LAPORAN TUGAS AKHIR Sifat Mekanik Komposit Serat Tangkai Ilalang sebagai Bahan Panel Ramah Lingkungan.

LAPORAN TUGAS AKHIR

SIFAT MEKANIK KOMPOSIT SERAT TANGKAI ILALANG
SEBAGAI BAHAN PANEL RAMAH LINGKUNGAN

Diajukan Sebagai Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta

Diajukan Oleh:
DENY SULISTYO NUGROHO
D600120018

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016

i

ii


iii

iv

MOTTO
“Sesungguhnya Allah Tidak Akan Mengubah Nasib Suatu Kaum
Kecuali Kaum itu Sendiri yang Mengubah Apa Apa yang Pada Diri
Mereka”
(QS. Ar Ra’ad Ayat 11)
“Pengalaman itu sangat berharga, jadi berkorban demi mendapatkan
hal yang ingin dicapai itu tidak ada yang gratis (alias mbayar)”
(Ibu Juantini)
“6 Kunci Kebahagian Hidup : Jangan membenci, Jangan bersedih,
Hidup Sederhana, Selalu berdoa, Banyakin memberi, dan
Tersenyumlah”
(Ali Bin Abi Thalib)
“Selesaikan dan Jangan Lagi Menunda Nunda”
(Penulis)

v


PERSEMBAHAN

Laporan

Tugas

Akhir

ini,

Penulis

Persembahkan Kepada:
1. Bapak, Ibu dan Kakak yang selalu
memberikan nasehat, semangat serta
doa.
2. Bapak dan Ibu Dosen Teknik Industri
yang telah memberikan ilmu selama
kuliah.

3. Untari Widiyastuti yang telah menjadi
penyemangat serta doanya
4. Teman dan sahabat Teknik Industri
Angkatan 2012.
5. Pembaca yang budiman.

vi

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr.Wb.
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT yang senantiasa
melimpahkan rahmat dan karunianya sehingga penulis diberikan kemudahan
dalam penyelesaian penyusunan Tugas Akhir ini dengan judul: “Sifat Mekanik
Sifat Mekanik Komposit Serat Tangkai Ilalang Sebagai Bahan Panel Ramah
Lingkungan” Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Industri Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
Dalam penyusunan skripsi ini penulis banyak mendapat bantuan dari
pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung, oleh karena itu dengan

kerendahan hati penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada:
1.

Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT, Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.

2.

Bapak Eko Setiawan, ST, MT, Ph.D sebagai Ketua Jurusan Teknik Industri
UMS.

3.

Bapak Much. Djunaidi, ST, MT selaku pembimbing Tugas Akhir yang telah
memberikan bimbingan, masukan, motivasi dan arahan kepada penulis dalam
penyusunan Tugas Akhir ini.

4.

Selaku penguji yang telah memberikan masukan untuk perbaikan penyusunan

Tugas Akhir ini.

5.

Bapak Maruto, ST, MT selaku koordinator Laboratorium Material Teknik
Mesin Universitas Sebelas Maret.

6.

Orang tuaku Bapak Suroto dan Ibu Suyamti

tersayang yang selalu

memberikan dukungan berupa spiritual maupun material.

vii

7.

Kakakku Ari Sulistyo Prabowo dan Agus Budi Sulistyo yang telah

memberikan segala dukungan dan doanya demi terselesaikannya Tugas Akhir

8.

Untari Widiyastuti yang senantiasa memberikan semangat dukungan moral
dan material demi terselesaikannya Tugas Ahir ini.

9.

Debi Aritonang selaku teman yang memberi bantuan semangat dukungan
moral dan material demi terselesaikannya Tugas Ahir ini.

10. Teman-teman seperjuangan Angkatan 2012 Jurusan Teknik Industri
Muhammadiyah.
Dalam penyusunan laporan, penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini
masih jauh dari kesempurnaan. Untuk itu penulis mengharap adanya saran dan
kritik yang dapat membantu sehingga dapat menyempurnakan penyusunan Tugas
Akhir ini dari pembaca.
Wassalamu’alaikum Wr.WB


Surakarta, 15 Desember 2016

Penulis,

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .........................................................................................i
HALAMAN PENGESAHAN ...........................................................................ii
HALAMAN PERSETUJUAN .........................................................................iii
PERNYATAAN .................................................................................................iv
MOTTO .............................................................................................................v
PERSEMBAHAN ..............................................................................................vi
KATA PENGANTAR .......................................................................................vii
DAFTAR TABEL .............................................................................................xi
DAFTAR GAMBAR .........................................................................................xii
ABSTRAK .........................................................................................................xiv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ....................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................. 2
1.3 Batasan Masalah ..................................................................... 2
1.4 Tujuan Penelitian .................................................................... 2
1.5 Manfaat Penelitian .................................................................. 3
1.6 Sistematika Penulisan ............................................................. 3
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Material Komposit .................................................................. 5
2.2 Komposit Serat ....................................................................... 6
2.3 Serat Alam Tangkai Ilalang .................................................... 7
2.4 Matrik Resin Epoksi ............................................................... 8
2.5 Fraksi Volume ........................................................................ 9
2.6 Proses Pembuatan Komposit .................................................. 10
2.7 Sifat dan Mekanik Komposit .................................................. 10
2.8 Penelitian Terdahulu............................................................... 13

ix

BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian .................................................. 14

3.2 Bahan Penelitian ..................................................................... 14
3.3 Alat Penelitian ........................................................................ 16
3.4 Prosedur Penelitian ................................................................. 19
3.5 Kerangka Pemecah Masalah .................................................. 25
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Sifat Mekanik Komposit Serat Ilalang Terhadap Kekuatan
Bending ................................................................................... 26

4.2 Sifat Mekanik Komposit Serat Ilalang Terhadap Kekuatan
Impak ..................................................................................... 28
4.3 Sifat Mekanik Komposit Serat Ilalang Terhadap Kekuatan
Tarik ....................................................................................... 29
4.4 Foto Makro Komposit Serat Ilalang ....................................... 31
4.5 Analisis Hasil Perbandingan Penelitian ................................. 34
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ............................................................................. 37
5.2 Saran ....................................................................................... 37

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN


x

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Hasil perhitungan pengujian three point bending ................................. 28
Tabel 4.2 Hasil perhitungan pengujian impak ...................................................... 30
Tabel 4.3 Hasil perhitungan pengujian tarik ......................................................... 31
Tabel 4.4 Analisis Hasil Perbandingan Penelitian ................................................ 34

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Tananam Ilalang ................................................................................ 7
Gambar 2.2 Pengujian three point bending........................................................... 10
Gambar 2.3 Sudut Impak ...................................................................................... 12
Gambar 3.1 Proses perendaman serat dengan NaoH 4% ...................................... 14
Gambar 3.2 Penjemuran dengan sinar matahari (kadar air 4%) ........................... 14
Gambar 3.3 Potong serat Ilalang ±10 mm ............................................................ 15

Gambar 3.4 Resin epoksi A dan B ........................................................................ 15
Gambar 3.5 NaOH (Soda api/alkhali) ................................................................... 15
Gambar 3.6 Releaser Mirror Glase Wax/FRP Wax.............................................. 15
Gambar 3.7 Timbangan digital ............................................................................. 16
Gambar 3.8 Cetakan kaca/hand lay up ................................................................. 16
Gambar 3.9 Plastik Astralon ................................................................................. 16
Gambar 3.10 Meteran............................................................................................ 17
Gambar 3.11 Kalkulator ........................................................................................ 17
Gambar 3.12 Pengaduk ......................................................................................... 17
Gambar 3.13 Mesin (Universal Testing Machine) UTM type 4160 ..................... 17
Gambar 3.14 Mesin uji impack izod ..................................................................... 18
Gambar 3.15 Alat bantu penunjang dan pendukung ............................................. 18
Gambar 3.16 Gergaji ............................................................................................. 18
Gambar 3.17 Amplas ............................................................................................ 18
Gambar 3.18 Hasil cetakan komposit serat tangkai ilalang .................................. 20
Gambar 3.19 Spesimen pengujian bending ........................................................... 20
Gambar 3.20 Spesimen Pengujian Impak ............................................................. 20
Gambar 3.21 Spesimen uji tarik ............................................................................ 21
Gambar 3.22 Dimensi ukuran spesimen uji bending ............................................ 21
Gambar 3.23 Dimensi ukuran spesimen uji impak ............................................... 22
Gambar 3.24 Skema pengujian impak izod .......................................................... 22
Gambar 3.25 Dimensi ukuran spesimen uji tarik .................................................. 23
Gambar 3.26 Kerangka Pemecah Masalah ........................................................... 25

xii

Gambar 4.1 Grafik hasil uji bending ..................................................................... 27
Gambar 4.2 Grafik hasil uji impak........................................................................ 28
Gambar 4.3 Grafik hasil uji tarik .......................................................................... 30
Gambar 4.4 Spesimen uji bending fraksi volume 30% ......................................... 31
Gambar 4.5 Spesimen uji bending fraksi volume 40% ......................................... 31
Gambar 4.6 Spesimen uji bending fraksi volume 50% ......................................... 31
Gambar 4.7 Spesimen uji impak fraksi volume 30%............................................ 32
Gambar 4.8 Spesimen uji impak fraksi volume 40%............................................ 32
Gambar 4.9 Spesimen uji impak fraksi volume 50%............................................ 32
Gambar 4.10 Spesimen uji tarik fraksi volume 30% ............................................ 33
Gambar 4.11 Spesimen uji tarik fraksi volume 40% ............................................ 33
Gambar 4.12 Spesimen uji tarik fraksi volume 50% ............................................ 33

xiii

ABSTRAK

Material komposit yang terbuat dari serat alam tangkai ilalang dan
menggunkan resin epoksi. Serat sebagai penguat sedangkan matrik sebagai
perekat/pengikat dari komposit. Perbedaan variasi fraksi volume serat tangkai
ilalang: 30%, 40%, 50%. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui fraksi
volume yang optimal dengan menggunakan tiga pengujian mekanik yaitu
pengujian bending, impak, dan tarik. Hasil dari penelitian komposit serat tangkai
ilalang menunjukkan bahwa, kekuatan bending yang paling optimal pada fraksi
volume 40% (serat) dan 60% (matrik) yaitu dengan nilai sebesar 51,56 Mpa. Pada
pengujian impak ketangguhan impak yang optimal pada fraksi volume 40%
(serat) dan 60% (matrik) yaitu dengan nilai sebesar 10460 J/mm2. Sedangkan pada
pengujian tarik kekuatan tarik yang paling optimal pada 40% (serat) dan 60%
(matrik) yaitu dengan nilai sebesar 30,058 Mpa. Dari ketiga pengujian dapat
diambil kesimpulan bahwa variasi komposit serat tangkai ilalang yang terbaik dan
yang optimal pada fraksi volume 40% : 60%.
Kata Kunci: Material Komposit, Matrik, Pengujian Mekanik, Serat Ilalang
ABSTRAK

A composite material made from natural fibers and use the stalks of reeds
epoxy resin. Fiber as reinforcement while the matrix as an adhesive / binder of
composites. Differences variation reeds stalk fiber volume fraction: 30%, 40%,
50%. This study aims to determine the optimal volume fraction using three
mechanical testing is test of bending, impact, and drag. The results of the study
reeds stalk fiber composites shows that the most optimal bending strength at 40%
volume fraction (fiber) and 60% (matrix) with a value of 51.56 MPa. On testing
the impact toughness impact on the optimal volume fraction of 40% (fiber) and
60% (matrix) with a value of 10460 J / mm2. While the tensile test the tensile
strength of the most optimal at 40% (fiber) and 60% (matrix) with a value of
30.058 MPa. Of the three tests can be concluded that the variation of fiber
composite reed stalks best and optimal volume fraction of 40%: 60%.
Keywords: Composite Materials, Fibre Ilalang , Matrix, Mechanical Testing

xiv