PENGARUH VARIASI KETEBALAN CORE HONEYCOMB - …/Pengaruh-V...perpustakaan.uns.ac.id...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

PENGARUH VARIASI KETEBALAN CORE HONEYCOMB

KARDUS TIPE BC-FLUTE TERHADAP KARAKTERISTIK BENDING

KOMPOSIT SANDWICH SERAT CANTULA

SKRIPSI

Oleh:

HASBU RIDA MUTASIANA

K2509028

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Oktober 2013


commit to user

ii

PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN

Saya yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Hasbu Rida Mutasiana

NIM : K2509028

Jurusan/ Program Studi : PTK/ Pendidikan Teknik Mesin

Menyatakan bahwa skripsi saya berjudul “PENGARUH VARIASI

KETEBALAN CORE HONEYCOMB KARDUS TIPE BC-FLUTE

TERHADAP KARAKTERISTIK BENDING KOMPOSIT SANDWICH

SERAT CANTULA” ini benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri. Selain

itu, sumber informasi yang dikutip dari penulis lain telah disebutkan dalam teks

dan dicantumkan dalam daftar pustaka.

Apabila pada kemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan skripsi ini hasil

jiplakan, saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan saya.

Surakarta, Oktober 2013

Yang membuat pernyataan

Hasbu Rida Mutasiana

K2509028


commit to user

iii

PENGARUH VARIASI KETEBALAN CORE HONEYCOMB

KARDUS TIPE BC-FLUTE TERHADAP KARAKTERISTIK BENDING

KOMPOSIT SANDWICH SERAT CANTULA

Oleh:

HASBU RIDA MUTASIANA

K 2509028

Skripsi

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan mendapatkan gelar

Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin

Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Oktober 2013


commit to user

iv

PERSETUJUAN

Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji

Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

Hari : Senin

Tanggal : 4 November 2013

Dosen Pembimbing I

Yuyun Estriyanto, S.T., M.T.

NIP. 19780113 200112 1 009


Dosen Pembimbing II

Suharno, S.T., M.T.

NIP19710603 200604 1 001


commit to user

v

PENGESAHAN

Skripsi ini telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas

Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima

untuk memenuhi salah satu persyaratan untuk mendapatkan gelar Sarjana

Pendidikan.

Hari : Senin

Tanggal : 4 November 2013

Tim Penguji Skripsi

Nama Terang Tanda Tangan

Ketua : Drs. Suwachid, M.Pd., M.T. _________________

Sekretaris : Basori, S.Pd., M.Pd. _________________

Anggota I : Yuyun Estriyanto, S.T., M.T. _________________

Anggota II : Suharno, S.T., M.T. _________________

Disahkan oleh:

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Sebelas Maret

Dekan,

Prof. Dr. H. M. Furqon Hidayatullah, M.Pd.

NIP 196007271987021001


commit to user

vi

ABSTRAK

Hasbu Rida Mutasiana. PENGARUH VARIASI KETEBALAN CORE

HONEYCOMB KARDUS TIPE BC-FLUTE TERHADAP

KARAKTERISTIK BENDING KOMPOSIT SANDWICH SERAT

CANTULA. Skripsi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas

Maret. Oktober 2013.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik bending

komposit sandwich serat cantula dengan menggunakan variasi ketebalan core

berupa kardus tipe BC-flute.

Penelitian ini menggunakan metode diskriptif kuantitatif. Penelitian

dimulai dengan pembuatan material komposit sandwich kemudian material

tersebut diberikan pengujian bending dengan menggunakan Universal Testing

Machine (UTM). Pengujian bending mengacu pada ASTM C-393 yang akan

menghasilkan perhitungan yang lain, yaitu tegangan bending face dan tegangan

geser core. Face komposit tersusun dari serat cantula sebagai pengisi, resin

Unsaturated Polyester Yucalac 157 BQTN-EX sebagai pengikat, dan Metyl Etyl

Keton Peroxide (MEKPO) sebagai katalis. Core menggunakan kardus tipe BC-

Flute yang disusun dengan PV Ac-Fox dengan variasi ketebalan 10 mm, 20 mm,

30 mm, dan 40 mm. Adhesive menggunakan Epoxy Versamid 140.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi ketebalan mempengaruhi

tegangan bending komposit, tegangan geser core, dan tegangan bending face.

Penambahan ketebalan komposit mengakibatkan penurunan nilai tegangan

bending komposit, tegangan geser core, dan tegangan bending face. Nilai rata-rata

tertinggi terjadi pada ketebalan core 10 mm dengan tegangan bending komposit

sebesar 17.47 MPa, tegangan geser core sebesar 0.75 MPa, dan tegangan bending

face sebesar 18.84 MPa.

Kata kunci: komposit sandwich, tegangan bending, kardus tipe BC-flute, serat

cantula


commit to user

vii

ABSTRACT

Hasbu Rida Mutasiana. THE EFFECT OF CORE THICKNESS VARIATION

HONEYCOMB CARDBOARD BC-FLUTE TYPE DUE TO BENDING

CHARACTERISTICS OF COMPOSITE SANDWICH CANTULA FIBER.

Thesis, Teaching Training and Education Faculty of Sebelas Maret University.

October 2013.

The purpose of this research was to determine the bending characteristics

of composite sandwich cantula fiber using a cardboard core thickness variation of

type BC - flute.

This research uses descriptive quantitative method. The research began

with the manufacture of sandwich composite material then the material given

bending test using a Universal Testing Machine (UTM). Bending testing refers to

ASTM C-393 which would result in another calculation, the bending stress and

shear stress core face. Face is composed of a fiber composite cantula as filler,

Unsaturated Polyester resin as a binder BQTN-EX Yucalac 157, and Metyl Etyl

Ketone Peroxide (MEKPO) as a catalyst. Core uses cardboard type BC - Flute

compiled by PV Ac - Fox with a thickness variation of 10 mm, 20 mm, 30 mm,

and 40 mm. Epoxy adhesive using Versamid 140.

The results showed that the thickness variation affects the bending stress

composites, core shear stress and bending stress face. The addition of the

composite thickness resulting impairment the composite bending stress, core shear

stress and facing bending stress. The highest average value occurs at a thickness

of 10 mm with a core voltage of 17,47 MPa composite bending, shear cores of

0,75 MPa, and face bending stress of 18,84 MPa.

Keywords: composite sandwich, bending stress, type BC-flute cardboard, fiber

cantula.


commit to user

viii

MOTTO

“Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah nasib suatu kaum

sebelum mereka mengubah keadaan diri mereka sendiri”

(Q.S. Ar-Ra’du : 11)

“Man Jadda Wajada, Man shabara zhafira, Man sara ala darbi washala”

(Ranah 3 Warna).

“Karena sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila kamu telah selesai

dari suatu urusan, kerjakanlah dengan sungguh-sungguh urusan yang lain”

(Q.S. Al-Insyirah : 6-7)

"Jika anda memiliki keberanian untuk memulai, anda juga memiliki

keberanian untuk sukses"

(David Viscoot)

"Jalan terbaik untuk bebas dari masalah adalah dengan memecahkannya"

(Alan Saporta)

“Hal sekecil apapun yang kita lakukan akan sangat mempengaruhi masa depan

kita, paling tidak dari dalam diri kita”

(Hasbu Rida Mutasiana)


commit to user

ix

PERSEMBAHAN

Segala Puji bagi Allah SWT kupanjatkan rasa syukur karena dengan izin

dan kuasaNya, akhirnya dapat kupersembahkan karya ini untuk:

Rois Achmadi dan Siti Sofiyati

Ayah dan ibuku tercinta, terimakasih atas bimbingan, doa dan restu yang tak

pernah putus diberikan kepadaku. Serta pengorbanan tiada henti dengan kasih

sayang yang tak terbatas.

Ri’yu Diawan Fuadhadi

Adikku tersayang yang secara tidak langsung memberi motivasi kepadaku. Aku

janji akan selalu menjadi kakak yang baik buat kamu dek.

Tri Achya Ngasuko dan Dwi Achindriko

Kakak-kakku tercinta yang selalu menjadi inspirasiku untuk selalu berusaha.

Doakan adikmu ini semoga bisa mengikuti kesuksesan kalian mas.

Harenilina Yuningputri

Terimakasih atas semangat positif serta hari-hari yang sudah kita lalui suka

maupun duka.

Bambang, Yogi, Danang, Irman, dan Edi

Terimakasih telah membantu dengan penuh keikhlasan dan semangat sehingga

skripsi ini bisa terselesaikan.

Sahabat-Sahabatku

Herman, Surya, Ilyas, Riwad, Ginanjar, Ervan (Patrick), terimakasih atas

kekompakan selama ini.

Teman-Teman Macaners ‘09

Terimakasih atas semangat, perjuangan dan kerjasamanya.

Almamaterku


commit to user

x

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah yang Maha Pengasih dan Penyayang, atas rahmat

dan hidayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul

“PENGARUH VARIASI KETEBALAN CORE HONEYCOMB KARDUS

TIPE BC-FLUTE TERHADAP KARAKTERISTIK BENDING KOMPOSIT

SANDWICH SERAT CANTULA”.

Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian dari persyaratan untuk

mendapatkan gelar Sarjana pada Program Studi Pendidikan Teknik Mesin,

Jurusan Pendidikan Teknik Kejuruan, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan,

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penulis menyadari bahwa terselesaikannya skripsi ini tidak terlepas dari

bantuan, bimbingan, dan pengarahan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis

menyampaikan terima kasih kepada:

1. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

2. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan Fakultas Keguruan dan Ilmu

Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3. Ketua Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Jurusan Pendidikan Teknik

dan Kejuruan, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas

Maret Surakarta.

4. Yuyun Estriyanto, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing I, yang dengan

penuh kesabaran memberikan motivasi dan bimbingan dalam penyusunan

skripsi ini.

5. Suharno, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing II, yang dengan penuh

semangat memberikan motivasi dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.

6. Basori, S.Pd., M.Pd., selaku Pembimbing Akademik yang selalu memberikan

pengarahan dan bimbingan dalam pelaksanaan perkuliahan sebagai bekal

untuk menyusun skripsi ini.

7. Teman-teman PTM FKIP UNS Angkatan 2009.


commit to user

xi

8. Semua pihak yang turut membantu dalam penyusunan skripsi ini yang tidak

mungkin disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan

karena keterbatasan penulis. Meskipun demikian, penulis berharap semoga skripsi

ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca umumnya.


Penulis,


commit to user

xii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ............................................................................. i

HALAMAN PERNYATAAN ............................................................... ii

HALAMAN PENGAJUAN .................................................................. iii

HALAMAN PERSETUJUAN .............................................................. iv

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................... v

HALAMAN ABSTRAK ....................................................................... vi

HALAMAN ABSTRACT ..................................................................... vii

HALAMAN MOTTO ........................................................................... viii

HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................ ix

KATA PENGANTAR ........................................................................... x

DAFTAR ISI .......................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................. xv

DAFTAR TABEL .................................................................................. xviii

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................... xix

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah .................................................... 1

B. Identifikasi Masalah .......................................................... 3

C. Pembatasan Masalah ......................................................... 3

D. Perumusan Masalah ......................................................... 4

E. Tujuan Penelitian .............................................................. 4

F. Manfaat Penelitian ............................................................ 4

BAB II LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka ............................................................... 5

1. Komposit ..................................................................... 5

2. Komposit Sandwich ..................................................... 6

a. Core ...................................................................... 7

b. Face ...................................................................... 8


commit to user

xiii

c. Adhesive ................................................................ 9

3. Penggunaan Kardus sebagai Core ............................... 10

a. Single Faced Corrugated Board ........................... 12

b. Single Wall Corrugated Board .............................. 12

c. Twin Wall Corrugated Board ................................ 13

d. Triple Wall Corrugated Board .............................. 14

4. Penggunaan Serat Cantula Sebagai Filler Face .......... 16

5. Penggunaan Resin Polyester sebagai Matrik Face ..... 17

6. Penggunaan MEKPO sebagai Katalis ......................... 18

7. Fraksi Volume ............................................................. 18

8. Fraksi Berat ................................................................. 19

9. Metode Hand Lay-Up .................................................. 20

10. Pengujian Bending Komposit Sandwich ..................... 20

11. Faktor-faktor Tegangan Komposit .............................. 23

12. Pola Kegagalan Komposit Sandwich ........................... 24

B. Hasil Penelitian yang Relevan ........................................... 25

C. Kerangka Berpikir ............................................................. 31

D. Hipotesis ............................................................................ 32

BAB III METODE PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian ......................................... 33

1. Tempat Penelitian ....................................................... 33

2. Waktu Penelitian ........................................................ 33

B. Rancangan/Desain Penelitian ............................................ 34

C. Instrumen Penelitian .......................................................... 35

1. Alat Penelitian ............................................................. 36

2. Bahan Penelitian .......................................................... 38

D. Pengumpulan Data ............................................................. 39

1. Indentifikasi Variabel .................................................. 39

2. Sumber Data ................................................................ 39

E. Bentuk dan Dimensi Spesimen Uji .................................... 40

1. Dimensi Komposit Sandwich ...................................... 40


commit to user

xiv

2. Gambar 3D Komposit Sandwich ................................. 41

F. Pembuatan Spesimen ......................................................... 41

1. Persiapan Core ............................................................. 41

2. Persiapan Serat ............................................................ 42

3. Persiapan Face Komposit Sandwich ........................... 44

4. Proses Fabrikasi Komposit Sandwich ......................... 46

5. Pengujian Komposit Sandwich .................................... 46

G. Analisis Data ..................................................................... 47

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Deskripsi Data ................................................................... 48

B. Pembahasan Hasil Penelitian ............................................. 49

1. Facing Bending Stress ................................................. 52

2. Core Bending Stress .................................................... 53

C. Pembahasan Hasil Analisis Data ....................................... 55

1. Analisis Kurva ............................................................. 55

a. Spesimen Uji BC10-4 .............................................. 56

b. Spesimen Uji BC20-5 .............................................. 57

c. Spesimen Uji BC30-4 .............................................. 58

d. Spesimen Uji BC40-1 .............................................. 59

2. Analisis Foto Makro Kegagalan Uji Bending ............. 61

a. Delaminasi ............................................................. 61

b. Gagal Geser Core .................................................. 62

c. Gagal Face ............................................................. 64

BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN

A. Simpulan ............................................................................ 66

B. Implikasi ............................................................................ 67

1. Implikasi Teoritis ......................................................... 67

2. Implikasi Praktis .......................................................... 67

C. Saran .................................................................................. 67

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................. 68

LAMPIRAN ............................................................................................. 70


commit to user

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1. Klasifikasi Komposit ....................................................................... 6

2.2. Struktur Komposit Sandwich dengan Core Honeycomb ................. 7

2.3. Core Honeycomb dengan Arah Susunan Horisontal Gelombang

Dua Arah (HGD) ............................................................................. 8

2.4. Kardus (Corrugatted Paper)Tipe BC-Flute .................................... 12

2.5. Single Face Corrugated Board ........................................................ 12

2.6. Single Wall Corrugated Board ........................................................ 13

2.7. Twin Wall Corrugated Board .......................................................... 13

2.8. Triple Wall Corrugated Board ........................................................ 14

2.9. Ukuran Gelombang (Flute).............................................................. 15

2.10 Proses Hand Lay-Up ........................................................................ 20

2.11. Pengujian Three Point Bending Komposit Sandwich ...................... 21

2.12 Mode Kegagalan Uji Bending Struktur Komposit Sandwich .......... 25

3.1. Diagram Alir Penelitian ................................................................... 35

3.2. Neraca Digital Master Toledo 220 V............................................... 36

3.3. Universal Testing Machine .............................................................. 37

3.4. Cetakan Besi Face Komposit Beserta Stopper ................................ 37

3.5. Dimensi Komposit Sandwich .......................................................... 40

3.6. Gambar 3D Komposit Sandwich ..................................................... 41

3.7. Core Honeycomb Corrugated Carboard BC-Flute ......................... 41

3.8. Perendaman Serat Cantula .............................................................. 43

3.9. Proses Pengeringan Serat Cantula ................................................... 43

3.10. Pemotongan Serat Cantula .............................................................. 43

3.11. Proses Pembuatan Face Komposit .................................................. 44

3.12. Proses Fabrikasi Komposit Sandwich Serat Cantula ...................... 46

3.13. Universal Testing Machine Fakultas Teknik Universitas Sebelas

Maret ................................................................................................ 47

4.1. Dimensi Spesimen Uji Bending ....................................................... 49


commit to user

xvi

4.2. Skema Pengujian Bending ............................................................... 50

4.3. Kurva Tegangan Bending Komposit Sandwich Serat Cantula dengan

Core Honeycomb Kardus BC-Flute ................................................. 51

4.4. Kurva Tegangan Bending Face Komposit Sandwich Serat Cantula

dengan Core Honeycomb Kardus BC-Flute .................................... 53

4.5. Kurva Tegangan Geser Core pada Komposit Sandwich Serat Cantula

Dengan Core Honeycomb Kardus BC-Flute ................................... 55

4.6. Hasil Pengujian Bending Komposit Sandwich Spesimen BC10-4 .... 56



4.9. Hasil Pengujian Bending Komposit Sandwich Spesimen BC40-5 ....... 60

4.10. Delaminasi Spesimen Uji dengan Ketebalan Core 10 mm ............. 61

4.11. Delaminasi Spesimen Uji dengan Ketebalan Core 20 mm .............. 61

4.12. Delaminasi Spesimen Uji dengan Ketebalan Core 30 mm ............. 61

4.13. Delaminasi Spesimen Uji dengan Ketebalan Core 40 mm .............. 62

4.14. Gagal Geser Core dengan Ketebalan 20 mm ................................... 62



4.17. Gagal Face Spesimen Uji dengan Ketebalan Core 20 mm.............. 64




commit to user

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1. Ukuran Gelombang (Flute) Kardus ................................................. 14

2.3. Sifat Serat Nanas Sabrang (Cantula) ............................................... 16

3.1. Alokasi Waktu Penelitian ................................................................ 33

3.2. Variasi Penelitian ............................................................................. 34

3.3. Bahan Penyusun Komposit Sandwich Serat Cantula dengan Core

Honeycomb Kardus BC-Flute .......................................................... 38

3.4. Sifat Resin Unsaturated Polyester Yukalac® 157 BQTN-EX ........ 39

4.1. Nilai Beban Maksimal pada Pengujian Bending Komposit Sandwich


4.2. Tegangan Bending Komposit Sandwich Serat Cantula dengan Core

Honeycomb Kardus BC-Flute .......................................................... 50

4.3. Tegangan Bending Face pada Komposit Sandwich Serat Cantula


4.4. Tegangan Geser Core pada Komposit Sandwich Serat Cantula dengan

Core Honeycomb Kardus BC-Flute ................................................. 54





4.10. Kegagalan Pengujian Bending Komposit Sandwich Serat Cantula

dengan Variasi Ketebalan Core Kardus Tipe BC-Flute .................. 65


commit to user

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

1. Surat Pengajuan Judul Skripsi ......................................................... 70

2. Daftar Presensi Seminar Proposal ................................................... 71

3. Surat Permohonan Ijin Penyusunan Skripsi .................................... 73

4. Surat Keputusan Dekan FKIP .......................................................... 74

5. Surat Permohonan Ijin Research/Try Out Rektor ............................ 75

6. Surat Permohonan Ijin Research/Try Out Lab. Material FT UNS .. 76

7. Surat Keterangan Selesai Research ................................................ 77

8. ASTM C-393 ................................................................................... 78

9. Tabel Perhitungan Tegangan Bending ............................................ 82

10. Kurva Pengujian Bending Spesimen BC-Flute Ketebalan 10 mm

Replika 1 .......................................................................................... 83


Replika 2 .......................................................................................... 83


Replika 3 .......................................................................................... 84


Replika 4 .......................................................................................... 84


Replika 5 .......................................................................................... 85


Replika 1 .......................................................................................... 85


Replika 2 .......................................................................................... 86


Replika 3 .......................................................................................... 86


Replika 4 .......................................................................................... 87



commit to user

xix

Replika 5 .......................................................................................... 87


Replika 1 .......................................................................................... 88


Replika 2 .......................................................................................... 88


Replika 3 .......................................................................................... 89


Replika 4 .......................................................................................... 89


Replika 5 .......................................................................................... 90


Replika 1 .......................................................................................... 90


Replika 2 .......................................................................................... 91


Replika 3 .......................................................................................... 91


Replika 4 .......................................................................................... 92


Replika 5 .......................................................................................... 92

30. Dokumentasi Persiapan Serat dan Core .......................................... 93

31. Dokumentasi Proses Fabrikasi Face ................................................ 95

32. Dokumentasi Proses Fabrikasi Komposit Sandwich ......................

33. Dokumentasi Pengujian Bending ....................................................

Date post:	29-Aug-2019
Category:	Documents
Upload:	others
View:	0 times
Download:	1 times

PENGARUH VARIASI KETEBALAN CORE HONEYCOMB - …/Pengaruh-V...perpustakaan.uns.ac.id...

Documents