## OPTIMASI PARAMETER PROSES VACUUM ASSISTED RESIN INFUSSION TERHADAP SIFAT FISIK DAN MEKANIK KOMPOSIT POLYESTER FIBER GLASS
Dani Arief Bahtiar Tri Setiaji 1 , Hari Arbiantara B 2 .
1 Alumni Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jember
2 Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jember Jl. Kalimantan 37 Jember 68121
Email: hariarbi@yahoo.com

## ABSTRACT
Vacuum  assisted  resin  infusion  is  a  method  which  was  used  to  manufacture  composite  review.  The method  of  vacuum  assisted  resin  infusion  (VARI)  method  using  inversely  proportional  to  non-vacuum methods. Requires singer method air-room safe hearts printing. VARI process can be reducing the effects of fouling that much happens on as non vacuum processes which raises less than optimal properties of composite  materials.  Problems  That  study  is  to  determine  review  process  parameter  optimization  of vacuum assisted resin infusion against physical and mechanical properties of composite polyester fiber glass. Knowing the influence of vacuum pressure treatment and hardening of composite processing time in the manufacturing process of composite with VARI method in the physical and mechanical testing of surface  roughness, tensile and  impact.  Variations  were  used that  vacuum  pressure  of  0.2;  0.5;  1.0  bar and  a  hardening  of  composite  2  hours;  4  hours;  6  hours.  From  the  research  VARI  composite manufacturing  method,  surface  roughness  values  obtained,  the  tensile  strength  and  the  best  impact occurs at various pressure of 0.2 bar and a time of 2 hours hardening composite has a value of 0.498 μm surface roughness, the value of 27.344 MPa tensile test and impact test values 47.859 J / mm 2 .
Keywords: Vacuum Assisted Resin Infusion , Surface Roughness , Tensile Strength and Impact Strength

## PENDAHULUAN
Perkembangan  teknologi  bahan  dewasa  ini semakin pesat. Hal ini banyak didorong oleh kebutuhan akan bahan yang dapat memenuhi karakteristik tertentu yang  dikehendaki.  Salah  satu  hasilnya  adalah  bahan komposit  polimer.  Kemampuan  untuk  mudah  dibentuk sesuai  dengan  kebutuhan,  baik  dalam  segi  kekuatan, maupun  bentuknya  dan  keunggulannya  dalam  rasio kekuatan  terhadap  berat,  mendorong  penggunaan komposit  polimer  sebagai  bahan  pengganti  material logam konvensional pada berbagai produk.[1].
Komposit merupakan material alternatif yang dapat digunakan  untuk  memenuhi  kebutuhan  dalam  industri manufaktur  yang  memiliki  sifat-sifat  istimewa  yang sulit  didapat  dari  logam.  Penggunaan  bahan  komposit sebagai alternatif pengganti bahan logam dalam bidang rekayasa  sudah  semakin  meluas,  tidak  hanya  sebagai panel di bidang transportasi tetapi juga merambah pada bidang  lainnya  seperti property dan  arsitektur.  Hal  ini dikarenakan  oleh  adanya  keuntungan  penggunaan bahan komposit seperti kontruksi  menjadi lebih ringan, tahan  korosi  dan  kekuatannya  dapat  didesain  sesuai dengan arah pembebanan.[2]
Beberapa  metode  pembuatan  polimer  komposit telah  dikembangkan,  salah  satunya  adalah vacuum assisted  resin  infusion. Metode vacuum  assisted  resin infusion (VARI) menggunakan metode yang berbanding  terbalik  dengan  metode non vacuum .
Metode ini  membutuhkan ruang  kedap udara dalam pencetakannya. Proses VARI dapat mengurangi efek pengotoran  yang  banyak  terjadi  pada  proses non vacuum seperti yang menimbulkan kurang optimalnya sifat material komposit[3].
Pada  penelitian  sebelumnya  yang  di  lakukan Febriyanto  [4],  di  peroleh  nilai  kekuatan  tarik sebesar 28,18 MPa dengan tekanan vacumm sebesar 1,0 bar selama 8 jam pada suhu ruang dan penelitian yang  dilakukan  oleh  Rizky  [5],  di  peroleh  nilai kekuatan  tarik  30,36  MPa  dengan  tekanan vacuum sebesar 0,2 bar selama 6 jam pada suhu ruang.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui perbedaan  tekanan vacuum pada  proses  pembuatan komposit  dan  waktu  pada  proses  pengerasan komposit  metode  VARI  dengan matrik polyester berpenguat  serat fiber  glass terhadap  pengujian kekasaran  permukaan,  kekuatan  tarik  dan impact pada  benda  uji.  Penelitian  ini  diharapkan  mampu mengoptimalkan  waktu  pengerasan  komposit  dan tekanan  pada  proses  VARI  untuk  mendapatkan kekuatan  yang  tinggi  dan  kekasaran  permukaan yang rendah.

## METODOLOGI PENELITIAN
Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  metode  eksperimental,  yaitu  metode  yang digunakan  untuk  menguji  dengan  menambahkan beberapa  perlakuan  variasi  tekanan vacuum dan
waktu  pengerasan  komposit  metode vacuum  assisted resin  infussion (VARI),  sehingga  akan  didapatkan  data besarnya  kekuatan  tarik, impact dan  kekasaran permukaan setiap penambahan variabel yang diujikan.
Bahan  yang  digunakan  pada  penelitian    adalah polyester merk  YUKALAC  BTQN  EX-157,  Serat mat fiber  glass 300,  Bahan  cetakan  gipsum,  Lilin  (malam), Isolasi, Waxco, Dempul. Variabel  bebas  dari  penelitian  ini  yaitu  variasi tekanan vacuum 1,0;  0,5  dan  0,2  (bar)  dan  waktu pengerasan  komposit  pada  proses  VARI  selama  2  jam; 4  jam  dan  6  jam.  sedangkan  variabel  terikatnya  yaitu kekuatan  tarik, impact dan  kekasaran  permukaan  pada benda  uji  setelah  proses  pembuatan  komposit  dengan metode VARI.
Pada  penelitian  ini,  pertama  memasang  instalasi VARI dengan mempersiapkan cetakan yang terbuat dari gipsum  kemuadian  memasang  selang  saluran  yang menghubungkan resin bucket, inlet, outlet, cetakan dan vacuum pump. Setelah instalasi terpasang menghidupkan vacuum  pump dan  menyesuaikan tekanan  pada  variasi  yang  ditentukan  sebesar  1,0;  0,5 dan  0,2  (bar)  menggunakan  katup  kontrol,  dengan waktu  pengerasan  komposit  pada  proses  VARI  selama 2  jam;  4  jam  dan  6  jam.  Untuk  menguji vacuum chamber ,  pada  proses  VARI  menutup  katup outlet dan mematikan  pompa vacuum untuk  sementara  sampai tekanan stabil.
Proses  selanjutnya  yaitu  pengisian resin  bucket dengan resin. Menghidupkan pompa vacuum , membuka saluran inlet dan  katup outlet ,  sehingga resin mengalir memasuki  cetakan.  Saluran inlet dan  katup outlet ditutup  supaya  tidak  ada  udara  luar  yang  masuk kedalam  cetakan.  Kemudian  pengujian  kekasaran dengan  mengguanakan  alat TR220  Portable  roughness Tester .  Uji  tarik  sampel  dengan    menggunakan  mesin uji  tarik  ESSOM  TM  113  30  kN  dan  penguian  impact menggunakan mesin uji impact charphy .

## HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pengujian Kekasaran Permukaan
Hasil  Pengujian  kekasaran  permukaan  pada pembuatan  komposit  metode  VARI  menggunakan TR220  Portable  Roughness  Tester dengan Cut  off Length (panjang jelajah Pick Up ) 0,8 mm dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Data Hasil Pengujian Kekasaran Permukaan
Gambar 1. Pengaruh tekanan dan waktu pengerasan terhadap kekasaran permukaan.
Gambar  1.  menunjukkan  hubungan  antara tekanan  dan  waktu  pengerasan  komposit  terhadap nilai  kekasaran  permukaan.  Hasilnya  menunjukkan bahwa tingkat kekasaran tertinggi terjadi pada waktu pengerasan 6 jam pada tekanan 1,0 bar dengan nilai kekasaran  permukaan  sebesar  (Ra)  0,905  µm. Sedangkan  nilai  kekasaran  permukaaan  terendah terjadi  pada  waktu  pengerasan  2  jam  pada  tekanan 0,2  bar  dengan  nilai  kekasaran  permukaan  sebesar 0,498 µm.
Data  dari  Gambar  1  diatas  menunjukkan bahwa  tekanan  dan  waktu  pengerasan  komposit memberikan  pengaruh  terhadap  nilai  kekasaran permukaan.  Hal  ini  dapat  dilihat  dari  grafik  setiap kenaikan tekanan dan waktu pengerasan menurunkan  nilai  kekasaran  permukaan.  Hal  ini disebabkan  semakin  kecil  tekanan vacuum ,  aliran pengisi untuk memenuhi ruang lebih stabil. Kondisi aliran  yang  stabil  akan  menyebabkan  pengisi mengalir  secara  merata  untuk  memenuhi  ruang sehingga  kekasaran  permukaan  akan  menjadi  lebih rendah [6].

## Hasil Pengujian Tarik
Hasil pengujian tarik pada pembuatan komposit  metode  VARI  menggunakan Universal Machine  Testing Merk  ESSOM  TM  113  30  kN dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Data Hasil Pengujian Tarik
Gambar 2. Pengaruh tekanan dan waktu pengerasan terhadap kekuatan tarik.
Gambar 2. menunjukkan hubungan antara tekanan dan waktu pengerasan komposit terhadap nilai kekuatan tarik.  Hasilnya  menunjukkan  bahwa  kekuatan  tarik tertinggi  terjadi  pada  waktu  pengerasan  2  jam  pada tekanan  0,2  bar  dengan  nilai  uji  tarik  sebesar  27,344 MPa.  Sedangkan  nilai  uji  tarik  terendah  terjadi  pada waktu  pengerasan  6  jam  pada  tekanan  1,0  bar  dengan nilai uji tarik sebesar 3,664 MPa.
Data  dari  Gambar  2.  diatas  menunjukkan  bahwa tekanan vacuum dan  waktu  pengerasan  komposit memberikan  pengaruh  terhadap  nilai  uji  tarik.  Hal  ini dapat  dilihat  dari  grafik  setiap  kenaikan  tekanan  dan waktu pengerasan  komposit  menurunkan nilai  uji tarik. Semakin  kecil  tekanan vacuum ,  aliran  pengisi  untuk memenuhi ruang lebih stabil. Kondisi aliran yang stabil akan  menyebabkan  pengisi  mengalir  secara  merata untuk  memenuhi  ruang  sehingga  kerapatan  pengisi terjaga.  Waktu  pengerasan  komposit  yang  semakin lama  akan  membuat  kekuatan  mekanik  komposit semakin menurun [7] .

## Hasil Pengujian Impact
Hasil  pengujian impact dari  pembuatan  komposit metode  VARI  menggunakan Universal Mesin  Uji impact Charpy dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Data Hasil Pengujian Impact
Gambar 3. Pengaruh tekanan dan waktu pengerasan terhadap kekuatan impact
Gambar  3.  menunjukkan  hubungan  antara tekanan  dan  waktu  pengerasan  komposit  terhadap nilai  kekuatan impact .  Hasilnya  menunjukkan bahwa kekuatan impact tertinggi terjadi pada waktu pengerasan 2 jam  pada tekanan 0,2 bar dengan nilai uji impact sebesar  47,859  J/mm 2 .  Sedangkan  nilai uji impact terendah terjadi pada waktu pengerasan 6 jam  pada  tekanan  1,0  bar  dengan  nilai  uji impact sebesar 18,708 J/mm 2 .
Data  dari  gambar  3  diatas    menunjukkan bahwa  tekanan  dan  waktu  pengerasan  komposit memberikan  pengaruh  terhadap  nilai  uji impact . Dapat dilihat dari grafik setiap kenaikan tekanan dan waktu  pengerasan  menurunkan  nilai  uji impact . Pengaruh  variasi  tekanan  dan  waktu  pengerasan pada  kekuatan impact sebanding  dengan  hasil  dari kekuatan  tarik.  Semakin  kecil  tekanan vacuum dan semakin cepat waktu pengerasan komposit, meninggkatkan kemampuan komposit dalam menahan beban impact juga meningkat [8].
Hasil Perhitungan Presentase Luasan Void Hasil perhitungan uji makro terhadap presentase  nilai  luasan void dari  pembuatan komposit  metode  VARI  menngunakan  program AutoCAD 2008 dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Data Hasil Presentase Nilai Luasan Void
Gambar 4. Pengaruh tekanan dan waktu pengerasan terhadap presentase nilai void .
Gambar 4. menunjukkan hubungan antara tekanan dan  waktu  pengerasan  komposit  terhadap  presentase luasan void .  Hasilnya  menunjukkan  bahwa  presentase luasan void terendah  terjadi  pada  waktu  pengerasan  2 jam pada tekanan 0,2 bar dengan presentase luasan void sebesar  0,245%.  Sedangkan  presentase  luasan void tertinggi  terjadi  pada  waktu  pengerasan  6  jam  pada tekanan  1,0  bar  dengan  presentase  luasan void sebesar 0,708%. di lihat dari grafik setiap kenaikan tekanan dan waktu  pengerasan  komposit  menaikkan  presentase luasan void . Dari pembahasan sebelumnya pada tekanan vacuum yang paling tinggi dan  waktu pengerasan  yang semakin  lama,  menghasilkan  nilai  kekasaran  yang semakin  tinggi.  kekasaran  permukaan  yang  semakin tinggi  akan  mengakibatkan  luasan void yang  semakin banyak [9].

## KESIMPULAN
Dari hasil penelitian yang dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1.  Dari hasil pengujian kekasaran permukaan, pengujian  tarik  dan  pengujian impact di  peroleh pengaruh  tekanan vacuum pada  proses  VARI  yaitu, semakin  rendah  tekanan vacuum yang  digunakan maka  menurunkan  sifat  fisik  (semakin  halus) komposit dan meningkatkan sifat mekanik komposit.  Hasil  yang  didapat  pada  variasi  tekanan yang dilakukan: tekanan vacuum 0,2 bar menghasilkan nilai kekasaran permukaan 0,498 µm, nilai  kekuatan  tarik  27,344  MPa  dan  nilai  kekuatan impact 47,859  J/mm 2 ,  tekanan vacuum 0,5  bar menghasilkan nilai kekasaran permukaan 0,544 µm, nilai  kekuatan  tarik  15,664  MPa  dan  nilai  kekuatan impact 39,953  J/mm 2 dan  tekanan vacuum 1,0  bar menghasilkan nilai kekasaran permukaan 0,577 µm, nilai  kekuatan  tarik  14,768  MPa  dan  nilai  kekuatan impact 33,338 J/mm 2 . 2.  Dari hasil pengujian kekasaran permukaan, pengujian  tarik  dan  pengujian impact di  peroleh pengaruh  pengerasan  komposit  pada  proses  VARI yaitu,  semakin  cepat  proses  pengerasan  komposit yang  dilakukan  maka  menurunkan  sifat  fisik (semakin  halus)  komposit  dan  meningkatkan  sifat mekanik  komposit. Hasil  yang didapat pada variasi pengerasan  komposit  yang  dilakukan:  waktu
pengerasan komposit selama 2 jam menghasilkan  nilai  kekasaran  permukaan  0,498 µm,  nilai  kekuatan  tarik  27,344  MPa  dan  nilai kekuatan impact 47,859 J/mm 2 , waktu pengerasan komposit selama 4 jam menghasilkan  nilai  kekasaran  permukaan  0,544 µm,  nilai  kekuatan  tarik  15,664  MPa  dan  nilai kekuatan impact 39,953  J/mm 2 dan  waktu pengerasan komposit selama 6 jam menghasilkan  nilai  kekasaran  permukaan  0,577 µm,  nilai  kekuatan  tarik  14,768  MPa  dan  nilai kekuatan impact 33,338 J/mm 2 .

## SARAN
1.  Perlu  dilakukan  lebih  lanjut  penelitian  mengenai variasi  parameter  fabrikasi  pada  proses  VARI misalnya penambahan suhu pada proses pengerasan komposit.
2.  Perlu  dilakukan  penelitian  metode  VARI lainnya,  yaitu  dengan  membandingkan  antara dua  metode  VARI interlaminar  infusion dan surface infusion .

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Abanat,  J.  D.  J.,  Purnowidodo  A.  dan  Irawan  Y.  S. (2012). Pengaruh  Fraksi  Volume  Serat  Pelepah Gebang (Corypha Utan Lamark) Terhadap Kekuatan  Tarik  dan  Kekuatan  Impak  Pada Komposit  Bermatrik  Epoksi. Malang:  Universitas Brawijaya.
[2]  Alian,  H.  (2011). Pengaruh  Variasi  Fraksi  Volume Semen Putih Terhadap
Kekuatan  Tarik  Dan  Impak  Komposit  Glass  Fiber Reinforce Plastic (GFRP) Berpenguat Serat E-Glass Chop  Starnd  Mat  dan  Matriks  Resin  Polyester Palembang: Universitas Sriwijaya.
[3]  Asrikin.  (2011). Karakterrisasi  Fatigue  dan  Analisa Mikroskopis  pada  Mekanisme  Kegagalan  Material Komposit  Fiber  Glass-Epoxy  untuk  Material Struktur  Sudu  Turbin  Angin .  Jakarta:  Universitas Indonesia.
[4]  Febriyanto,  S.  (2011). Penggunaan  Metode  Vacumm Assisted  Resin  Infusion  Pada  Bahan  Uji  Komposit Sandwich  untuk  aplikasi  kapal  bersayap  wise-8 Depok : Universitas Indonesia.
[5] Rizky,  A. (2010). Evaluasi  Penggunaan  Metode VARI  (Vacumm  Assisted  Resin  Infusion)  pada Komposit  Epoxy-E  Glass  dan  Karakterisasi Mikro  Untuk  Aplikasi  Sudu  Turbin  Angin. Jakarta: Universitas Indonesia.
[6] Wisojodharmo, L. A. and Roseno S. (2012). The Use Vacuum  Assited  Resin  Infusion  Process  on  the Manufacturing of Wind Blade Composites. Jakarta : Agency  for  the  Assement  and  Application  of Technology (BPPT)
[7]  Utomo,  A.  W.,  Argo,  B.  D.  dan  Hermanto  M.B. (2013). Pengaruh  Suhu  dan  Lama  Pengeringan Terhadap Karalteristik Fisikokimiawi Plastik Biodegradable  dari  Komposit  Pati  Lidah  Buaya (Alove Vera) - Kitosan. Malang : Universitas Brawijaya. .
[8]  Diharjo,  K.,  Elharomy,  I.  dan  Purwanto,  A.  (2014). Pengaruh  Fraksi  Volume  Filler  Terhadap  Kekuatan Bending dan Ketangguhan Impak Komposit Nanosilika- Phenolic. Semarang : Universitas Sebelas Maret.
[9]  Bramantyo.  (2008). Karakteristik  Kekuatan  Mekanik Komposit  Berpenguat  Serat  Kulit  Waru  (Hibiscus Tiliaceus)  Kontinyu  Laminat  Dengan  Perlakuan Alkali  Bermatriks  Polyester. Malang:  Universitas Brawijaya.