JEECAE : Journal of Electrical.
Electronic.
Control and Automotive Engineering Vol.
No.
Mei Tahun 2024, hal 12-15 p-ISSN : 2541-0288 e-ISSN : 2528-0708 JOURNAL OF ELECTRICAL.
ELECTRONIC.
CONTROL AND
AUTOMOTIVE ENGINEERING (JEECAE)
Homepage jurnal: http://journal.
Analisis Pengujian Bending Komposit Serat Sabut Kelapa (Cocos Nucifer.
Dengan Matriks Polyester Sebagai Bahan Cover Intake Manifold Rahmat AlfiansyahA.
Kholis Nur faizin A.
Farid MajediAU rahmatalfiansyah24@gmail.
comA, kholis@pnm.
idA .
AU Politeknik Negeri Madiun Jl.
Serayu No.
84 Madiun.
Madiun 63133.
Indonesia *Email Responden: sekretariat@pnm.
ABSTRAK
Komposit terbentuk dari kombinasi antara serat dan matriks.
Serat berfungsi sebagai material penguat yang menyusun komposit.
Matriks berfungsi untuk mengikat serat.
Komposit berguna sebagai bahan alternatif pengganti seperti material besi, baja, logam, dan keramik karena memiliki keunggulan antara lain biodegradabble dan ketahanan terhadap korosi sehingga menjadikan komposit sebagai salah satu material baru yang potensial untuk dikembangkan.
Dalam penelitian ini berfokus menganalisis komposit serat sabut kelapa matriks resin polyester dengan variasi fraksi volume serat 30%, 35% dan 40% menggunakan metode hand lay-up untuk mengetahui sifat mekanik melalui pengujian Bending ASTM D790.
Nilai kekuatan Bending rata-rata terbesar adalah 65,32 N/mm2 yaitu pada fraksi volume serat sabut kelapa 40%.
Hasil terbaik dari pengujian Bending acuan dalam pembuatan produk Cover Intake Manifold untuk meminimalisir penggunaan bahan plastik pada komponen kendaraan.
Kata kunci: Komposit.
Serat Sabut Kelapa.
Polyester.
Uji Bending.
Cover Intake Manifold.
Plastik
PENDAHULUAN
Kendaraan roda empat saat ini semakin banyak diburu dan diminati oleh masyarakat Indonesia karena penggunaannya lebih efektif dan efisien guna mengakomodasi jumlah keluarga yang bertambah besar.
Dengan meningkatnya pembelian masyarakat ini, sejalan dengan data yang dikeluarkan oleh GAIKINDO (Gabungan Industri Kendaraan Bermotor Indonesi.
pada tahun 2023 mengenai penjualan retail .
engiriman dari dealer ke konsume.
pada Januari 2023 835 unit.
Ini tumbuh 15,6 persen dibanding Januari tahun 2022 sebesar 78.
835 unit.
Dari peningkatan penjualan retail .
engiriman dari dealer ke konsume.
tersebut, maka muncul kekurangan dalam pembuatan mobil saat ini yaitu penggunaan bahan plastik yang dominan pada komponen-komponennya untuk mengurangi biaya produksi.
Masalah besar yang timbul saat ini adalah permasalahan sampah plastik.
Dengan jumlah penduduk mencapai angka 270,20 juta jiwa, 1 Indonesia menghasilkan 277,69 ton timbulan sampah sampah pada tahun 2020.
Dari angka timbulan sampah tersebut, hanya 15.
553,06
ton atau sekitar 45,81% sampah yang tertangani.
Sebanyak 17,07% dari keseluruhan timbulan sampah di Indonesia merupakan sampah plastik, menempatkan jenis sampah ini di urutan kedua terbanyak dalam komposisi timbulan sampah berdasarkan jenis di Indonesia .
Dari permasalahan tersebut penelitian ini bertujuan menggantikan bahan plastik pembuatan komponen mobil dengan menggunakan komposit serat alam yang memiliki keunggulan mudah terurai dan ramah lingkungan.
Material komposit di era modern ini sangat banyak dikembangkan di berbagai bidang, termasuk dalam bidang Komposit berpenguat serat alam mempunyai keuntungan relatif murah serta ramah terhadap lingkungan.
Oleh karena itu, material komposit serat alam dapat diproyeksikan menjadi material alternatif pengganti komposit serat sintetis .
Selain itu, serat alam bersifat biodegradable dan ketersediannya cukup melimpah karena tersebar luas di alam seperti tumbuhan nanas, rami, bambu, kelapa, tebu.
JEECAE : Journal of Electrical.
Electronic.
Control and Automotive Engineering Vol.
No.
Mei Tahun 2024, hal 12-15 cangkang hewan, bulu hewan dan sebagainya.
Tanaman kelapa merupakan salah satu serat alam yang dapat digunakan dalam pembuatan komposit.
Tanaman kelapa tersebar banyak di wilayah Indonesia.
Berdasarkan Pusat Data dan Sistem Informasi Pertanian produksi kelapa di Indonesia tahun 2022 diperkirakan sebesar 2,86 juta ton.
Produksi tersebut diperkirakan mengalami peningkatan selama lima tahun ke depan dengan perkiraan produksi 2,87 juta ton pada tahun Untuk memanfaatkan ketersediaan serat kelapa yang melimpah ini, maka dapat digunakan sebagai filler atau penguat komposit guna mengatasi permasalahan serat kelapa di lingkungan yang belum dikelola dengan optimal.
Komposit tersusun dari serat dan matriks.
Sebelum perbandingan komposisi antara serat dan matriks seperti halnya penelitian yang dilakukan oleh (Rizaldi, 2.
yang menyatakan variasi pembagian jumlah serat melalui proses alkalisasi NaOH dari 30% menjadi 40%, mengalami peningkatan hal ini menunjukan bahwa semakin banyak jumlah volume serat menyebabkan peningkatan nilai Bending.
Namun ketika jumlah volume serat mencapai 50% kekuatan Bending mulai menurun akibat dari volume serat yang terlalu banyak sehingga mengurangi volume resin sebagai pengikat yang menyebabkan komposisi serat dan matriks tidak seimbang sehingga komposit menjadi rapuh .
Dari penelitian yang dilakukan di atas, maka penelitian ini berfokus pada pengaruh fraksi volume serat sabut kelapa sebagai penguat terhadap nilai kekuatan bending melalui tahap ekstraksi menggunakan larutan NaOH 7% selama 2 jam dan variasi fraksi volume serat 30%, 35%, 40% dengan campuran resin Polyester Yukalac BQTN 157 serta hardener Methyl Ethyl Keton Proxide (MEKPO) yang nantinya digunakan sebagai bahan alternatif pengganti plastik pada Cover Intake Manifold.
II.
METODOLOGI
Pada penelitian ini menggunakan metode research and development yaitu pendekatan penelitian yang ditujukan untuk menciptakan atau mengembangkan produk, proses, atau inovasi yang baru.
Dalam penelitian ini, dilakukan perendaman serat sabut kelapa selama 2 jam.
Penggunaan konsentrasi NaOH sebesar 7% dengan fraksi volume serat sebesar 30%, 35%, 40% menjadi perlakuan selanjutnya spesimen komposit tersebut diuji menggunakan pengujian Setelah mendapatkan hasil terbaik maka hasil tersebut menjadi acuan dalam pembuatan produk Cover Intake Manifold.
p-ISSN : 2541-0288 e-ISSN : 2528-0708 A Lokasi Penelitian :
Lokasi pengunjian bending penelitian ini dilakukan di Laboratorium Uji Bahan Gedung D Politeknik Negeri Madiun.
A Waktu Penelitian :
Penelitian ini dilakukan pada bulan Juli 2023 sampai Juli 2024 A Alat dan Bahan :
Tabel 1.
Alat dan Bahan Penelitian Alat Bahan Cetakan Serat Sabut Kelapa Timbangan Digital Resin Polyester Yukalac BQTN 157 Gerinda Natrium Hidriksida / NaOH .
%) Kuas Katalis MEKPO Gunting Aquades Sarung Tangan Mirror Glaze A Variabel Penelitian :
Variabel Terikat : Sifat mekanik spesimen melalui Bending Test Machines dengan metode Three Point Bending Variabel Bebas : Fraksi volume serat 30%, 35%.
Variabel Kontrol :
- Perendaman serat menggunakan NaOH 7% selama 2 jam - Panjang serat 15 mm - Serat sabut kelapa - Arah serat acak dan usia serat diasumsikan - Resin yang digunakan adalah resin Polyester Yukalac BQTN 157 - Katalis yang digunakan adalah MEKPO A Rencana Penelitian :
Proses Ekstraksi Serat Sabut Kelapa - Pemilihan, pemilahan dan penyikatan serat dari - Pencucian serat dengan air mengalir - Penimbangan NaOH 7% dan aquades - Perendaman serat ke dalam aquades dan NaOH 7% selama 2 jam - Pembilasan serat menggunakan air bersih - Pengeringan serat yang telah bersih - Pemotongan serat 15 mm Proses Pembuatan Spesimen - Penimbangan serat dan resin sesuai fraksi - Pemberian mirror glaze pada cetakan JEECAE : Journal of Electrical.
Electronic.
Control and Automotive Engineering Vol.
No.
Mei Tahun 2024, hal 12-15 Pengadukan resin dengan katalis secara merata Penuangan resin ke cetakan sebagai lapisan - Peletakan serat secara merata di atas resin - Penuangan kembali resin sebagai lapisan kedua hingga memenuhi seluruh permukaan cetakan - Pemberian pemberat di atas kaca hingga spesimen mengering Proses Pengujian Bending - Pengukuran dimensi spesimen meliputi panjang, lebar, dan tinggi - Pengaturan lebar tumpuan sesuai dengan ukuran - Pengaturan tumpuan tepat pada tengah Ae tengah - Pemasangan spesimen uji pada tumpuan - Pengaturan indentor hingga menempel pada spesimen uji dan mengatur skala beban, dan dial indicator pada posisi nol Gambar 1.
Dimensi Spesimen Uji Bending yang Dirancang Berdasarkan ASTM D790 .
Analisa Variasi Fraksi Volume Serat Terhadap Nilai Kekuatan Bending Berdasarkan tabel 2.
di atas menunjukkan nilai kekuatan bending spesimen komposit serat sabut kelapa dengan matriks polyester melalui proses alkalisasi NaOH 7% selama 2 jam menunjukkan nilai kekuatan bending tertinggi pada fraksi volume serat 40% dengan nilai 114,11 MPa.
Sedangkan nilai kekuatan bending terendah pada fraksi volume serat 30% dengan nilai 39,11 MPa.
Berdasarkan grafik diagram rata-rata kekuatan bending pada Gambar.
3 menunjukkan nilai rata-rata kekuatan bending fraksi volume serat 30% sebesar 50,36 MPa.
Nilai rata-rata kekuatan bending fraksi volume serat 35% sebesar 60,94 MPa.
Fraksi volume serat 40% memiliki nilai rata-rata kekuatan bending tertinggi dengan nilai 65,32 MPa.
Hal ini menunjukkan bahwa semakin banyak penambahan volume serat maka semakin meninngkat pula nilai kekuatan Namun ketika jumlah volume serat mencapai 50% kekuatan bending mulai menurun akibat dari volume serat yang terlalu banyak sehingga mengurangi volume resin sebagai pengikat yang menyebabkan komposisi serat dan matriks tidak seimbang sehingga komposit menjadi rapuh (Rizaldi, dkk 2.
Semakin besar fraksi volume maka dapat meningkatkan nilai kekuatanya tetapi setelah melewati nilai maksimum sifat mekanis akan menurun, penyebab dari fenomena ini yaitu karena lemahnya ikatan antara matrik dengan serat, hingga menyebabkan penurunan kekuatan komposit (Wijoyo, dkk.
IV.
KESIMPULAN
HASIL DAN ANALISA
Tabel 2.
Hasil Rata-Rata Kekuatan Bending Rata-rata Kekuatan Bending (MP.
Fraksi
Fraksi
Fraksi
Spesimen
Volume Volume Volume 30 : 70
35 : 65
40 : 60
53,97
89,95
114,11
63,08
59,31
54,64
41,59
47,78
50,34
54,07
54,76
45,21
39,11
62,31
Rata-rata 50,36 60,94 65,32 Dari data hasil pengujian Bending spesimen komposit serta sabut kelapa diperoleh nilai kekuatan Bending rata-rata terbesar adalah 65,32 MPa yaitu pada fraksi volume serat sabut kelapa 40%.
Nilai kekuatan Bending rata-rata terendah adalah 50,36 MPa yaitu pada fraksi volume serat sabut kelapa Sedangkan untuk fraksi volume serat 35% memiliki nilai kekuatan Bending rata-rata 60,94 MPa Melihat dari hasil pengujian Bending yang telah dilakukan menunjukkan bahwa nilai kekuatan Bending terbesar adalah pada fraksi volume serat sabut kelapa 40%, hal ini berpengaruh pada semakin tinggi penambahan fraksi volume serat suatu komposit maka kekuatan Bendingnya semakin meningkat.
Kekuatan Bending (N/mmA) Kekuatan Bending Rata-Rata 50,36 60,94 p-ISSN : 2541-0288
e-ISSN : 2528-0708
65,32
DAFTAR PUSTAKA