STUDI PERBEDAAN PENGGUNAAN RESIN EPOXY DAN RESIN POLYESTER SEBAGAI BAHAN PEMBUATAN BOLA PADA PROSES ROTATIONAL MOLDING

TUGAS AKHIR

STUDI PERBEDAAN PENGGUNAAN RESIN EPOXY DAN RESIN POLYESTER SEBAGAI BAHAN PEMBUATAN BOLA PADA PROSES ROTATIONAL MOLDING

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Disusun :

ABID NUR FAJRI NIM : D 200 050 168

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2011

PERNYATAAN KEASLIAN

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir dengan judul: Studi Perbedaan Penggunaan Resin Epoxy Dan Resin Polyester Sebagai Bahan Pembuatan Bola Pada Proses Rotational Molding Yang dibuat untuk memenuhi sebagai syarat untuk memperoleh gelar sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana mestinya.

Surakarta, 24 Oktober 2011 Yang menyatakan,

Penulis

HALAMAN PERSETUJUAN

Tugas Akhir berjudul ”Studi Perbedaan Penggunaan Resin Epoxy Dan Resin Polyester Sebagai Bahan Pembuatan Bola Pada Proses Rotational Molding”, telah disetujui oleh Pembimbing dan ditulis untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan oleh : Nama

: ABID NUR FAJRI

Nim

: D200 050 168

Disetujui pada Hari

:…………………

Tanggal

:…………………

Pembimbing Utama

Pembimbing Pendamping

(Bambang Waluyo F., ST, MT)

(Ir. H. Masyrukan, MT )

HALAMAN PENGESAHAN

Tugas Akhir berjudul ”Studi Perbedaan Penggunaan Resin Epoxy Dan Resin Polyester Sebagai Bahan Pembuatan Bola Pada Proses Rotational Molding”, telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji dan telah dinyatakan sah untuk memenuhi sebagai syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dipersiapkan oleh : Nama

: ABID NUR FAJRI

Nim

: D200 050 168

Disahkan pada Hari

:…………………

Tanggal

:…………………

Tim Penguji : Ketua

: Bambang Waluyo F, ST, MT

.....................

Anggota 1

: Ir. H. Masyrukan, MT

.....................

Anggota 2

: Ir. Pramuko Ilmu P, MT

.....................

Mengetahui, Dekan

(Ir.Agus Riyanto, MT)

Ketua Jurusan,

(Ir. Sartono Putro, MT)

MOTTO

Allah tidak membebani seseorang melainkan sesuai dengan kesanggupannya (Al-Baqarah : 286)

Latihlah diri Anda untuk beramal, dari hal-hal yang kecil dan kemudian kehal-hal yang besar (Epictetus)

The World is Enough for ALL people, But not Enough for One greedy person (Mahatma Gandhi)

Open Source Empire, 5% Pleasure, 50% Pain and a 100 reason to Remember The Name (Red1.org)

STUDI PERBEDAAN PENGGUNAAN RESIN EPOXY DAN POLYESTER SEBAGAI BAHAN PEMBUATAN BOLA PADA PROSES ROTATIONAL MOLDING Abid Nur Fajri, Bambang Waluyo Febriantoko, H. Masyrukan Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A.Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura. Email : [email protected]

ABSTRAKSI Tujuan dari penelitian ini adalah membandingkan besarnya ketebalan dan cacat produk seperti cacat produk penyusutan dan gelembung udara pada proses rotation moulding, dan menyelidiki persentase cacat produk mana yang paling sedikit antara resin epoxy dan resin polyester. Penelitian ini dilakukan dengan proses rotational molding menggunakan bahan polimer yaitu resin epoxy merek contant dan resin polyester warna merah (buram). Dimensi mold dirancang dengan panjang 100 mm, lebar 100 mm dan ketinggianya 70 mm, dimana terdapat mold cavity di dalamnya. Mold cavity ini dibuat dengan menggunakan teknologi CNC plat besi baja, dimana mold cavity berupa cekungan berbentuk bola dengan diameter 60 mm yang terdiri dari dua potongan, masing-masing potongan berdiameter cavity 30 mm. Pada penelitian ini akan dilakukan eksperimen untuk mengetahui pengaruh metode rotational molding pada resin epoxy dan resin polyester terhadap cacat produk hasil pada mesin rotational molding. Mesin rotasi yang digunakan dalam penelitian ini bekerja dengan penggerak motor dinamo yang ditransmisikan oleh reduser yang diteruskan oleh vanbelt ke puli untuk menggerakkan alat rotasi, mesin digerakkan motor 1Hp kecepatan putar 1420 rpm, dan memiliki perbandingan putaran rangka luar dan dalam yaitu 2 : 1. Prosentase mengurangi cacat produk shrinkage dan gelembung udara, bahan resin epoxy lebih sedikit penyusutan dibandingkan dengan bahan resin polyester, tetapi untuk cacat produk gelembung udara yang paling sedikit adalah resin polyester.

Kata kunci: Rotational molding, resin epoxy dan polyester, cacat produk.

KATA PENGANTAR

Assalamu alaikum Wr.Wb Puji syukur alhamdulilah ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta hidayah-Nya kepada

kita

semua, sehingga penulis bisa

menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini dengan baik dan lancar. Laporan Tugas Akhir yang berjudul “Studi Perbedaan Penggunaan Resin Epoxy Dan Resin Polyester Sebagai Bahan Pembuatan Bola Pada Proses Rotational Molding” ini dibuat dan disusun untuk memenuhi syarat kelulusan mata kuliah Tugas Akhir

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan, walaupun telah diusahakan semaksimal mungkin untuk kesempurnaannya. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran serta kritiknya yang bersifat membangun demi perbaikan laporan penulis pada masa mendatang. Penyusunan Laporan Tugas Akhir

ini tidak dapat terwujud tanpa

adanya bimbingan, arahan dan bantuan dari berbagai pihak, maka dari itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih kepada yang terhormat: 1. Bapak Ir. Agus Riyanto, MT selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Bapak Ir. Sartono Putro, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.

3. Bapak Bambang Waluyo F, ST, MT selaku Pembimbing I Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan dan arahan sampai terselesainya Laporan Tugas Akhir ini. 4. Bapak Ir. H. Masyrukan, MT selaku Pembimbing II Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan dalam penyusunan Tugas Akhir ini. 5. Bapak Ir. Pramuko Ilmu P, MT selaku dosen penguji yang telah meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan dan arahan dalam Tugas Akhir ini. 6. Dosen Jurusan Teknik Mesin beserta Staf Tata Usaha Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 7. Bapak dan ibu tercinta dan seluruh keluarga besar yang telah memberikan dukungan baik moril maupun material dalam penyusunan Tugas Akhir ini. 8. Tomi Ardianto dan Tunggul Prakoso selaku tim, yang telah bekerja sama dalam penyusunan Tugas Akhir ini. 9. Semua pihak yang tidak dapat disebut satu persatu yang telah membantu dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini. Penulis hanya bisa mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya atas semua perhatiannya. Akhir kata, penulis berharap Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya. Wassalamu alaikum Wr.Wb Surakarta, Oktober 2011

Penulis

DAFTAR ISI

HAL

HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ........................................................ ii HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................... iii HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... iv LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ............................................................... v HALAMAN MOTTO ................................................................................... vi ABSTRAKSI ..............................................................................................vii HALAMAN KATA PENGANTAR ............................................................. viii DAFTAR ISI .............................................................................................. x DAFTAR GAMBAR ................................................................................. xiv DAFTAR TABEL ................................................................................. .. xviii DAFTAR SIMBOL ................................................................................... .xix DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xx BAB I

PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ................................................................... 1

1.2. Tujuan Penelitian ................................................................ 2 1.3. Batasan Masalah ................................................................ 3 1.4. Manfaat Penelitian .............................................................. 3 1.5. Metode Penulisan ............................................................... 3 1.6. Sistematika Penulisan ........................................................ 4 BAB II DASAR TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka ................................................................ 6 2.2. Landasan Teori................................................................... 8 2.2.1. Rotational molding .................................................... 8 2.2.1.1. Keuntungan ................................................. 9 2.2.1.2. Keterbatasan ............................................... 10 2.2.1.3. Perbandingan Putaran ................................ 10 2.2.2. Plastik ...................................................................... 11 2.2.2.1. Sifat-sifat plastik.......................................... 12 2.2.2.2. Macam-macam plastik ............................... 12 2.2.3. Resin Epoxy ............................................................. 15 2.2.4. Resin Polyester ....................................................... .20 2.2.5. Plastik Molding......................................................... 25

2.2.6. Ketebalan Produk .................................................... 26 2.2.7. Cacat Produk ........................................................... 26 2.2.7.1. Penyusutan (shrinkage %) ......................... 26 2.2.7.2. Gelembung Udara ...................................... 27 2.2.8. Perhitungan Volume ................................................ 30 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Diagram Alir Penelitian ....................................................... 32 3.2. Waktu Siklus ....................................................................... 33 3.3. Data Kondisi Proses Rotasi ................................................ 33 3.4. Tempat Penelitian Lapangan .............................................. 34 3.5. Proses Pembuatan Cetakan ............................................... 35 3.5.1. Desain dan pembuatan mold cavity ........................ 36 3.5.2. Dasar pemilihan bahan baku .................................. 36 3.5.2.1. Resin Epoxy............................................... 36 3.5.2.2. Resin Polyester.......................................... 38 3.5.3. Baut, Mur, Ring, dan Cetakan................................. 39 3.5.3.1. Baut, mur dan ring ..................................... 39

3.5.3.2. Cetakan ..................................................... 40 3.6. Prosedur Pembuatan Produk............................................ 40 3.7. Diagram Alir Proses Pembuatan Produk .......................... 41 3.8. Peralatan Pendukung Utama ............................................ 41 3.9. Mesin Rotational Molding.................................................. 46 3.10. Instalasi Penelitian ............................................................ 47 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Analisa ........................................................................ 52 4.1.1. Hasil Analisa Ketebalan ............................................ 52 4.1.1.1. Resin Epoxy ................................................ 52 4.1.1.2. Resin Polyester ........................................... 62 4.2. Perhitungan Penyusutan Hasil Experiman .......................... 73 4.2.1. Resin Epoxy .............................................................. 73 4.2.2. Resin Polyester ......................................................... 75 4.3. Cacat Produk Gelembung Udara ....................................... 78

BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan ........................................................................ 80 5.2. Saran ................................................................................. 81 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Hal Gambar 2.1. Proses Rotational Molding ................................................ 10 Gambar 2.2. Hubungan antara waktu dan temperatur pada plastik thermoplastic .... ............................................................ 13 Gambar 2.3. Hubungan antara waktu dan temperatur pada plastik thermosetting ................................................................. 13 Gambar 3.1. Diagram alir penelitian rotational molding. ...................... 32 Gambar 3.2. Waktu Siklus ................................................................... 33 Gambar 3.3. Produk yang direncanakan (setengah spesimen).............35 Gambar 3.4. Resin Epoxy

.............. ..

Gambar 3.5. Resin Polyester

...

.................................39

Gambar 3.6. Baut, mur dan ring

.......

Gambar 3.7. Bagian-bagian Cetakan

.......................................

Gambar 3.8. Prosedur pembuatan produk (spesimen) Gambar 3.9. Motor listrik

38

...39 40

...............41

.....................

42

Gambar 3.10. Reduser ……………….……….....................................….42 Gambar 3.11. Digital Tachometer ………………...................………...….43 Gambar 3.12. Gergaji………...........................................………..............43 Gambar 3.13. Stopwatch Gambar 3.14. Kunci pas

...........................................................44 .........................

..44

Gambar 3.15. Mistar sorong ……………………………...................……..44

Gambar 3.16. Timbagan digital………………................................……...45 Gambar 3.17. Grease ………………………………...............................…45 Gambar 3.18. Gelas ukur

.........

.46

Gambar 3.19. Pandangan mesin rotational molding desain CAD............47 Gambar 3.20. Pandangan isometrik …………………..........................….48 Gambar 3.21. Sket instalasi penelitian

..................................49

Gambar 3.22. Instalasi mesin rotational molding

.... 51

Gambar 4.1. Model potongan pengukuran ketebalan bola 1 s/d 10 pada resin epoxy

......................................................

..52

Gambar 4.2. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 1

......

.52

Gambar 4.3. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 2

..

............53

Gambar 4.4. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 3

.....

.............54

Gambar 4.5. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 4

.........

..55

Gambar 4.6. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 5

..

.56

Gambar 4.7. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 6

..57

Gambar 4.8. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 7

....................................58

Gambar 4.9. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 8

.................................. 59

Gambar 4.10. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 9.

....................................60

Gambar 4.11. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 10……………………….....................61 Gambar 4.12. Model potongan pengukuran ketebalan bola 1 s/d 10 pada resin polyester

....................

62

Gambar 4.13. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 1

............................................. 62

Gambar 4.14. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 2…………...............………………….63 Gambar 4.15. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 3

........

.64

Gambar 4.16. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 4

................. 65

Gambar 4.17. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 5

..............

66

Gambar 4.18. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 6

...........................

.67

Gambar 4.19. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 7…………………............................68 Gambar 4.20. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 8

............................

69

Gambar 4.21. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 9………………...........................….70 Gambar 4.22. Grafik hasil analisa hubungan antara jarak terhadap ketebalan pada bola 10 Gambar 4.23.

............

71

Grafik histogram ketebalan rata-rata produk terhadap bahan yang digunakan ……………………...............……72

Gambar 4.24. Grafik penyusutan (shrinkage) pada bola resin epoxy....74 Gambar 4.25. Grafik penyusutan (shrinkage) pada bola resin polyester …………………………………....................…..76 Gambar 4.26. Histogram penyusutan (shrinkage) terhadap bahan produk bola …………………………………….................77 Gambar 4.27. Grafik histogram cacat produk gelembung udara ……....78 Gambar 4.28. Cacat produk gelembung udara ……………………..........79

DAFTAR TABEL

Hal Tabel 3.1. Data kondisi proses rotasi ……………..…………….......…..34 Tabel 3.2. Spesifikasi produk yang direncanakan ……..…...................35 Tabel 3.3. Spesifikasi mold cavity .................……..………………........36 Tabel 4.1. Rata-rata ketebalan produk terhadap bahan yang digunakan ………………………………………………………72 Tabel 4.2. Rata-rata shrinkage (%) resin epoxy ………..........…...........74 Tabel 4.3. Rata-rata shrinkage (%) resin polyester …………................76 Tabel 4.4. Cacat produk gelembung udara dari hasil penelitian ...........78

DAFTAR SIMBOL

Simbol Speed Ration = Perbandingan Putaran

[Rpm]

Major Axis

= Sumbu Utama

[Rpm]

Minor Axis

= Sumbu Kecil

[Rpm]

Shrinkage

= Penyusutan

[%]

Lo

= Dimensi Cetakan

[mm]

L

= Dimensi Produk

[mm]

V

= Volume Produk

[cm3]

D, d

= Diameter

[mm]

R, r

= Jari-jari

[mm]

= M

22

/7

= Massa Bahan

[gr]

= Densitas

[gr/cm3]

DAFTAR LAMPIRAN

1. Perhitungan Transmisi Putar , Torsi dan Daya 2. Tabel Hasil Analisa Pengukuran Ketebalan Bola Plastik Proses Rotational Molding. 3. Perhitungan Penyusutan (Shrinkage) Pada Proses Rotational Molding. 4. Epoxy (Epoxy) Typical Properties (http://www.ides.com/generics/epoxy/epoxy_typical_properties.htm) 5. Polyester (Polyester) Typical Properties (http://www.ides.com/generics/Polyester/Polyester_typical_properties.htm) 6. Standard Specification for Thermosetting Polyester Molding Compounds, ASTM D 1201 – 99. 7. Standard Specification for Epoxy Molding Compounds, ASTM D 3013 – 99.