87032108 Laporan Uji Bahan Kulit Imitasi

1

LAPORAN UJI BAHAN

UJI TARIK BAHAN KULIT IMITASI

Oleh :

TEAM LABORATORIUM

PENGUJIAN BAHAN

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2011

1

A. Pendahuluan

Dewasa ini perkembangan material komposit di bidang rekayasa sangat

pesat. Pemanfaatannya sebagai bahan pengganti logam atau pengganti bahan

baku produksi yang lain sudah semakin luas, seperti untuk peralatan olah raga,

sarana transportasi (darat, laut dan udara), konstruksi dan dunia antariksa.

Keuntungan penggunaan material komposit antara lain: tahan korosi, rasio antara

kekuatan dan densitasnya cukup tinggi (ringan), murah dan proses pembuatannya

mudah (Gay, dkk, 2003).

Dengan bertambahnya kebutuhan kulit tanpa diimbangi dengan daya

dukung sumber bahan baku yang memadai, maka dituntut untuk menemukan

material pengganti kulit yang lebih ramah lingkungan. Kulit imitasi merupakan

hasil olahan komposit yang sangat bermanfaat. Kulit imitasi lebih mudah dibuat

dan diproduksi, serta untuk membuatnya tidak memerlukan proses yang rumit.

Bahan baku yang melimpah untuk membuat kulit imitasi membuat para

pengusaha sepatu, tas, dan bola beralih pada penggunaan kulit imitasi. Kulit

imitasi mudah dikerjakan untuk produk – produk yang dahulu menggunakan kulit

alami.

Kekuatan bahan dari kulit imitasi memang berbeda. Hal ini tergantung

aplikasi kulit imitasi tersebut, misalnya kalau hanya untuk membuat tas, maka

kulit imitasi yang digunakan hanya kulit imitasi yang memiliki kekuatan tarik

sedang, tetapi berbeda ketika digunakan sebagai bahan baku sepatu olahraga,

maka dibutuhkan bahan kulit imitasi yang memiliki sifat fisik yang mampu dan

kuat. Berikut ini adalah laporan tentang pengujian bahan kulit imitasi yang

digunakan untuk pembuatan bola sepak, dll.

B. Tujuan

Secara eksplisit, pengujian bahan kulit imitasi ini bertujuan untuk

mengetahui perbandingan kekuatan tarik dari dua bahan kulit imitasi yang

diujikan, dengan demikian akan diketahui kekurangan dan kelebihan dari masing

– masing bahan kulit imitasi. Hal ini berdampak pada penggunaan kulit imitasi

ini secara tepat.

2

C. Manfaat

Terdapat beberapa manfaat yang dapat diperoleh dari pelaksanaan

penelitian ini, yaitu:

1. Secara teoritis, hasil penelitian ini dapat menambah kajian tentang pengujian

bahan kulit imitasi.

2. Secara praktis, hasil pengujian bahan ini dapat digunakan sebagai acuan

penggunaan kulit imitasi secara tepat pada produk – produk berbahan dasar

kulit imitasi.

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Landasan Teori

Untuk mengetahui sifat-sifat suatu bahan, tentu kita harus mengadakan

pengujian terhadap bahan tersebut. Ada empat jenis uji coba yang biasa

dilakukan, yaitu uji tarik (tensile test), uji tekan (compression test), uji torsi

(torsion test), dan uji geser (shear test). Dalam tulisan ini kita akan membahas

tentang uji tarik dan sifat-sifat mekanik logam yang didapatkan dari interpretasi

hasil uji tarik.

Uji tarik mungkin adalah cara pengujian bahan yang paling mendasar.

Pengujian ini sangat sederhana, tidak mahal dan sudah mengalami standarisasi di

seluruh dunia, misalnya di Amerika dengan ASTM E8 dan Jepang dengan JIS

2241. Dengan menarik suatu bahan kita akan segera mengetahui bagaimana

bahan tersebut bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana

material itu bertambah panjang. Alat eksperimen untuk uji tarik ini harus

memiliki cengkeraman (grip) yang kuat dan kekakuan yang tinggi (highly stiff).

Brand terkenal untuk alat uji tarik antara lain adalah antara lain adalah Gotech,

Shimadzu, Instron dan Dartec.

Mengapa melakukan Uji Tarik? Banyak hal yang dapat kita pelajari dari

hasil uji tarik. Bila kita terus menarik suatu bahan sampai putus, kita akan

mendapatkan profil tarikan yang lengkap yang berupa kurva seperti digambarkan

pada gambar di bawah ini . Kurva ini menunjukkan hubungan antara gaya tarikan

dengan perubahan panjang. Profil ini sangat diperlukan dalam desain yang

memakai bahan tersebut.

Gambar 1. Speciment uji trarik singkat

4

Gambar 2. Grafik atau kurva yang ditunjukkan oleh pengujian

Biasanya yang menjadi fokus perhatian adalah kemampuan maksimum

bahan tersebut dalam menahan beban. Kemampuan ini umumnya disebut

"Ultimate Tensile Strength" disingkat dengan UTS, dalam bahasa Indonesia

disebut tegangan tarik maksimum.

Untuk keperluan kebanyakan analisa teknik, data yang didapatkan dari uji

tarik dapat digeneralisasi seperti pada gambar di bawah ini:

Gambar 3. Profil data hasil Uji Tarik

5

Batas elastic (σE) ( elastic limit)

Dalam gambar di atas dinyatakan dengan titik A. Bila sebuah bahan diberi

beban sampai pada titik A, kemudian bebannya dihilangkan, maka bahan

tersebut akan kembali ke kondisi semula (tepatnya hampir kembali ke kondisi

semula) yaitu regangan “nol” pada titik O (lihat inset dalam gambar 3).

Tetapi bila beban ditarik sampai melewati titik A, hukum Hooke tidak lagi

berlaku dan terdapat perubahan permanen dari bahan. Terdapat konvensi

batas regangan permamen (permanent strain) sehingga masih disebut

perubahan elastis yaitu kurang dari 0.03%, tetapi sebagian referensi

menyebutkan 0.005% . Tidak ada standarisasi yang universal mengenai nilai

ini.

Batas proporsional σp (proportional limit)

Titik sampai di mana penerapan hukum Hook masih bisa ditolerir. Tidak ada

standarisasi tentang nilai ini. Dalam praktek, biasanya batas proporsional

sama dengan batas elastis.

Deformasi plastis (plastic deformation)

Yaitu perubahan bentuk yang tidak kembali ke keadaan semula. Pada gambar

yaitu bila bahan ditarik sampai melewati batas proporsional dan mencapai

daerah landing.

Tegangan luluh atas σuy (upper yield stress)

Tegangan maksimum sebelum bahan memasuki fase daerah landing peralihan

deformasi elastis ke plastis.

Tegangan luluh bawah σly (lower yield stress)

Tegangan rata-rata daerah landing sebelum benar-benar memasuki fase

deformasi plastis. Bila hanya disebutkan tegangan luluh (yield stress), maka

yang dimaksud adalah tegangan ini.

Regangan luluh εy (yield strain)

Regangan permanen saat bahan akan memasuki fase deformasi plastis.

Regangan elastis εe (elastic strain)

Regangan yang diakibatkan perubahan elastis bahan. Pada saat beban

dilepaskan regangan ini akan kembali ke posisi semula.

6

Regangan plastis εp (plastic strain)

Regangan yang diakibatkan perubahan plastis. Pada saat beban dilepaskan

regangan ini tetap tinggal sebagai perubahan permanen bahan.

Regangan total (total strain)

Merupakan gabungan regangan plastis dan regangan elastis, εT = εe+εp.

Perhatikan beban dengan arah OABE. Pada titik B, regangan yang ada adalah

regangan total. Ketika beban dilepaskan, posisi regangan ada pada titik E dan

besar regangan yang tinggal (OE) adalah regangan plastis.

Tegangan tarik maksimum TTM (UTS, ultimate tensile strength)

Pada gambar 3 ditunjukkan dengan titik C (σβ), merupakan besar tegangan

maksimum yang didapatkan dalam uji tarik.

Kekuatan patah (breaking strength)

Pada gambar 3 ditunjukkan dengan titik D, merupakan besar tegangan di

mana bahan yang diuji putus atau patah.

Tegangan luluh pada data tanpa batas jelas antara perubahan elastis dan

plastis Untuk hasil uji tarik yang tidak memiliki daerah linier dan landing yang

jelas, tegangan luluh biasanya didefinisikan sebagai tegangan yang menghasilkan

regangan permanen sebesar 0.2%, regangan ini disebut offset-strain seperti pada

gambar di bawah ini:

Gambar 4. Penentuan tegangan luluh (yield stress) untuk kurva

tanpa daerah linier

7

BAB III

METODE PENELITIAN

Metode yang digunakan adalah metode eksperimen melalui pengujian

bahan kulit imitasi dengan mesin uji Tarik Gotech U60. Langkah – langkah

dalam pengujian bahan dapat dilihat secara lengkap pada diagaram alur

pengujian di bawah ini:

Gambar 5. Diagram alur pengujian bahan

PEMOTONGAN

SPECIMENT SESUAI

DENGAN STANDAR

ASTM D412

PENGUJIAN DENGAN MESIN UJI

TARIK GOTECH U60

HASIL UJI TARIK

PERSIAPAN SECIMENT

YANG AKAN DI UJIKAN

PENCARIAN

INFORMASI

STANDART YANG

SESUAI DENGAN

BAHAN (ASTM D412)

KESIMPULAN UJI TARIK

8

BAB IV

HASIL UJI BAHAN IMITASI

LAB. PENGUJIAN BAHAN DAN CNC JURUSAN TEKNIK MESIN UNNES

Gambar Speciment Uji 1A Gambar Speciment Uji 2A

9

No Speciment Gambar Speciment Max Load

(kgf)

Elongation

(mm)

Elastic

Modulus

(kN/mm2)

Yield

Point

(kgf)

1.

1.1A

17.761 10.439 0.001 17.425

2.

2.1A

15.799 11.457 0.001 8.475

3. 3.1A

16.507 12.496 0.001 8.738

10

Keterangan Uji Speciment

Nama Bahan : Kulit Imitasi

Identitas Speciment : 1A

Untuk mendapatkan data yang akurat, maka sesuai dengan ketentuan dalam

pengujian bahan diharuskan menggunakan tiga bahan uji (speciment) atau lebih.

Grafik hasil pengujian tarik yang dilakukan pada speciment 1A, dapat dilihat sebagai

berikut:

Dari hasil uji tarik yang telah dilakukan maka dapat simpulkan bahwa bahan

kulit imitasi dengan idenstitas speciment 1A memiliki data kekuatan tarik rata-rata

sebagai berikut:

Uji Speciment 1A:

Maks. Load rata-rata = 16.689 Kgf

Elongation rata-rata = 11.464 mm

Elastic Modulus rata-rata = 0.001 kN/mm2

Yield Point rata-rata = 11.546 Kgf

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 1 2 3 4 5

1A.1

1A.2

1A.3

Grafik Uji Speciment 1A

11

Grafik rata-rata hasil uji tarik yang dilakukan pada speciment 1A, dapat

dilihat sebagai berikut:

Maks load, 16.598

Elongation, 11.98

Modulus Elasticity, 0.001

Yield Point, 10.142

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 1 2 3 4 5

Kekuatan Tarik Rata-Rata Speciment 1A

Series1

12


(kgf)

Elongation

(mm)

Elastic

Modulus

(kN/mm2)

Yield

Point

(kgf)

1. 2.2A

14.871 30.866 0.002 14.855

2. 3.2A

11.634 30.886 0.002 -

3. 4.2A

10.450 28.655 0.002 10.450

13



Identitas Speciment : 2A

Untuk mendapatkan data yang akurat, maka sesuai dengan ketentuan dalam

pengujian bahan diharuskan menggunakan tiga bahan uji (speciment) atau lebih.

Grafik hasil pengujian tarik yang dilakukan pada speciment 2A, dapat dilihat sebagai

berikut:

Dari hasil uji tarik yang telah dilakukan maka dapat simpulkan bahwa bahan

kulit imitasi dengan idenstitas speciment 2A memiliki data kekuatan tarik rata-rata

sebagai berikut:

Uji Speciment 2A:



Elastic Modulus rata-rata = 0.002 kN/mm2


-5

0

5

10

15

20

25

30

35

0 1 2 3 4 5

2A.2

2A.3

2A.4

Grafik Uji Speciment 2A

14

Grafik rata-rata hasil uji tarik yang dilakukan pada speciment 2A, dapat


Maks load, 12.31833333

Elongation, 30.13566667

Modulud Elasticity, 0.002

Yield Point, 12.6525

0

5

10

15

20

25

30

35

0 1 2 3 4 5

Kekuatan Tarik Rata-Rata Speciment 2A

Series1

15


(kgf)

Elongation

(mm)

Elastic

Modulus

(kN/mm2)

Yield

Point

(kgf)

1. 1B

27.947 30.400 0.000 21.784

2. 1B.1

6.880 16.646 0.000 3.612

3. 2B

20.094 15.713 0.000 -

16

4. 2.B1

9.993 9.382 0.000 5.042

Pada uji tarik yang dilakukan pada kekuatan bahan yang disambung dengan jahitan pada setiap bahan, didapatkan data-data diatas.

Bahan kulit imitasi yang digunakan pada uji kekuatan bahan yang disambung dengan jahitan dilakukan dengan masing-masing 2 bahan uji

coba (sepciment), yaitu: 1B dan 2B.

17



Identitas Speciment : 1B

Bahan kulit imitasi pada speciment 1B, adalah bahan yang sama dengan

identitas speciment pada bahan uji tarik 1A, akan tetapi pada uji tarik ini bahan

disambung atau disatukan dengan cara dijahit antar 2 bahan kulit imitasi.

Pada grafik dapat dilihat hasil uji tarik yang sangat jauh berbeda. Hal ini

dikarenakan pada bahan uji 1B, bahan tidak dipotong sesuai bentuk speciment dan

dibiarkan utuh. Hal ini bertujuan untuk mengetahui kekuatan bahan yang disambung

langsung tanpa putus benang serta mempunyai dimensi faktual dari bahan uji.

Sedangkan pada bahan uji 1B.1, bahan dipotong sesuai bentuk speciment untuk uji

tarik, sehingga jahitan awal yang kondisi benangnya tidak terputus, karena

pemotongan, jahitan benang pada sisi kanan dan kiri bahan uji terputus dan otomatis

dimensi bahan uji menjadi lebih kecil

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

0 1 2 3 4 5

1B

1B.1

Grafik Uji Speciment 1B

18

Setelah dilakukan pengujian, maka didapatkan rata-rata kekuatan bahan uji

dengan identitas speciment 1B adalah sebagai berikut:

Uji Speciment 1B dan 1B.1:



Elastic Modulus* rata-rata = 0.000 kN/mm2


* Keterangan : tidak dapat terbaca oleh mesin uji tarik, karena bahan yang diuji

adalah sambungan jahitan, sehingga rentan lepas dan rapuh.

Grafik rata-rata hasil uji tarik yang dilakukan pada speciment 1B, dapat


Maks load, 17.4135

Elongation, 23.523

Modulus Elasticity, 0

Yield Point, 12.698

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3 4 5

Kekuatan Tarik Rata-Rata Bahan Yang disambung dengan Jahitan Benang

Series1

19



Identitas Speciment : 2B

Bahan kulit imitasi pada speciment 2B, adalah bahan yang sama dengan

identitas speciment pada bahan uji tarik 2A, akan tetapi pada uji tarik ini bahan

disambung atau disatukan dengan cara dijahit antar 2 bahan kulit imitasi.

Pada grafik dapat dilihat hasil uji tarik yang sangat jauh berbeda. Hal ini

dikarenakan pada bahan uji 2B, bahan tidak dipotong sesuai bentuk speciment dan

dibiarkan utuh. Hal ini bertujuan untuk mengetahui kekuatan bahan yang disambung

langsung tanpa putus benang serta mempunyai dimensi faktual dari bahan uji.

Sedangkan pada bahan uji 2B.1, bahan dipotong sesuai bentuk speciment untuk uji

tarik, sehingga jahitan awal yang kondisi benangnya tidak terputus, karena

pemotongan, jahitan benang pada sisi kanan dan kiri bahan uji terputus dan otomatis

dimensi bahan uji menjadi lebih kecil. Kemudian dapat dilihat pada Speciment 2B.1

Yield point tidak terbaca oleh mesin uji tarik dikarenakan kuatnya bahan yang

disambung, sehingga pada saat diuji pada mesin uji tarik bahan tidak putus dan

terlepas dari jepitan ragum mesin uji tarik.

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3 4 5

2B

2B.1

Grafik Uji Speciment 2B

20

Setelah dilakukan pengujian, maka didapatkan rata-rata kekuatan bahan uji

dengan identitas speciment 2B adalah sebagai berikut:

Uji Speciment 2B dan 2B.1:



Elastic Modulus* rata-rata = 0.000 kN/mm2

Yield Point **rata-rata = 5.042 Kgf

* Keterangan : tidak dapat terbaca oleh mesin uji tarik, karena bahan yang diuji

adalah sambungan jahitan, sehingga rentan lepas dan rapuh.

** Keterangan : Yield point pada uji speciment 2B tidak dapat terbaca oleh mesin uji

tarik dikarenakan kuatnya bahan yang disambung, sehingga pada saat diuji pada

mesin uji tarik bahan tidak putus dan terlepas dari jepitan ragum mesin uji tarik.

Grafik rata-rata hasil uji tarik yang dilakukan pada speciment 2B, dapat


Maks load, 15.0435

Elongation, 12.5475

Modulus Elasticity, 0

Yield Point, 5.042

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 1 2 3 4 5

Kekuatan Tarik Rata-Rata Bahan yang Disambung Dengan Jahitan Benang

Series1

Documents

87032108 Laporan Uji Bahan Kulit Imitasi