact force in amount of 326,96 N and 0,019 MPa as
amount of stress occured in 0,047 sec. Muffler specimen 10% palm trunk fiber,
obtained the impact force in amount of 291,65 N and 0,015 MPa as amount of
stress occured in 0,047 sec.
Keywords : Free-fall Impact, Muffler, Palm Trunk Fiber, Engineering
material, Composite
ii
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT. Karena atas izin-Nya penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini.
Tugas akhir ini adalah salah satu syarat untuk dapat lulus menjadi Sarjana
Teknik di Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera
Utara. Adapun judul skripsi yang dipilih diambil dari mata kuliah Proses Produksi
Non-Logam, yaitu “STUDI EKSPERIMENTAL DAN ANALISA RESPON
MEKANIK KNALPOT KOMPOSIT BAHAN POLYMERIC DIPERKUAT
SERAT BKS AKIBAT IMPAK JATUH BEBAS”.
Dalam penulisan skripsi ini, penulis banyak mendapatkan bantuan,
motivasi, pengetahuan, dan lain-lain dalam penyelesaian skripsi ini. Penulis telah
berupaya dengan segala kemampuan pembahasan dan penyajian, baik dengan
disiplin ilmu yang diperoleh dari perkuliahan, menggunakan literatur, serta
bimbingan dan arahan dari Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri sebagai Dosen
Pembimbing.
Pada kesempatan ini, penulis tidak lupa menyampaikan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada:
1.
Kepada kedua orang tua saya, Muslichuddin dan Nuryati atas doa, kasih
sayang, pengorbanan, tanggung jawab yang selalu menyertai penulis, dan
memberikan penulis semangat yang luar biasa sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini.
2.
Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri sebagai Dosen Pembimbing Skripsi
yang banyak memberi arahan, bimbingan, motivasi, nasehat, dan pelajaran
yang sangat berharga selama proses penyelesaian Skripsi ini.
3.
Bapak Dr.-Ing.Ir.Ikhwansyah Isranuri dan Ir.Syahril Gultom, MT selaku
Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik USU.
Bapak Ir.Tugiman, MT selaku Koordinator Skripsi.
iii
Universitas Sumatera Utara
4.
Seluruh Staf Pengajar DTM FT USU yang telah memberikan bekal
pengetahuan kepada penulis hingga akhir studi selesai, dan seluruh pegawai
administrasi DTM FT USU, juga kepada staf Fakultas Teknik.
5.
Teman satu tim saya (Hutomo Wicaksono) yang telah memberikan
kesempatan kepada penulis untuk bergabung dalam penyelesaian tugas
sarjana ini.
6.
Teman-teman seperjuangan Teknik Mesin stambuk 2009 dan 2010, yang
banyak memberi motivasi kepada penulis dalam menyusun skripsi ini.
Semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua dan dapat digunakan sebagai
pengembangan ilmu yang didapat selama dibangku kuliah. Apabila terdapat
kesalahan dalam penyusunan serta bahasa yang tidak tepat dalam skripsi ini
sebagai manusia yang tak luput dari kesalahan penulis mengharapkan masukan
dan kritikan yang bersifat membangun dalam penyempurnaan skripsi ini. Akhir
kata penulis mengucapkan terima kasih, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi
seluruh kalangan yang membacanya.
Medan, 9 Juni 2014
Penulis,
Raflintar Akbar Ahmady
NIM : 090401089
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK .................................................................................................................i
ABSTRACT ...............................................................................................................ii
KATA PENGANTAR ...............................................................................................iii
DAFTAR ISI ..............................................................................................................v
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................viii
DAFTAR TABEL ......................................................................................................xi
DAFTAR NOTASI ....................................................................................................xii
BAB I PENDAHULUAN ..........................................................................................1
1.1 Latar Belakang .....................................................................................................1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................................2
1.3 Tujuan Penelitian .................................................................................................2
1.4 Batasan Masalah...................................................................................................2
1.5 Manfaat Penulisan ................................................................................................2
1.6 Sistematika Penulisan...........................................................................................3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA................................................................................6
2.1 Proses-Proses Produksi ........................................................................................5
2.1.1 Proses Produksi Polymer ...........................................................................5
2.2 Komposit ..............................................................................................................6
2.2.1 Proses Pembuatan Produk Komposit Matriks ............................................9
2.3 Knalpot .................................................................................................................12
2.4 Material Komposit Penyusun Knalpot .................................................................12
2.4.1 Resin ..........................................................................................................12
2.4.2 Serat Batang Sawit .....................................................................................14
v
Universitas Sumatera Utara
2.4.3 Katalis ........................................................................................................16
2.5 Pengujian Komposit .............................................................................................16
2.5.1 Uji Impak Jatuh Bebas ...............................................................................16
2.5.2 Gerak Jatuh Bebas......................................................................................17
2.5.3 Gerak Lurus ...............................................................................................18
2.5.4 Momentum dan Impuls ..............................................................................19
2.5.5 Gaya dan Energi Impak..............................................................................20
2.5.6 Tegangan ....................................................................................................21
2.5.7 Regangan ....................................................................................................22
BAB III METODOLOGI PENELITIAN...................................................................23
3.1 Pendahuluan .........................................................................................................23
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian ..............................................................................23
3.3 Bahan dan Alat penelitian ....................................................................................23
3.3.1 Bahan.................................................................................................................23
3.3.2 Alat ....................................................................................................................25
3.4 Prosedur Pembuatan Knalpot Komposit ..............................................................28
3.5 Uji Impak Jatuh Bebas .........................................................................................31
3.6 Diagram Alir Penelitian .......................................................................................32
BAB IV PEMBAHASAN ..........................................................................................34
4.1 Pendahuluan .........................................................................................................34
4.2 Pengujian Eksperimental Jatuh Bebas .................................................................35
4.2.1 Setup Alat Uji Jatuh Bebas................................................................................36
4.2.2 Hasil Pengujian .................................................................................................37
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .....................................................................55
5.1 Kesimpulan ..........................................................................................................55
5.2 Saran.....................................................................................................................55
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................56
LAMPIRAN 1 ............................................................................................................58
LAMPIRAN 2 ............................................................................................................61
LAMPIRAN 3 ............................................................................................................64
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Skema Struktur Komposit ......................................................................7
Gambar 2.2 Cara Hand Lay Up..................................................................................9
Gambar 2.3 Cara Semprot/Semburan ........................................................................10
Gambar 2.4 Cara Kantong Vakum (Vacuum Bag).....................................................10
Gambar 2.5 Cara Kantong Tekanan (Pressure Bag) .................................................10
Gambar 2.6 (a) dan (b) Cetakan Autoklaf..................................................................11
Gambar 2.7 Cara Cetakan Suntikan (Injection Moulding).........................................11
Gambar 2.8 Proses Pultrusi (pultrusion) ....................................................................12
Gambar 2.9 Resin Unsaturated Polyester BQTN-157 EX ........................................13
Gambar 2.10 Katalis Mekpo ......................................................................................16
Gambar 2.11 Alat Uji Jatuh Bebas .............................................................................16
Gambar 2.12 Grafik hubungan v – t...........................................................................18
Gambar 2.13 Diagram kecepatan – waktu ................................................................19
Gambar 2.14 Hubungan Momentum dan Impuls .......................................................20
Gambar 3.1 Serat Batang Sawit .................................................................................23
Gambar 3.2 Resin .......................................................................................................24
Gambar 3.3. Katalis....................................................................................................25
Gambar 3.4 Glazing Wax ...........................................................................................25
Gambar 3.5 Jangka Sorong ........................................................................................25
Gambar 3.6 Timbangan Digital..................................................................................26
Gambar 3.7 Cetakan Knalpot .....................................................................................26
viii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.8 Bor Listrik ..............................................................................................27
Gambar 3.9 Ceret Plastik ...........................................................................................27
Gambar 3.10 Alat Uji Impak Jatuh Bebas .................................................................28
Gambar 3.11 (a) pengolesan bagian dies cetakan (b) pengolesan bagian mold
cetakan........................................................................................................................29
Gambar 3.12 (a) Proses pencampuran katalis (b) Proses pengadukan.......................29
Gambar 3.13 Penuangan resin ke dalam cetakan .......................................................30
Gambar 3.14 (a) Penuangan serat pada dies (b) penutupan dies pada mold ..............30
Gambar 3.15 Set-up alat uji impak jatuh bebas..........................................................31
Gambar 3.16 Diagram Alir Penelitian .......................................................................33
Gambar 4.1 Knalpot 80 Resin ....................................................................................34
Gambar 4.2 Knalpot 85 Resin ....................................................................................35
Gambar 4.3 Knalpot 90 Resin ....................................................................................35
Gambar 4.4 Posisi Alat Siap Uji ................................................................................36
Gambar 4.5 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 80A .......................................................37
Gambar 4.6 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 80A................................................37
Gambar 4.7 Kondisi knalpot 80A setelah pengujian .................................................38
Gambar 4.8 Penampang kerusakan knalpot ...............................................................38
Gambar 4.9 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 80B .......................................................39
Gambar 4.10 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 80B ..............................................39
Gambar 4.11 Kondisi knalpot 80B setelah pengujian ................................................40
Gambar 4.12 Penampang bagian knalpot yang pecah ...............................................40
Gambar 4.13 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 80C .....................................................41
Gambar 4.14 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 80C ..............................................41
ix
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.15 Kondisi knalpot 80C setelah pengujian ................................................42
Gambar 4.16 Penampang bagian knalpot yang rusak ................................................42
Gambar 4.17 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 85A .....................................................43
Gambar 4.18 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 85A..............................................44
Gambar 4.19 Kondisi knalpot 85A setelah pengujian ...............................................44
Gambar 4.20 Penampang bagian knalpot yang pecah ...............................................44
Gambar 4.21 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 85B .....................................................45
Gambar 4.22 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 85B ..............................................45
Gambar 4.23 Kondisi knalpot 85B setelah pengujian ................................................46
Gambar 4.24 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 85C .....................................................46
Gambar 4.25 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 85C ..............................................47
Gambar 4.26 Kondisi knalpot 85C setelah pengujian ................................................47
Gambar 4.27 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 90A .....................................................48
Gambar 4.28 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 90A..............................................49
Gambar 4.29 Kondisi knalpot 90A setelah pengujian ...............................................49
Gambar 4.30 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 90B .....................................................50
Gambar 4.31 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 90B ..............................................50
Gambar 4.32 Kondisi knalpot 90B setelah pengujian ................................................50
Gambar 4.33 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 90C .....................................................51
Gambar 4.34 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 90C ..............................................51
Gambar 4.35 Kondisi knalpot 90C setelah pengujian. ...............................................52
Gambar 4.36 Penampang bagian knalpot yang rusak ................................................52
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Karakteristik mekanik polyester resin tak jenuh .......................................13
Tabel 2.2 Persentase Komponen-Komponen Kayu Kelapa Sawit .............................15
Tabel 2.3. Waktu dan kecepatan benda jatuh .............................................................17
Tabel 3.1 Perbandingan % Resin dan Serat ...............................................................30
Tabel 4.1 Hasil pengujian semua knalpot pada ketinggian 1,5 m ..............................53
Tabel 4.2 Data Energi impak semua knalpot .............................................................54
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
Simbol
Keterangan
Satuan
σ
Tegangan
MPa
A
Luas penampang
m2
F
Gaya
N
v
Kecepatan
m/s
t
Waktu Pembebanan
ms
Densitas
Kg/m3
E
Modulus Young
Gpa
M
Momentum
Kg.m/s
E
Energi
Joule
xii
Universitas Sumatera Utara