laporan komposit

 

LAPORAN PRAKTIKUM KOMPOSIT

PEMBUATAN RIB

Disusun oleh :

R. Akbar Nugroho (111221022)

Rd Rani Lusianti (111221024)

Risky Pratama P (111221025)

RR.Alvina Rana P (111221026)

Saadilah Rasyid (111221027)

Tria Satria (111221028)

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2012

1.     Tujuan

a.       Mengetahui teknologi komposit laminasi basah.

b.      Mempelajari dan menganalisa material komposit yang telah ditentukan.

c.       Mempraktekkan pembuatan komposit di laboratorium.

d.      Menghasilkan produk berbahan komposit dengan mengeluarkan biaya yang relatif murah.

2.     Landasan Teori

                Material komposit adalah material yang terbuat lebih dari satu bahan yang membentuk satu kesatuan. Material komposit merupakan material yang cukup ringan dan memiliki karakteristik A/C yang baik jika dibandingkan dengan aluminium dan metal lainnya. Material ini awalnya dikembangkan pada pesawat terbang, dan banyak aplikasi lainnya di bidang industri maupun untuk keperluan rumah tangga.

            Kekuatan dan kekakuan material komposit ditentukan oleh serat penguat dan matriks/resin sebagai pengikat. Unsur utama bahan komposit adalah serat, serat ini yang menentukan karakteristik bahan komposit. Sedangkan matriks berperan sebagai pelindung dan pengikat serat tersebut.

a)      Matriks

            Material yang digunakan sebagai matriks adalah polimer (plastik) berjenis thermosetting yang sering disebut dengan resin. Polimer merupakan material yang memiliki struktur lebih kompleks dibandingkan dengan metal dan keramik. Pada umumnya terdapat dua jenis resin yaitu Polyester dan epoxy.

-          Resin epoxy merupakan resin berkualitas cukup baik dan memiliki harga yang cukup tinggi.

Pengguanannya untuk jenis serat karbon, Kevlar dan boron.

-          Resin polyester, memiliki harga yang relative murah.

Penggunaannya untuk produk atau peralatan sehari-hari. Contoh : bak mandi, genteng, toren air, dll.

            Fungsi Matriks antara lain, menyatukan serat-serat penguat, mendistribusikan gaya-gaya pada serat dan melindungi serat penguat terhadap pengaruh lingkungan.

b)     Serat

            Serat / Fiber merupakan unsure utama pada material komposit yang berpengaruh pada kekuatan suatu benda/komponen, sehingga material komposit tergantung pada jenis struktur serat penyusunnya. Jenis serat yang banyak digunakan adalah serat gelas dengan warna putih berbentuk memanjang dengan diameter 6 mikron sampai 10 mikron.

            Keunggulan serat yang lainnya adalah ringan, memiliki karakteristik yang baik untuk panas, tahan korosi, mudah dalam proses produksi, serta harganya relatif murah.

3.     Alat dan Bahan

           

Bahan  :

1.      Serat fiber

2.      Resin

3.      Talk

4.      Mat

5.      Hardener (katalis)

6.      Dempul

7.      Wax

Alat     :

1.      Wadah

2.      Pengaduk

3.      Cetakan

4.      Cutter

5.      Amplas

6.      Kuas

7.      Mesin gerinda

8.      Mesin potong

9.      Palu

10.  Jangka sorong

4.     Langkah Kerja

a.       Pembuatan cetakan (Jika cetakan belum tersedia)

-          Potong papan kayu dengan ukuran tertentu.

-          Masukkan master model tertentu sesuai dengan yang diinginkan.

-          Memberikan lilin pada daerah kosong antara master model dan papan kayu yang telah ditentukan.

-          Oleskan wax dengan ketebalan yang cukup diseluruh permukaan model dan papan kayu.

-          Memberikan gel coat secara merata.

-          Sebelum kering, berikan lapisan dengan serat pada setiap permukaan master model dan secara simultan pada permukaan kayu diberikan resin yang telah dicampur terlebih dahulu dengan katalis. (lapisan serat sesuai kebutuhan).

-          Sambil menunggu kering laminasi tersebut, lakukan pemotongan sisa-sisa serata kaca guna merapikan cetakan.

-          Setelah kering, lakukanlah pelepasan cetakan tersebut, cetakan telah siap digunakan untuk membuat produk.

b.      Pembuatan produk

-          Persiapkan bahan komposit dan peralatan yang telah ditentukan. Missal : resin, fiber, katalis, cetakan, kuas, gunting, ampelas, cutter, dll.

-          Laminasi, proses laminasi yaitu mengoleskan wax diseluruh permukaan cetakan dengan ketebalan yang cukup.

-          Melapisi dengan gel coat diseluruh permukaan dengan rata.

-          Memberikan lapisan awal dengan resin sebelum diberikan serat/fiber yang telah ditentukan sebelumnya (baik untuk banyak lapisan maupun campuran).

 

 

-          Menggabungkan cetakan yang sudah jadi (bila cetakan terpisah), dengan cara memberikan adonan untuk bonding.

-          Melepas cetakan jika dianggap sudah kering.

c.       Assembly (Penggabungan)

-          Menggabungkan hasil cetakan satu sama lain dengan cara bonding.

-          Sambil menunggu kering sambungan tersebut, rapikanlah hasil cetakan tersebut.

-          Menghaluskan hasi cetakan, jika terdapat lubang-lubang maka diberikan gel coat.

5.     Analisa Hasil Produk

 

Produk yang dihasilkan merupakan rib yang terdapat pada struktur sayap pesawat udara.

Pada bagian ujung produk (terutama bagian yang bersudut) sudut yang terbentuk (setelah dikeluarkan dari cetakan) adalah sekitar 90° , namun dengan sudut demikian, ini akan menyebabkan bagian ujung dari produk ini mengalami konsentrasi tegangan, sehingga kita mengampelas bagian itu sampai sudutnya kurang dari 90° (sampai membentuk radius) agar konsentrasi tegangannya berkurang atau bahkan menghilang.

Matriks yang digunakan adalah fiber glass dengan sudut 45° sebanyak tiga layer. Sudut 45° dipilih karena dengan sudut ini, produk yang dihasilkan akan lebih kuat dari beban tarik dari segala arah. Bahan fiberglass mempunyai beberapa keuntungan dibandingkan bahan logam, diantaranya : lebih ringan, lebih mudah dibentuk, dan lebih murah.

Pemberian warna tidak mengubah sifat mekanis yang ada pada produk. Ini dilakukan supaya produk terlihat lebih menarik dan juga supaya bisa dibedakan dengan hasil produk dari kelompok lain.

6.     Kesimpulan

Berdasarkan percobaaan yang telah dilakukan, kami dapat mengetahui bagaimana cara membuat produk dengan harga yang relatif murah dan cara pembuatan yang cukup mudah yaitu  menggunakan metode komposit laminasi basah. Produk yang dihasilkan merupakan rib yang terdapat pada struktur sayap pesawat udara.

Bagian ujung produk harus membentuk radius, agar konsentrasi tegangan  berkurang atau bahkan menghilang.

Matriks dengan sudut 45° akan menghasilkan produk yang lebih kuat terhadap beban tarik dari segala arah.

7.     Daftar Pustaka

http://www.ziddu.com/download/12386445/mbuat_fabrikasi_komponen_fiberglass_bahan_komposit.pdf.html

laporan uji impak

LAPORAN PRAKTIKUM

UJI IMPAK

Mata kuliah : Pengujian Bahan

Disusun oleh :

Rd. Rani Lusianti (111221024)

Risky Pratama P (111221025)

RR. Alvina Rana P (111221026)

Saadilah Rasyid (111221027)

Tria Satria (111221028)

Ulfi Latipah O (111221030)

Yusuf Adiwinata (111221031)

Zaskia Azhar Yasmin (111221032)

Kelas 2-Aeronautika

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

Tujuan Pratikum

·      Mahasiswa dapat menghitung energi impak

·      Mahasiswa dapat mengetahui harga impak material

·      Mahasiswa dapat mengetahui temperatur transisi hasil pengujian

·      Menggambarkan kurva uji impak

Petunjuk K3

1.    Pakaian labortorium

2.    Sepatu kerja

3.    Posisi pengujian harus ada di depan alat uji impak

Dasar Teori

Uji impak merupakan teknik yang digunakan untuk mengkarakterisasi patahan material yang sulit dilakukan pada uji tarik khususnya untuk material yang memiliki transisi deformasi yang sangat kecil.

Pemilihan uji impak penting karena:

1.      Deformasi dapat dilakukan pada temperatur yang rendah

2.      Laju deformasi yang tinggi

3.      Adanya notch dapat didekati dengan tegangan triaxial

Ada dua metoda standar pengujian yang dapat dilakukan pada uji impak yaitu Metoda Charpy dan Metoda Izod.

Ilustrasi pengujian impak dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

A.    Energi Impak

Energi impak diserap dihitung berdasarkan perbedaan ketinggian h dan h’ yang menunjukkan ketangguhan material. Transisi ulet-getas material, merupakan fungsi utama pemakaian uji impak. Pengujian dapat dilakukan dengan merubah atau mengatur temperatur spesimen dengan cara pemanasan dan pendinginan. Hasil pengujian pengaruh temperatur dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Pada kurva A dan B menunjukkan adanya temperatur transisi dari ulet ke getas. Pada temperatur yang tinggi material cenderung bersifat ulet begitu sebaliknya akan menjadi getas bila temperaturnya rendah. Bentuk patahan spesimen uji impak memiliki permukaan fibruos atau berserabut, flatness (rata) mengindikasi bahwa material tersebut bersifat ulet dan getas. 

Pemilihan material hendaknya memperhatikan ketahanan terhadap temperatur transisi (ulet-getas). Pada gambar di bawah ini, diperlihatkan temperatur transisi terhadap energi yang diserap material.

Temperatur transisi logam biasanya terjadi pada (0,1-0,2) Tm di mana Tm adalah temperatur melting absolut (K). Terlihat pada kurva bahwa logam-logam FCC kecenderungan tidak memiliki daerah temperatur transisi.

Secara umum perpatahan dapat digolongkan menjadi 2 golongan umum yaitu :

• Patah Ulet/ liat

Patah yang ditandai oleh deformasi plastis yang cukup besar, sebelum dan selama proses penjalaran retak.

·         Patah Getas

Patah yang ditandai oleh adanya kecepatan penjalaran retak yang tinggi, tanpa terjadi deformasi kasar, dan    sedikit sekali terjadi deformasi mikro.

Terdapat 3 faktor dasar yang mendukung terjadinya patah dari benda ulet menjadi patah getas :

1. Keadaan tegangan 3 sumbu/ takikan.
2. Suhu yang rendah.
3. Laju regangan yang tinggi/ laju pembebanan yang cepat.

B.     Perhitungan Energi

Untuk menghitung energi yang diserap material dapat dihitung dengan persamaan energi potensial sebagai berikut:

Alat yang Digunakan

1.      Tipe mesin uji                                           : Charpy

2.      Dimensi                                                                : 75×40×100

3.      Kapasitas                                                              : 80 J

4.      Berat gondam                                                                  : 8 kg

5.      Berat total                                                            : 120 kg

6.      Jarak antara titik pusat ayun dengan titik pukul : 600 mm

7.      Posisi awal pemukulan                                         : 130°

8.      Radius pisau pemukul                                          : 2.5 mm

9.      Sudut sisi pisau pemukul                                     : 30°

Bahan yang Diperlukan

1.      Termometer atau termokopel

2.      Bak air

3.      Heater pemanas

4.      Pendingin spesimen

5.      Jangka sorong

Langkah kerja

1.      Pemeriksaan alat atau mesin yang akan digunakan

2.      Alat pengukuran dimensi spesimen

3.      Kebutuhan alat pengukur temperatur seperti termometer dan alat pemanas

4.      Spesimen uji minimal dua buah disesuaikan dengan kebutuhan

5.      Menerima pengarahan dari instruktur tentang prosedur pengujian yang akan dilakukan

6.      Melakukan pengukuran spesimen dengan menggunakan jangka sorong dan mencatat pada lembar kerja

7.      Melakukan pengujian

8.      Memeriksa kelengkapan praktikum

9.      Membersihkan kelengkapan alat yang digunakan

10.  Menendatangankan kartu praktikum kepada instruktur

11.  Menyerahkan kelengkapan praktikum kepada teknisi/administrasi

Data Percobaan

1.      Baja

Dimensi penampang a           : 8 mm ;  b    : 10 mm

Luas penampang A               : 80 mm²

Berat bandul G                     : 8 kg

Panjang Lengan L                 : 0.6 m

Sudut ayun α                                    : 130°

SPESIMEN	T (°C)	E₁ (J)	β (°)	H₂ (m)	E₂ (J)	∆E = E₁-E₂ (J)	HI = ∆E/A
Baja	5	77.3	84	0.537	42.1	35.2	0.44
	25	77.3	72	0.414	32.45	44.85	0.56
	95	77.3	0	0	0	77.3	0.96

2.      Kuningan

Dimensi penampang a           : 8 mm ;  b    : 10 mm

Luas penampang A               : 80 mm²

Berat bandul G                     : 8 kg

Panjang Lengan L                 : 0.6 m

Sudut ayun α                                    : 130°

SPESIMEN	T (°C)	E₁ (J)	β (°)	H₂ (m)	E₂ (J)	∆E = E₁-E₂ (J)	HI = ∆E/A
Kuningan	5	77.3	104	0.745	58.4	18.9	0.24
	25	77.3	98	0.683	53.5	23.8	0.29
	92	77.3	100	0.704	55.2	22.1	0.27

Analisis Data

Dari data percobaan diatas, maka didapatkan harga impak dari masing-masing spesimen, berikut adalah kurva uji impak dari baja dan kuningan.

Dari kurva diatas didapatkan bahwa harga impak kuningan cenderung konstan dibanding dengan baja, hal tersebut disebabkan oleh struktur material kuningan adalah FCC sehingga tidak mempunyai temperature transisi. Dari kurva dapat kita lihat bahwa pada suhu rendah, energi yang diperlukan untuk terjadinya perpatahan sangat sedikit. Hal ini terjadi akibat pada suhu rendah perambatan retak terjadi lebih cepat daripada terjadinya deformasi plastis. Sedangkan pada suhu yang lebih tinggi, energi yang dibutuhkan untuk terjadinya fracture pun lebih besar karena pada suhu tinggi retakan didahului oleh deformasi plastis. Dari hasil patahan terlihat bahwa spesimen yang dipanaskan memiliki permukaan patahan yang berwarna gelap dan kasar. Sedangkan pada spesimen yang didinginkan, permukaan patahannya cenderung lebih halus.

Pada baja terlihat bahwa kurva naik cukup tinggi, garis yang cukup tajam ini disebut daerah temperature transisi. Daerah temperature transisi menunjukkan daerah dimana sifat baja akan berubah pada temperature tertentu. Pada temperature sangat rendah, baja cenderung getas, hal tersebut diakibatkan atom-atom pada baja tidak emngalami vibrasi dan membentuk struktur BCC sehingga atom akan kesulitan bergeser ketika diberi beban impak, Hal ini menyebabkan bentuk patahan baja berupa patahan getas. Pada temperature tunggi baja cenderung bersifat ulet,hal tersebut dapat terlihat dari banyaknya energi yang diserap dan bentuk patahan yang kasar dan berserabut. Baja menjadi ulet meskipun struktur atomnya BCC, karena atom-atom baja mengalami vibrasi sangat tinggi ketika dipanaskan sehingga baja sempat mengalami deformasi plastis ketika diberi beban impak.

Evaluasi

1.      Jelaskan terjadinya temperatur transisi

2.      Jelaskan mengapa pada suhu tinggi energi impak tinggi

Jawab

1.    Temperatur transisi adalah temperatur yang menunjukkan transisi perubahan jenis perpatahan suatu bahan bila diuji pada temperatur yang berbeda-beda. Pada pengujian dengan temperatur yang berbeda-beda maka akan terlihat bahwa pada temperatur tinggi material akan bersifat ulet (ductile) sedangkan pada temperatur rendah material akan bersifat rapuh atau getas (brittle). Fenomena ini berkaitan dengan vibrasi atom-atom bahan pada temperatur yang berbeda dimana pada temperatur kamar vibrasi itu berada dalam kondisi kesetimbangan dan selanjutnya akan menjadi tinggi bila temperatur dinaikkan (energi panas merupakan suatu driving force terhadap pergerakan partikel atom bahan). Vibrasi atom inilah yang berperan sebagai suatu penghalang (obstacle) terhadap pergerakan dislokasi pada saat terjadi deformasi kejut/impak dari luar.

2.    Dengan semakin tinggi vibrasi atom karena suhu yang semakin tinggi, maka pergerakan dislokasi mejadi relatif sulit, mengingat bahwa vibrasi atom berperan sebagai suatu penghalang (obstacle) terhadap pergerakan dislokasi pada saat terjadi deformasi kejut/impak dari luar. sehingga dibutuhkan energi yang lebih besar untuk mematahkan benda uji, atau dengan kata lain energi impak akan tinggi seiring dengan suhu yang bertambah tinggi.

Kesimpulan

          Suhu mempengaruhi harga impak, semakin tinggi suhu semakin tinggi pula harga impak.

          Kuningan tidak mempunyai temperatur transisi, oleh karena itu harga impak kuningan pada suhu rendah (=0.24), suhu kamar (=0.29), dan suhu tinggi (=0.27) cenderung sama, tidak berbeda jauh, dan dari hasil patahan terlihat bahwa kuningan bersifat getas.

            Baja memiliki temperatur transisi, oleh karena itu harga impaknya cenderung berbeda jauh, harga impak pada suhu rendah (=0.44) sifat baja adalah getas, suhu kamar (=0.56), dan suhu tinggi(=0.96) dimana sifat baja menjadi ulet . Hal ini terjadi karena adanya vibrasi atom-atom yang terpengaruh dengan perubahan suhu.

            Harga impak baja lebih tinggi daripada kuningan, menunjukkan bahwa ketangguhan baja lebih tinggi jika dibandingkan dengan kuningan.

1.      Patahan ulet ditunjukkan dengan permukaan patahan yang kasar, gelap dan berserabut.Sedangkan patahan getas ditunjukkan dengan permukaan patahan yangmengkilap, halus, dan tidak berserabut.

Daftar Pustaka

http://material12-its.blogspot.com/2011/08/uji-impak.html

http://danidwikw.wordpress.com/2010/12/17/pengujian-impak-dan-fenomena-perpatahan/