pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

95
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user PENGARUH PENGGUNAAN SERAT AGAVE CANTULA ROXB TERHADAP KEKUATAN IMPAK MATERIAL KOMPOSIT MATRIKS POLIMER MENGGUNAKAN METODE EKSPERIMEN TAGUCHI (STUDI KASUS DI CV. TAUSAN SURAKARTA) Skripsi SETYO SULISTYO ADI I 0303049 JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2010 u

Upload: vobao

Post on 12-Jan-2017

229 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

PENGARUH PENGGUNAAN SERAT AGAVE CANTULA ROXB TERHADAP KEKUATAN IMPAK MATERIAL KOMPOSIT MATRIKS POLIMER MENGGUNAKAN

METODE EKSPERIMEN TAGUCHI (STUDI KASUS DI CV. TAUSAN SURAKARTA)

Skripsi

SETYO SULISTYO ADI I 0303049

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA 2010

u

Page 2: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

PENGARUH PENGGUNAAN SERAT AGAVE CANTULA ROXB TERHADAP KEKUATAN IMPAK MATERIAL KOMPOSIT MATRIKS POLIMER MENGGUNAKAN

METODE EKSPERIMEN TAGUCHI (STUDI KASUS DI CV. TAUSAN SURAKARTA)

Skripsi Sebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

SETYO SULISTYO ADI I 0303049

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA 2010

u

Page 3: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Skripsi:

PENGARUH PENGGUNAAN SERAT AGAVE CANTULA ROXB TERHADAP KEKUATAN IMPAK MATERIAL KOMPOSIT MATRIKS POLIMER MENGGUNAKAN

METODE EKSPERIMEN TAGUCHI (STUDI KASUS DI CV. TAUSAN SURAKARTA)

Ditulis oleh:

Setyo Sulistyo Adi I 0303049

Mengetahui,

Dosen Pembimbing I

Retno Wulan Damayanti, ST, MT NIP. 19800306 200501 2 002

Dosen Pembimbing II

Ir. Lobes Herdiman, MT NIP. 19641007 199702 1 001

Pembantu Dekan I Fakultas Teknik UNS

Ir. Noegroho Djarwanti, MT. NIP. 19561112 198403 2 007

Ketua Jurusan Teknik Industri

Fakultas Teknik UNS

Ir. Lobes Herdiman, MT. NIP. 19641007 199702 1 001

Page 4: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

LEMBAR VALIDASI Judul Skripsi:

PENGARUH PENGGUNAAN SERAT AGAVE CANTULA ROXB TERHADAP KEKUATAN IMPAK MATERIAL KOMPOSIT MATRIKS POLIMER MENGGUNAKAN

METODE EKSPERIMEN TAGUCHI (STUDI KASUS DI CV. TAUSAN SURAKARTA)

Ditulis Oleh: Setyo Sulistyo Adi

I 0303049 Telah disidangkan pada hari Selasa tanggal 19 Oktober 2010

Di Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta,

dengan

Dosen Penguji

1. Azizah Aisyati, ST, MT. _____________________ NIP. 19720318 199702 2 001

2. Taufiq Rochman, STP, MT. _____________________ NIP. 19701030 199802 1 001

Dosen Pembimbing

1. Retno Wulan Damayanti, ST, MT. _____________________ NIP. 19800306 200501 2 002

2. Ir. Lobes Herdiman, MT. _____________________ NIP. 19641007 199702 1 001

Page 5: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS KARYA ILMIAH

Saya mahasiswa Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik UNS yang bertanda

tangan di bawah ini:

Nama : Setyo Sulistyo Adi

NIM : I 0303049

Judul tugas akhir : Pengaruh Penggunaan Serat Agave Cantula Roxb Terhadap

Kekuatan Impak Material Komposit Matriks Polimer

Menggunakan Metode Eksperimen Taguchi

(Studi Kasus Di CV. Tausan Surakarta).

Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir atau Skripsi yang saya susun

tidak mencontoh atau melakukan plagiat dari karya tulis orang lain. Jika terbukti

Tugas Akhir yang saya susun tersebut merupakan hasil plagiat dari karya orang

lain maka Tugas Akhir yang saya susun tersebut dinyatakan batal dan gelar

sarjana yang saya peroleh dengan sendirinya dibatalkan atau dicabut.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya dan apabila di

kemudian hari terbukti melakukan kebohongan maka saya sanggup menanggung

segala konsekuensinya.

Surakarta, 30 Oktober 2010

Setyo Sulistyo Adi I0303049

Page 6: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

SURAT PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH

Saya mahasiswa Jurusan Teknik Industri UNS yang bertanda tangan di bawah ini,

Nama : Setyo Sulistyo Adi

Nim : I 0303049

Judul tugas akhir : Pengaruh Penggunaan Serat Agave Cantula Roxb

Terhadap Kekuatan Impak Material Komposit Matriks

Polimer Menggunakan Metode Eksperimen Taguchi

(Studi Kasus Di CV. Tausan Surakarta).

Menyatakan bahwa Tugas Akhir (TA) atau Skripsi yang saya susun sebagai syarat

lulus Sarjana S1 disusun secara bersama-sama dengan Pembimbing I dan

Pembimbing II. Bersamaan dengan syarat pernyataan ini bahwa hasil penelitian

dari Tugas Akhir (TA) atau Skripsi yang saya susun bersedia digunakan untuk

publikasi dari proceeding, jurnal, atau media penerbit lainnya baik di tingkat

nasional maupun internasional sebagaimana mestinya yang merupakan bagian

dari publikasi karya ilmiah

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya.

Surakarta, 30 Oktober 2010

Setyo Sulistyo Adi I0303049

Page 7: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

vii

KATA PENGANTAR

Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala limpahan

rahmat dan hidayah-Nya berupa kesehatan, keteguhan dan ketenangan sehingga

penulis dapat menyelesaikan penelitian dan menyusun laporan Tugas Akhir ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini tidak akan

dapat terselesaikan tanpa adanya bantuan dari berbagai pihak, oleh karena itu

dengan segenap kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-

besarnya kepada:

1. Ibu dan ayah tercinta yang selalu memberikan kasih sayang, semangat serta

selalu memberikan dukungan setiap saat untukku.

2. Bapak Ir. Lobes Herdiman, MT, selaku ketua Jurusan Teknik Industri

Universitas Sebelas Maret Surakarta dan dosen pembimbing II. Terima kasih

atas bimbingan selama proses pengerjaan hingga terselesaikannya Tugas

Akhir ini.

3. Ibu Retno Wulan Damayanti, ST, MT, selaku dosen pembimbing I. Terima

kasih atas kesabaran dan segala nasihat serta bimbingan yang sangat

bijaksana.

4. Ibu Azizah Aisyati, ST, MT dan Bapak Taufiq Rochman, STP, MT, selaku

dosen penguji. Terima kasih atas segala kritik dan saran serta pengertiannya

dalam pengujian penelitian ini.

5. Seluruh dosen Teknik Industri yang telah mewariskan indahnya ilmu

pengetahuan.

6. Mas Alka yang telah memberikan ijin kepada penulis untuk melaksanakan

penelitian di CV. Tausan.

7. Rasty ”my special one” yang selalu memberikan dukungan dan motivasi

8. Segenap kru gudang skill yang telah memberikan banyak kontribusi dalam

penyusunan laporan Tugas Akhir ini.

Page 8: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

viii

9. Teman-teman TI 2006, Dinar, Kiki, Asty, Zulfa, Samto, Budi dan teman-

teman lain yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Terima kasih atas segala

bantuannya.

10. Si biru AD 6846 HG, yang selalu setia menemani penulis anytime and

anywhere.

11. Komputer dan printerku yang telah bejasa besar.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini

masih terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis memohon maaf atas segala

kekurangan yang disebabkan karena keterbatasan penulis dan penulis

mengharapkan kritik serta saran membangun. Akhir kata, dengan segenap

keterbatasan yang ada dalam laporan ini, penulis tetap berharap dapat

menyumbangkan sesuatu yang bermanfaat bagi pembaca.

Surakarta, Oktober 2010

Penulis

Page 9: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xi

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ...............................................................................

ABSTRAK ..................................................................................................

DAFTAR ISI .............................................................................................

DAFTAR TABEL .....................................................................................

DAFTAR GAMBAR ................................................................................

BAB I PENDAHULUAN ......................................................................

1.1 LATAR BELAKANG ....................................................................

1.2 PERUMUSAN MASALAH ............................................................

1.3 TUJUAN PENELITIAN ....................................................................

1.4 MANFAAT PENELITIAN ..............................................................

1.5 BATASAN MASALAH ...........................................................

1.6 ASUMSI ................................................................................

1.7 SISTEMATIKA PENULISAN .........................................................

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...........................................................

2.1 KOMPOSIT............................................................................

2.1.1 Bahan-Bahan Penyusun Komposit Polimer..................................

2.1.2 Serat Agave Cantula Sebagai Filler Komposit.................

2.1.3 Metode Pembuatan Komposit Polimer...........................

2.2 PENGUJIAN KARAKTERISTIK KUALITAS.....................................

2.3 PERANCANGAN EKSPERIMEN..........................................

2.3.1 Eksperimen Taguchi..................................................................

2.3.2 Prinsip Kekokohan Dalam Perancangan...........................

2.3.3 Orthogonal Array..........................................................

2.3.4 Analisa Variansi............................................................

2.3.5 Interval Kepercayaan....................................................

2.3.6 Signal To Noise Ratio....................................................

2.3.7 Quality Loss Function...................................................

2.3.8 Eksperimen Konfirmasi.................................................

2.4 PENELITIAN SEBELUMNYA………….............................

vii

ix

xi

xiii

xiv

I-1

I-1

I-3

I-4

I-4

I-4

I-5

I-5

II-1

II-1

II-3

II-7

II-9

II-10

II-12

II-14

II-16

II-16

II-18

II-19

II-21

II-23

II-26

II-27

Page 10: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xii

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ............................................

3.1 TAHAP IDENTIFIKASI MASALAH..........................................

3.2 TAHAP PERENCANAAN EKSPERIMEN.........................................

3.3 TAHAP PELAKSANAAN EKSPERIMEN........................................

3.4 TAHAP PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN

DATA...................................................................................

3.5 TAHAP VERIFIKASI.........................................................

3.6 TAHAP ANALISIS DAN INTEPRETASI HASIL.............................

3.7 TAHAP KESIMPULAN DAN SARAN.............................................

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA ................

4.1 PENGUMPULAN DATA EKSPERIMEN.....................................

4.1.1 Pengumpulan Data Eksperimen Tahap I.....................................

4.1.2 Pengumpulan Data Eksperimen Tahap II........................

4.2 PENGOLAHAN DATA EKSPERIMEN.............................................

4.2.1 Perhitungan Analisis Mean...........................................

4.2.2 Perhitungan Analisis SNR...............................................

4.2.3 Menentukan Setting Level Optimal..............................................

4.3 TAHAP VERIFIKASI...........................................................

4.3.1 Eksperimen Konfirmasi.................................................

4.3.2 Menentukan Nilai Prediksi Respon dan Selang

Kepercayaan.................................................................

4.3.3 Menentukan Quality Loss Function...............................

BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL ................................

5.1 ANALISIS..... .........................................................................

5.1.1 Analisis Hasil Eksperimen.............................................

5.1.2 Analisis Total Quality Loss Function....................................

5.2 INTEPRETASI HASIL...........................................................

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN...................................................

6.1 KESIMPULAN ...........................................................................

6.2 SARAN ......................................................................................

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

III-1

III-2

III-3

III-10

III-14

III-15

III-16

III-16

IV-1

IV-1

IV-1

IV-3

IV-4

IV-4

IV-10

IV-14

IV-15

IV-15

IV-17

IV-21

V-1

V-1

V-1

V-6

V-6

VI-1

VI-1

VI-2

Page 11: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xiii

Page 12: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ix

ABSTRAK Setyo Sulistyo Adi, NIM: I 0303049, PENGARUH PENGGUNAAN SERAT AGAVE CANTULA ROXB TERHADAP KEKUATAN IMPAK MATERIAL KOMPOSIT POLIMER MENGGUNAKAN METODE EKSPERIMEN TAGUCHI (STUDI KASUS DI CV. TAUSAN SURAKARTA). Skripsi. Surakarta: Jurusan Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Oktober 2010.

Komposit polimer merupakan bahan yang secara luas digunakan dalam dunia industri. Bahan ini tersusun dari senyawa polimer sebagai matriks (bahan pengikat) dan bahan penguat yang umumnya berbentuk partikel atau serat. Jenis bahan penguat yang digunakan berpengaruh pada kekuatan material yang dihasilkan. Penelitian ini mengidentifikasi pengaruh dari penggunaan serat agave cantula sebagai bahan penguat terhadap kekuatan impak material. Pengukuran kekuatan impak sebagai upaya mensimulasikan kondisi operasional material terhadap pembebanan secara tiba-tiba yang sering menyebabkan kerusakan material.

Metode desain eksperimen yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen Taguchi dengan empat faktor, yaitu jumlah perbandingan katalis-resin, lama pengadukan campuran katalis-resin, jumlah (fraksi berat) serat yang digunakan dan cara penyusunan serat. Masing-masing faktor terdiri dari tiga level. Orthogonal array yang digunakan L9(34) dengan jumlah pengulangan percobaan sebanyak delapan kali. Alat yang digunakan untuk mengukur kekuatan impak material adalah Izod Impact Tester.

Penelitian ini menghasilkan tiga buah faktor yang berpengaruh terhadap nilai kuat impak material berdasarkan perbandingan nilai Fhitung dan Ftabel. Faktor-faktor tersebut adalah faktor lama pengadukan campuran katalis-resin (8.04975 > 3.996), faktor jumlah (fraksi berat) serat yang digunakan (17.2203> 3.996) dan faktor cara penyusunan serat (145.765> 3.996). Kondisi optimal didapat pada kombinasi jumlah perbandingan katalis-resin 1:100, lama pengadukan campuran katalis-resin 30 detik, jumlah (fraksi berat) serat 30% dan cara penyusunan serat memanjang dengan arah acak. Kombinasi ini memberikan nilai rata-rata kuat impak terbesar yaitu 1.3694 joule. Kata kunci: serat agave cantula, kekuatan impak, komposit polimer, eksperimen

Taguchi. xvi + 82 halaman; 22 gambar; 21 tabel; 11 lampiran Daftar pustaka: 20 (1985-2008)

Page 13: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

x

ABSTRACT Setyo Sulistyo Adi, NIM: I 0303049, EFFECT OF APPLICATION AGAVE CANTULA ROXB FIBRE TO POLYMER COMPOSITE IMPACT STRENGTH USING TAGUCHI EXPERIMENT METHOD (A CASE STUDY IN CV. TAUSAN SURAKARTA). Thesis. Surakarta: Industrial Engineering Department, Faculty of Engineering, Sebelas Maret University, October 2010.

A polymer composite is a materials which is widely used in industry. This materials is formed from polymer compound as matrix (binder) and reinforcement materials which generally in form of fibre or particle. Type of reinforcement materials used have an effect in material’s strength yielded. This research identify influence from application of agave cantula fibre as reinforcement to materials impact strength. Measurement of impact strength as simulation ways of material operational condition concerning shock load which often cause of material damage.

The design of experiment's method of this study is Taguchi design with four factors, that is the amount of katalis-resin comparison, duration of catalist-resin mixture stirring, amount of (weight percent) fibre used and fibre orientation. Each factor consist of three level. Orthogonal array used is L9(34) with amount eight times replications. The instrument used to measure impact strength of materials is Izod Impact Tester.

The results of this study show that there are three effecting factors to the materials impact strength from the comparison of Fmeasurement and Ftable. The factors are duration of catalist-resin mixture squealer ( 8.04975 > 3.996), amount of (weight percent) fibre used ( 17.2203 > 3.996) and fibre orientation ( 145.765> 3.996). The optimum condition is obtained at combination amount of katalis-resin comparison is 1:100, duration of catalist-resin mixture stirring 30 second, amount of (weight percent) fibre used 30% and fibre orientation is continous randomly. This combination assigning largest mean value of impact strength equal 1.3694 joule.

Keywords: agave cantula fibre, impact sterngth, polymer composite, Taguchi

experiment. xvi+ 82 pages; 22 figures; 21 tables; 11 appendixes References: 20 (1985 – 2008)

Page 14: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

I - 1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Perkembangan teknologi material saat ini mendorong dunia industri untuk

menggunakan bahan alternatif yang lebih efisien. Penggunaan bahan alternatif

seperti halnya komposit telah banyak diaplikasikan pada industri manufaktur baik

skala kecil, menengah maupun besar. Secara umum komposit diartikan suatu jenis

bahan baru hasil rekayasa yang terdiri dari gabungan dua atau lebih jenis bahan

berbeda di dalam suatu unit makroskopik (Gibson, 1994). Material komposit

akan mempunyai sifat yang lebih superior daripada material-material

penyusunnya (Shackelford, 2000).

Pada umumnya komposit terdiri dari yang namanya filler dan matriks.

Filler bisa berbentuk partikel atau serat. Untuk mengikat antar partikel atau serat

yang satu dengan yang lainnya ini dibutuhkan matriks. Fungsi utama matriks

adalah sebagai bahan pengikat dan pendukung filler. Selain itu matriks juga

berfungsi sebagai pelindung permukaan filler. Sedangkan untuk filler, material

berbentuk serat yang paling banyak digunakan. Filler merupakan komponen di

dalam material komposit yang bertujuan untuk memperbaiki sifat mekanik dari

bahan matriks yang digunakan (Gibson, 1994).

Dari berbagai jenis komposit yang ada, komposit polimer paling luas

penggunaannya (Gibson, 1994). Disebut komposit polimer karena material ini

menggunakan suatu polimer yang biasa disebut resin sebagai matriksnya dan

umumnya menggunakan suatu jenis serat sebagai penguatnya. Produk jadi dari

bahan komposit matriks polimer disebut juga Polimer Berpenguat Serat (FRP-

Fiber Reinforced Polymers). Bahan ini telah banyak diaplikasikan dalam dunia

industri, antara lain sebagai bahan pembuatan bodi kendaraan bermotor, struktur

utama pesawat terbang, badan kapal, kursi bis, dashboard, dinding kereta api,

wahana rekreasi, bahan penyekat, dan peralatan industri lainnya.

Material yang umum digunakan sebagai filler pada FRP adalah serat kaca

(glass fibre). Namun penggunaan serat sintetis seperti serat kaca ini masih relatif

Page 15: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

I - 2

mahal untuk pemakaian dalam jumlah besar (Van Vlack, 2004). Hal ini menjadi

hambatan dalam aplikasi material komposit. Masih mahalnya serat sintetis dalam

aplikasi material komposit menjadi alasan perlunya dilakukan penelitian terhadap

serat alam sebagai penggantinya. Serat alam dapat digunakan sebagai bahan

penguat dalam komposit polimer karena kandungan selulosanya. Selulosa dalam

serat alam ini diperlukan agar terbentuk ikatan yang kuat antara serat alam dengan

senyawa penyusun polimer. Hal ini didukung oleh beberapa keunggulan yang

dimiliki oleh serat alam, diantaranya adalah masa jenisnya yang rendah,

terbarukan, produksi memerlukan energi yang rendah, proses lebih mudah, serta

mempunyai sifat penyekat panas dan listrik yang baik. Selain lebih murah, serat

alam juga lebih ramah lingkungan karena serat alam dapat dengan mudah

terdegradasi oleh alam (Rowell, 1995).

Diantara bermacam jenis serat alam, serat nanas sabrang (agave cantula

roxb) tergolong mudah diperoleh. Tanaman penghasil serat ini banyak

dibudidayakan di Indonesia. Serat ini dapat dengan mudah dijumpai di pasaran

sebagai bahan baku kerajinan tangan. Kelebihan serat nanas sabrang dibanding

dengan serat alam lainnya antara lain serat ini memiliki sifat kuat, kaku, ringan

(mempunyai berat rata-rata 40% lebih ringan daripada serat gelas), jumlah yang

berlimpah, tidak beracun, murah, biaya produksinya rendah. Serat nanas sabrang

juga memiliki sifat daya absorbsi. Daya absorbsi ini diperlukan agar resin sebagai

matriks dapat masuk di dalam serat dengan baik dan tidak menimbulkan reaksi

maupun gelembung udara yang berlebihan (Ariawan, 2003). Kelebihan serat

nanas sabrang inilah yang menjadi alasan untuk menggunakan serat tersebut

sebagai serat penguat pada sistem material komposit.

CV. Tausan Surakarta adalah industri yang memiliki bidang usaha dalam

pembuatan produk berbahan komposit polimer. Hasil produksinya berupa

aksesoris bodi kendaraan bermotor, sepeda air, perahu, alat peraga, dan berbagai

sarana dalam wahana rekreasi serta playground. Observasi awal di CV. Tausan

Surakarta diperoleh informasi bahwa di tempat tersebut menggunakan serat kaca

(glass fibre) sebagai penguat pada produksi komposit polimernya. Bila dibanding

dengan serat nanas, harga serat kaca mencapai 3-4 kali lipat dari harga serat

nanas. Selain lebih mahal, debu dari serat kaca juga dapat membahayakan bila

Page 16: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

I - 3

terhirup pernafasan. Hal tersebut mendorong perlunya dicoba mengganti serat

kaca dengan bahan alternatif lain yang sama fungsinya akan tetapi dengan harga

yang lebih murah dan lebih aman bagi kesehatan. Dari karakteristik dan

keunggulan-keunggulan yang dimiliki serat nanas sabrang, maka dipilihlah serat

nanas sabrang ini sebagai bahan alternatif pengganti serat kaca sebagai bahan

penguat pada material komposit polimer.

Salah satu kriteria mutu produk komposit polimer ditentukan oleh

kekuatannnya dalam menerima beban kejut (impact). Semakin tinggi

kekuatannya maka dapat dikatakan semakin baik mutunya. Hal ini

mensimulasikan kondisi operasi material khususnya kekuatannya dalam

menerima benturan. Untuk membuat produk komposit polimer yang bermutu

tidaklah mudah. Banyak faktor yang berpengaruh terhadap kekuatannya. Faktor-

faktor tersebut antara lain komposisi bahan, orientasi serat, lama pencampuran

dan cara penuangan ke dalam cetakan (Rahardjo, 2001). Komposisi bahan yang

akan diteliti adalah jumlah perbandingan katalis-resin dan jumlah serat (fraksi

berat) penguat yang digunakan.

Berdasarkan latar belakang ini maka perlu adanya suatu eksperimen

pembuatan komposit polimer dengan faktor-faktor yang ditentukan yaitu

perbandingan resin-katalis, fraksi berat serat, lama pencampuran dan orientasi

serat sehingga didapat produk komposit polimer yang memiliki kekuatan impak

tinggi dan dengan biaya produksi yang lebih murah. Metode Eksperimen yang

digunakan adalah metode eksperimen Taguchi. Metode Taguchi lebih efisien

karena memungkinkan eksperimen banyak faktor dengan jumlah eksperimen yang

lebih sedikit sehingga menghemat waktu dan biaya. Eksperimen ini berupaya

untuk memperoleh setting level optimal pada pembuatan produk komposit

berpenguat serat agave cantula.

1.2 PERUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang maka dirumuskan permasalahan yaitu

bagaimana menentukan setting level optimal dari faktor-faktor yang berpengaruh

terhadap kekuatan impak dari produk komposit polimer dengan serat nanas

sabrang (agave cantula roxb) sebagai material penguatnya.

Page 17: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

I - 4

1.3 TUJUAN PENELITIAN

Tujuan dalam penelitian ini, yaitu:

1. Mengidentifikasi dan menganalisis faktor–faktor yang berpengaruh terhadap

nilai kuat impak produk komposit polimer dengan menggunakan serat daun

nanas sabrang (agave cantula roxb) sebagai bahan penguatnya.

2. Menentukan setting level optimal dari faktor-faktor yang berpengaruh

terhadap kualitas produk komposit polimer.

3. Menghitung quality loss function untuk mengetahui kerugian yang diakibatkan

adanya variansi dari produk yang dibuat.

1.4 MANFAAT PENELITIAN

Adapun manfaat yang diharapkan dari penelitian, yaitu:

1. Menghasilkan setting level optimal pada produk komposit polimer dengan

menggunakan serat nanas sabrang (agave cantula roxb) sebagai penguatnya.

2. Memberikan bukti secara empiris mengenai serat nanas sabrang (agave

cantula roxb) sebagai bahan penguat untuk pembuatan produk komposit

polimer.

3. Memberikan informasi kepada perusahaan mengenai quality loss function

sehingga dapat dijadikan pertimbangan untuk meminimalkan kerugian.

1.5 BATASAN PENELITIAN

Pada pembahasan masalah ditetapkan batasan penelitian, sebagai berikut:

1. Pengujian terhadap karakteristik material yang dilakukan merupakan

pengujian yang bersifat fisik.

2. Alat yang dipergunakan untuk uji kekuatan impak adalah Izod Impact Tester.

3. Cetakan spesimen benda uji berukuran 80 mm x 10 mm x 4 mm sesuai standar

uji kuat impak ASTM (American Society for Testing and Materials) D5941.

4. Proses pembuatan spesimen mengacu pada proses pembuatan komposit

polimer di CV. Tausan Surakarta yaitu dengan metode hand lay up.

5. Jenis resin yang digunakan dalam penelitian ini adalah resin polyester dengan

merk dagang Yukalac 157 BQTN-EX.

Page 18: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

I - 5

I.6 ASUMSI PENELITIAN

Asumsi yang digunakan untuk menyederhanakan kompleksitas

permasalahan dalam penelitian ini ditetapkan, sebagai berikut:

1. Alat-alat yang digunakan dalam eksperimen dalam kondisi terkalibrasi baik.

2. Serat yang digunakan sebagai bahan penguat dalam kondisi yang sama, baik

kondisi fisik dan tingkat kekeringannya.

3. Kecepatan pengadukan campuran resin-katalis diasumsikan sama dan konstan

pada tiap eksperimen, yaitu 4 kali putaran aduk per detik.

I.7 SISTEMATIKA PENULISAN

Sistematika penulisan dibuat agar dapat memudahkan pembahasan

penyelesaian masalah dalam penelitian ini. Secara garis besar, uraian pada bab-

bab dalam sistematika penulisan, dijelaskan di bawah ini.

Bab I : Pendahuluan

Bab ini berisi deskripsi tentang latar belakang penelitian, perumusan

masalah, tujuan yang akan dicapai dalam penelitian, manfaat penelitian,

batasan masalah, asumsi yang digunakan dan sistematika penulisan.

Bab II: Tinjauan Pustaka

Bab ini menguraikan teori-teori yang akan dipakai untuk mendukung

penelitian, sehingga perhitungan dan analisis dilakukan secara teoritis.

Bab III: Metodologi Penelitian

Bab ini berisi tentang langkah-langkah terstruktur dan sistematis yang

dilakukan dalam penelitian. Langkah-langkah tersebut disajikan dalam

bentuk diagram alir yang disertai dengan penjelasan singkat.

Bab IV: Pengumpulan dan Pengolahan Data

Bab ini menjelaskan proses pengumpulan data dengan melakukan

eksperimen tahap I dan II dari desain orthogonal array serta melakukan

eksperimen konfirmasi. Pengolahan data eksperimen tahap I dilakukan

dengan menyesuaikan kondisi nyata di perusahaan. Pengolahan data

Page 19: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

I - 6

eksperimen tahap II dilakukan berdasarkan faktor dan level yang telah

ditentukan untuk mencari setting level optimal dari faktor dalam

eksperimen. Eksperimen konfirmasi dilakukan dengan menerapkan setting

level optimal guna menguji nilai estimasi karakteristik kualitas.

Bab V: Analisis dan Interpretasi Hasil

Bab ini menguraikan analisis dan interpretasi hasil pengolahan data

eksperimen tahap I, eksperimen tahap II dan eksperimen konfirmasi.

Bab VI: Kesimpulan dan Saran

Bab ini menguraikan target pencapaian dari tujuan penelitian dan

kesimpulan yang diperoleh dari pembahasan masalah. Bab ini juga

menguraikan saran dan masukan bagi kelanjutan penelitian.

Page 20: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 KOMPOSIT

Struktur material dapat dibedakan menjadi empat kategori dasar yaitu

logam, polimer/plastik, keramik, dan komposit. Komposit diartikan suatu jenis

bahan baru hasil rekayasa yang terdiri dari dua atau lebih material berbeda yang

bergabung pada unit struktural makroskopik (Gibson, 1994). Definisi lain

menyebutkan suatu material komposit adalah suatu sistem terdiri atas suatu

campuran atau kombinasi dua atau lebih unsur-unsur mikro atau makro yang

berbeda bentuk luarnya dan komposisi kimianya dan yang mana unsur yang satu

tidak dapat dapat larut dengan unsur yang lain (Smith, 1993). Sedangkan menurut

Shackelford (2000) menyebutkan komposit adalah material yang melibatkan

kombinasi dari dua atau lebih dari jenis material berbeda yang dari kombinasi

tersebut akan menghasilkan suatu produk yang lebih superior daripada komponen

penyusunnya.

Komposit secara umum tersusun dari dua jenis material berbeda yang

biasa disebut dengan matriks dan filler (material pengisi). Filler berfungsi sebagai

penguat (reinforcement) pada material komposit. Pada umumnya filler dapat

berbentuk partikel atau serat. Namun, serat lebih banyak digunakan sebagai

penguat pada komposit karena lebih efektif daripada menggunakan partikel atau

serbuk Komponen penyusun komposit selain filler adalah matriks. Matriks

berfungsi sebagai bahan pengikat antar partikel atau serat yang satu dengan yang

lainnya. Polimer, logam, dan keramik semua digunakan sebagai matriks pada

komposit, tergantung pada kebutuhan. Matriks akan mengikat partikel atau serat

secara bersama dan melindungi komposit dari kerusakan eksternal serta

mentransfer dan mendistribusikan beban ke serat (Gibson, 1994).

Berdasarkan bahan penyusunnya matriks terbagi atas matriks organik dan

anorganik. Matriks anorganik adalah matriks yang terbentuk dari bahan logam

yang pada umumnya mempunyai bobot dan kekuatan tinggi. Sedangkan matriks

organik terbentuk dari bahan-bahan organik yang diproses dengan cara sintesis.

Page 21: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 2

Jenis matriks organik banyak digunakan karena proses pembentukan menjadi

komposit cepat dan sederhana dengan biaya yang murah.

Berdasarkan bahan matriks yang digunakan, komposit dapat digolongkan

menjadi tiga kelompok utama, yaitu:

1. Komposit Matriks Polimer (Polymer Matrix Composites – PMC)

2. Komposit Matriks Logam (Metal Matrix Composites – MMC)

3. Komposit Matriks Keramik (Ceramic Matrix Composites – CMC)

Polimer paling banyak digunakan sebagai matriks pada komposit modern. Produk

jadi dari bahan komposit berbahan matriks polimer sering juga disebut FRP

(Fibre Reinforced Polymers) karena material ini umumnya menggunakan serat

sebagai bahan penguatnya. Polimer dapat diuraikan menjadi dua jenis, yaitu

thermoset dan thermoplastic. Jenis thermoset bersifat mengeras apabila terkena

suhu panas sedangkan sebaliknya pada jenis thermoplastic yang akan melunak

jika terkena suhu panas.

Komposit polimer merupakan struktur komposit yang pertama dan

penggunaannya sangat luas dikarenakan biayanya yang relatif rendah (Gibson,

1994). Polimer umumnya dikenal sebagai plastik. Bahan ini memiliki berat jenis

yang rendah dan beberapa jenis plastik diantaranya bersifat fleksibel dan mudah

dibentuk (Van Vlack, 2004).

Pada banyak aplikasi seperti kedirgantaraan dan permobilan sangat

mempertimbangkan berat struktur. Material yang digunakan seharusnya memiliki

nilai perbandingan yang tinggi antara kekuatan dibanding berat material itu

sendiri. Sifat ini sulit didapat pada bahan logam. Komposit merupakan material

alternatif yang dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan tersebut. Komposit

polimer dipilih sebagai material alternatif pengganti logam karena komposit

polimer memiliki berbagai keunggulan antara lain beratnya yang relatif lebih

ringan akan tetapi memiliki sifat mekanis yang baik, tahan terhadap korosi serta

mudah dibentuk. Ditinjau dari segi pembuatan, komposit polimer relatif murah

dan mudah dibuat sehingga material ini menjadi pilihan sebagai bahan untuk

membuat produk dengan bentuk yang kompleks dan juga untuk komponen yang

berukuran besar (Gibson, 1994).

Page 22: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 3

Produk berbahan komposit polimer berpenguat serat (FRP) telah banyak

diaplikasikan dalam dunia industri, antara lain sebagai bahan pembuatan bodi

kendaraan bermotor, struktur utama pesawat terbang, badan kapal, kursi bis,

dashboard, dinding kereta api, wahana rekreasi, dan peralatan industri lainnya.

2.1.1 Bahan-Bahan Penyusun Komposit Polimer

Komposit polimer terbuat dari bahan utama yaitu resin, katalis, dan

material pengisi (filler). Pada proses pembuatannya dapat pula ditambahkan zat

pewarna (pigment) untuk memberikan warna tertentu pada produk yang akan

dibuat. Penjelasan bahan-bahan yang digunakan dalam proses pembuatan

komposit polimer, yaitu:

a. Resin

Resin yang paling banyak digunakan sebagai matriks dalam pembuatan

komposit polimer adalah jenis resin thermosetting (Hyer, 1998). Resin

thermosetting berwujud cair tetapi akan mengeras dan menjadi kaku ketika

dipanaskan. Secara fisik resin berwujud cairan kental berwarna putih kekuningan

atau merah muda dan berbau sangat menyengat.

Gambar 2.1 Resin

Resin berguna sebagai bahan perekat pada material komposit polimer.

Bahan inilah yang disebut matriks yang fungsinya mengikat serat dan membantu

menentukan sifat fisik dari material komposit yang dihasilkan.

Matriks dalam komposit berfungsi mengikat serat secara bersama sama

dalam suatu unit struktural sehingga menyatu menjadi satu bahan. Bahan matriks

polimer sendiri dapat dibedakan menjadi tiga berdasarkan senyawa kimia yang

menyusunnya (Gibson, 1994), yaitu:

Page 23: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 4

1. epoxy

2. polyester

3. phenolic

Tiga jenis bahan matriks polimer tersebut, resin jenis polyester yang

paling sering digunakan untuk produksi komposit polimer. Resin polyester

merupakan resin thermoset yang tingkat pemanfaatannya sangat tinggi karena

mampu menawarkan keseimbangan yang baik antara sifat-sifat mekanis, elektrik,

ketahanan kimia (khususnya terhadap asam) dan stabilitas dimensional dengan

harga yang relatif murah, serta mudah dalam memperoleh dan penanganannya.

Selain itu resin polyester mempunyai kemampuan berikatan dengan serat alam

tanpa menimbulkan reaksi dan gas selama proses pembuatannya (Ariawan, 2003).

b. Katalis

Katalis adalah bahan yang dicampurkan bersama resin untuk mempercepat

proses pengerasan. Katalis sering juga disebut hardener. Bahan ini berupa cairan

berwarna bening dan berbau menyengat. Senyawa kimia penyusunnya adalah

Metil Etil Keton Peroksida. Di pasaran sering dijumpai dengan nama MEPOXE.

Selain sebagai bahan pengeras, katalis juga berfungsi sebagai pengering saat

dicampur dengan resin.

Gambar 2.2 Katalis

Reaksi antara resin dan katalis setelah dicampurkan bersifat eksotermis.

Suhu yang dibangkitkan dapat mencapai lebih dari 100º C. Karenanya perlu

dilakukan tindakan pengontrolan laju reaksi untuk menghindari kerusakan produk

yang dihasilkan akibat panas yang berlebihan.

Prosentase campuran katalis pada resin akan mempengaruhi laju reaksi .

Semakin tinggi prosentasenya semakin cepat pula raju reaksi berlangsung. Hal ini

Page 24: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 5

berarti makin tinggi suhu yang dibangkitkan dan semakin getas matrik yang

dihasilkan. Prosentase katalis yang digunakan dalam resin antara 1%-5 %. Reaksi

kimia antara resin polyester dan katalis setelah dicampurkan,

O C C O C C C C O

H

H

H

H

O H H O

+ C C

H H

H O

O C C O C C C C O

H

H

H

H

O H

H

O

C

OC

HH

H

O C C O C C C C O

H

H

H

H

O

H

H

O

*

ethylene glycol maleate polyester katalis styrene polyester copolimer

Gambar 2.3 Reaksi kimia resin-katalis sumber: Budinski, 1999

Reaksi kimia yang terjadi antara resin dan katalis merupakan reaksi

polimerisasi. Reaksi ini terjadi ketika molekul-molekul yang berdekatan

terhubung yang mengubah ikatan ganda menjadi ikatan tunggal (Shackelford,

2000). Reaksi ini juga disebut cross-linking. Ikatan yang sangat kuat antar

molekul-molekulnya menyebabkan material yang terbentuk menjadi sangat kuat

dan rigid (kaku) . Ikatan sangat kuat antar molekul yang terbentuk juga yang

menyebabkan material tetap terjaga dari remelting (Budinski, 1999).

c. Material pengisi (filler)

Material pengisi (filler) adalah bahan yang digunakan sebagai penguat

(reinforcement) pada material komposit. Filler memberikan kemudahan dalam

desain dimensi komposit yang diinginkan. Selain itu penggunaan filler juga

bertujuan untuk mengurangi berat dan mengurangi biaya. Bahan yang digunakan

dapat berupa serbuk atau serpih. Namun, bahan berbentuk serat lebih banyak

digunakan dalam komposit polimer karena lebih efektif dibandingkan dengan

bahan yang berbentuk serbuk atau serpih (Gibson, 1994). Untuk dapat

menghasilkan produk komposit yang efektif, bahan penguat hendaknya harus

memenuhi dua kriteria, yaitu komponen penguat harus memiliki modulus

Page 25: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 6

elastisitas yang lebih tinggi daripada matriksnya dan harus ada ikatan yang kuat

antara komponen penguat dan matriks (Van Vlack, 1985).

Pada komposit polimer, umumnya menggunakan serat kaca (glass fibre)

sebagai filler. Serat kaca adalah kaca cair yang ditarik menjadi serat tipis dengan

garis tengah sekitar 0,005 mm - 0,01 mm. Prosesnya adalah kaca yang dilebur

disemprotkan dengan tekanan tinggi melalui semacam saringan dengan diameter

lubang yang sudah ditentukan sesuai dengan permintaan garis tengah serat kaca

yang diperlukan. Wujudnya berupa anyaman benang-benang halus berwarna

putih. Serat ini sangat kuat dan relatif lebih murah jika dibandingkan dengan serat

sintetis lainnya seperti serat karbon dan aramid. Namun, pemakaian serat gelas

terlalu mahal untuk pemakaian dalam jumlah besar (Van Vlack, 2004).

Gambar 2.4 Serat kaca (glass fibre)

Seiring dengan perkembangan teknologi material saat ini, komposit

berkembang tidak hanya dari bahan filler sintetis. Serat alam sebagai filler

komposit mulai digunakan sebagai pengganti filler sintetis dalam kehidupan

sehari-hari mengingat serat alam memiliki kelebihan dibanding serat sintetis.

Kelebihan utama menggunakan serat alam sebagai filler pada komposit

polimer yaitu densitasnya rendah, mudah didaur ulang, biodegradable, mampu

sebagai bahan pengisi dengan level tinggi sehingga menghasilkan sifat kekakuan

yang tinggi, tidak mudah patah, jenis dan variasinya banyak, hemat energi dan

murah (Rowell, 1995).

Karakteristik mekanik maupun fisik material komposit sangat dipengaruhi

material penyusunnya. Perbandingan komposisi antara matriks dan material

pengisinya merupakan faktor yang sangat menentukan dalam memberikan

karakteristik mekanik maupun fisik produk komposit yang dihasilkan. Kandungan

penguat yang tinggi akan menghasilkan kekuatan yang tinggi. Di sisi lain dengan

Page 26: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 7

meningkatnya kandungan resin, berarti akan meningkatkan ketahanan produk

cetaknya terhadap serangan kimia dan cuaca. Ukuran serta bentuk material

pengisi juga mempunyai peranan penting dalam menentukan kekuatan komposit.

(Rowell, 1995).

Penambahan serat pada komposit bertujuan untuk meningkatkan kekuatan

agar komposit dapat menanggung beban yang lebih besar. Pada desain rekayasa,

penguatan juga dimanfaatkan untuk meningkatkan ketangguhan produk, sehingga

diperlukan energi yang lebih banyak untuk mengawali dan merambatkan

perpatahan. Pada kenyataannya, ketangguhan yang lebih tinggi merupakan faktor

utama dalam pemilihan komposit (Van Vlack, 2004).

Kekuatan komposit polimer sebagian besar terkait dengan jumlah serat

dan cara menyusunnya. Secara umum, lebih besar persen berat penguat pada

komposit semakin kuat pula komposit itu. Dengan penyusunan paralel dapat

diperoleh komposit polimer dengan kekuatan yang tinggi dengan persen berat

hingga 80% (Smith, 1993). Akan tetapi, untuk mencapai kadar serat diatas 70%

sangat sulit diproduksi secara murah karena perlu adanya usaha khusus untuk

mengatur arah seratnya dengan sempurna (Van Vlack, 2004). Tiga cara yang

umum dalam penyusunan serat sebagai penguat pada komposit adalah disusun

secara memanjang (continuous), dicacah secara acak (chopped), dan dianyam

(woven) (Shackelford, 2000).

2.1.2 Serat Agave Cantula Sebagai Filler Komposit

Penggunaan material komposit dengan filler serat alam mulai banyak

dikenal dalam industri manufaktur. Komposit yang terbuat dari serat alam sudah

mulai diterapkan dalam industri otomotif seperti digunakan dalam pembuatan

dashboard, panel pintu, sandaran kepala dan rangka kursi. Dengan demikian akan

membuka peluang usaha dalam bidang agro industri.

Keunggulan serat alam sebagai filler komposit dibandingkan dengan serat

sintetis sudah dapat diterima dan mendapat perhatian khusus dari para ahli

material di dunia. Keunggulan tersebut antara lain densitas rendah, harga lebih

murah, ramah lingkungan, dan tidak bereacun (Rowell, 1995).

Serat alam dapat menjadi filler pada komposit karena kandungan

selulosanya. Selulosa ini dimiliki oleh beberapa serat seperti jute, kenaf, sisal,

Page 27: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 8

nanas, dan juga jerami. Salah satu tanaman serat alam yang banyak tumbuh di

pulau jawa adalah tanaman nanas sabrang (agave cantula). Agave cantula

memiliki ciri fisik tidak mempunyai batang berdaun memanjang berwarna hijau

dengan terdapat duri di tepi daunnya.

Gambar 2.5 Tanaman agave cantula Sumber: ecocrop.org, 2007

Untuk memperoleh serat yang terkandung di dalammya, maka daun harus

diekstraksi hingga keluar seratnya. Prosesnya dengan menjepit salah satu ujung

daun dan menjepitnya dengan suatu alat yang dinamakan dikortilator kemudian

menariknya hingga kulit daun terpisah dengan seratnya. Tanaman agave cantula

merupakan tanaman yang tahan terhadap kekeringan. Agave cantula dapat

berkembang dengan baik meskipun pada daerah yang bermusim kemarau yang

kuat.

Serat dari agave cantula sangat berpotensi untuk dikembangkan menjadi

bahan penguat komposit didasarkan kandungan selulosanya yang mencapai

63.4 % (Ariawan, 2003). Selulosa membentuk ikatan yang kuat dengan maleic

anhydride, sebagai salah satu senyawa penyusun resin thermosetting (Rana,

1998). Kelebihan lain dari serat agave cantula ini adalah serat ini mudah dijumpai

dipasaran dan harganya relatif murah, mempunyai berat jenis relatif ringan yang

dapat mengurangi berat material, serat agave cantula mempunyai nilai modulus

elatisitas yang lebih besar dibanding matriksnya (resin thermosetting) yang

merupakan syarat suatu bahan dapat digunakan sebagai penguat dalam sistem

komposit. Seratnya yang kuat dan ulet membuat serat dari tanaman agave cantula

ini banyak digunakan sebagai bahan kerajinan seperti tas dan tali temali dalam

pemanfaatanya.

Page 28: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 9

2.1.3 Metode Pembuatan Komposit Polimer

Dalam pembuatan komposit diperlukan suatu cetakan untuk membuat

bentuk yang diinginkan. Cetakan itu harus bersih dari kotoran dan permukaannya

halus. Untuk bahan cetakan dapat digunakan dari logam, kayu, gips, dan kaca.

Pembuatan komposit dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu:

1. Spray up.

Resin atau matriks, katalis, dan filler dicampur di dalam penyemprot lalu

kemudian disemprotkan ke dalam cetakan.

Gambar 2.6 Skema spray up

2. Hand lay up.

Cara ini sangat manual pengerjaannya, yaitu dengan cara menuang resin yang

telah dicampur dengan filler ke dalam cetakan. Setelah itu menggunakan

roller atau kuas untuk meratakan hasilnya dan juga bertujuan agar tidak ada

udara yang terjebak di dalam cetakan sehingga hasilnya nanti bisa lebih padat.

Gambar 2.7 Hand lay up Sumber: duribuncit.wordpress.com, 2008

Sumber: duribuncit.wordpress.com, 2008

Page 29: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 10

3. Injection molding.

Cara yang satu ini menggunakan mesin injeksi. Resin yang berbentuk padat

dan filler dimasukkan kedalam mesin ini lalu dengan temperatur yang telah

diatur sehingga resinnya dapat mencair semuanya itu di injeksikan ke dalam

cetakan.

Gambar 2.8 Alat injection molding

2.2 PENGUJIAN KARAKTERISTIK KUALITAS

Di dalam pemakaiannya produk komposit polimer sering mengalami

pembebanan seperti pembebanan tarik (tensile), lentur (bending), dan

pembebanan impak. Pengujian dari bermacam pembebanan seperti uji tarik, uji

lentur dan uji impak sering dilakukan untuk mengetahui karakteristik dari bahan

komposit tersebut. Pada pengujian tarik dan lentur pembebanan dilakukan secara

perlahan dan dengan laju pembebanan yang konstan. Sedangkan pada pengujian

impak pembebanan dilakukan secara tiba-tiba atau spontan. Pengujian impak

merupakan suatu pengujian yang mengukur ketahanan bahan terhadap beban kejut

Pada penelitian ini karakteristik kualitas yang diuji dari bahan komposit

matriks polimer berpenguat serat adalah uji impak. Pengujian impak yang

dilakukan merupakan upaya mensimulasikan kondisi operasi material yang sering

ditemui yaitu pembebanan yang terjadi tidak terjadi secara perlahan-lahan

melainkan secara tiba-tiba, misalnya tumbukan atau benturan yang menyebabkan

kerusakan pada material.

Sumber: duribuncit.wordpress.com, 2008

Page 30: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 11

Kekuatan impak merupakan kriteria penting untuk mengetahui

ketangguhan suatu bahan. Ketangguhan adalah suatu ukuran energi yang

diperlukan untuk mematahkan suatu bahan. Energi ini merupakan hasil kali gaya

dan jarak, dinyatakan dalam satuan joule (Van Vlack, 1985). Oleh karena itu

ketangguhan perlu diukur yang mana hal tersebut dilakukan dengan uji impak

atau benturan.

Uji impak dilakukan dengan memberikan pembebanan secara mendadak

yang terbatas pada area tertentu pada suatu material. Terdapat dua standar uji

impak berdasarkan jenis spesimennya, yaitu charpy dan izod. Izod digunakan

untuk jenis material nonlogam. Energi impak yang diserap oleh spesimen hingga

terjadi patahan yang dinyatakan dalam satuan joule digunakan untuk mengetahui

tingkat ketangguhan material (Kilduff, 1997). Suatu material dikatakan tangguh

apabila memiliki kemampuan menyerap beban kejut yang besar tanpa terjadi retak

atau terdeformasi dengan mudah.

Mekanisme uji impak adalah dengan membenturkan suatu bandul dengan

material yang diuji (spesimen) hingga mematahkan spesimen itu, dari perjalanan

bandul setelah mematahkan spesimen dapat dihitung energi yang diperlukan

untuk menyebabkan patahan. Energi yang dibutuhkan untuk memecah spesimen

pada pengujian impak dapat dihitung dengan persamaan,

E = WR ( ) ( ) úûù

êëé

++

---1

1 coscoscoscosaaba

aaab x ………………………(2.1)

dengan; W = Berat pendulum/bandul (N)

R = Jari-jari pendulum (m)

α = Sudut yang dibentuk oleh pendulum sebelum terayun (°)

α1 = Sudut yang dibentuk pendulum terayun tanpa spesimen (°)

β = Sudut yang dibentuk pendulum saat memecah spesimen (°)

Sedangkan energi impak dirumuskan sebagai energi yang dibutuhkan untuk

memecah specimen E dibagi dengan luas bagian yang pecah.

Eimpak = ( )2/ mmJAE

…………………………………………………………(2.2)

dengan; E = Besarnya energi impak (Nm atau Joule)

A = Luas bagian yang pecah (m2 )

Page 31: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 12

2.3 PERANCANGAN EKSPERIMEN

Perancangan eksperimen adalah proses yang penting yang akan

menentukan kesuksesan atau kegagalan eksperimen, kunci pokok yang perlu

diperhatikan adalah langkah-langkah dalam robust design berikut yang terdiri dari

8 langkah dan dikelompokkan dalam 4 kategori.

1. Perencanaan eksperimen

· Langkah 1: Mendefinisikan masalah

· Langkah 2: Menentukan tujuan

· Langkah 3: Mendefinisikan karakteristik kualitas

· Langkah 4: Mendesain eksperimen

2. Pembentukan eksperimen

· Langkah 5: Membentuk eksperimen

3. Menganalisa hasil eksperimen

· Langkah 6: Menganalisa dan menginterpretasi hasil eksperimen

· Langkah 7: Meramalkan rata-rata proses

4. Menguji hasil eksperimen

· Langkah 8: Mengadakan eksperimen konfirmasi

Adapun penjelasan dari langkah-langkah tersebut adalah sebagai berikut:

Langkah 1 Mendefinisikan masalah

Mendefinisikan apa masalahnya dan memastikan bahwa masalah selalu

satu. Ide bagus untuk mendapatkan catatan dari proses yang berlangsung sekarang

baik yang berhubungan dengan rata-rata maupun standar deviasi atau diagram

proses kontrol.

Langkah 2 Menentukan tujuan

Mendefinisikan tujuan adalah langkah yang paling penting dalam

eksperimen. Tujuan seharusnya ditentukan dengan hati-hati dan dengan tepat

untuk mengurangi berbagai kemungkinan kesalahpahaman. Hal ini seharusnya

dicapai dengan menggunakan beberapa ukuran jika mungkin.

Page 32: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 13

Langkah 3 Mendefinisikan karakteristik kualitas

Mengidentifikasi karakteristik kualitas yang diamati dan fungsi tujuan

yang dioptimalkan. Mendefinisikan karakteristik kualitas adalah sangat penting

dalam eksperimen. Jika mungkin, karakteristik kualitas didefinisikan baik yang

berhubungan dengan unit terukur (karakteristik ukuran) sebagai lawan dari

klasifikasi (karakteristik atribut). Karakteristik kualitas juga didefinisikan sebagai

interaksi potensial antara faktor cenderung menjadi kecil dan faktor tambahan

yang diyakinkan. Pokok-pokok persoalan yang dikumpulkan untuk mendapatkan

data karakteristik kualitas yang akurat dan handal meliputi unit ukuran,

lingkungan yang terukur seperti suhu dan waktu, alat yang digunakan untuk

mengukur, keakuratan alat, memerlukan keakuratan yang terbaca, siapa yang

mengukur dan apakah data variabel atau data atribut.

Langkah 4 Mendesain eksperimen

Mengidentifikasi faktor kontrol dan gangguan dan levelnya.

Mengidentifikasi kondisi uji untuk mengevaluasi karakteristik kualitas. Faktor

kontrol ditempatkan dalam faktor kontrol array (inner). Faktor gangguan

ditempatkan dalam faktor gangguan array (outer). Faktor-faktor ditandai sebagai

faktor gangguan harus dikontrol sampai eksperimentasi. Langkah selanjutnya

yaitu mendesain matriks untuk memilih orthogonal array yang tepat dan

menentukan faktor kontrol serta memilih outer array dan menentukan faktor

gangguan.

Langkah 5 Membentuk eksperimen

Meneruskan matriks eksperimen dan mengumpulkan data. Ketika

pengumpulan data sudah lengkap, masih perlu lagi memasang variabel-variabel

proses sebelum eksperimentasi sampai keputusan yang berhubungan tetap dalam

faktor level optimal yang dibuat.

Langkah 6 Menganalisa dan menginterpretasi hasil eksperimen

Analisa data dengan menggunakan tabel respon, grafik respon dan analisis

varian. Hasil analisis mengidentifikasi level optimal untuk faktor-faktor

terkendali.

Page 33: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 14

Langkah 7 Meramalkan rata-rata proses

Setelah level optimal diidentifikasi, kemudian memperkirakan performansi

dari karakteristik kualitas dibawah level optimal dan membangun interval

kepercayaan. Merupakan langkah kritis untuk menguji apakah hasil eksperimen

termasuk tambahan dengan memperhatikan faktor-faktor terkendali yang diteliti.

Langkah 8 Mengadakan eksperimen konfirmasi

Mengikuti dari hasil analisis eksperimen, perlu untuk meneruskan

konfirmasi eksperimen. Eksperimen konfirmasi perlu untuk membuktikan

performansi yang diramalkan. Jika hasil eksperimen konfirmasi membuktikan

performansi yang diramalkan, maka kondisi optimum dapat diterapkan dalam

proses. Jika sebaliknya, maka desain eksperimen seharusnya dievaluasi lagi dan

eksperimen tambahan yang diperlukan.

2.3.1 Eksperimen Taguchi

Eksperimen Taguchi merupakan salah satu metode yang digunakan dalam

kegiatan offline quality control pada tahap desain proses produksi, yang dimaksud

dengan offline quality control adalah aktivitas pengendalian kualitas dalam

perancangan produk supaya didapatkan produk dengan kualitas yang tinggi.

Produk dengan kualitas yang baik berarti variasi produk kecil untuk segala

kondisi dari faktor yang tidak terkendali.

Taguchi menekankan bahwa cara terbaik untuk meningkatkan kualitas

adalah merancang kualitas ke dalam produk yang dimulai sejak tahap desain

produk sehingga dengan robust design akan dihasilkan produk yang robust pula.

Adapun kelebihan rancangan Taguchi, yaitu:

1. Rancangan eksperimen Taguchi memisahkan antara faktor terkendali dengan

faktor tak terkendali.

2. Rancangan eksperimen Taguchi memungkinkan eksperimen dengan banyak

faktor dengan jumlah eksperimen sedikit sehingga dapat menghemat waktu

dan biaya.

3. Rancangan eksperimen Taguchi memperhatikan pengaruh terhadap rata-rata

dan variansi suatu performansi, hal ini memungkinkan diperolehnya suatu

rancangan proses yang akan menghasilkan produk yang lebih konsisten.

Page 34: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 15

4. Hasil yang diperoleh bukan hanya mengenai faktor-faktor yang berpengaruh

tetapi juga mengenai level-level faktor optimal.

Genichi Taguchi menekankan tiga pendekatan dalam proses perancangan

kualitas (Belavendram, 1995), sebagai berikut:

1. System design, tahap konseptual pada pembuatan produk atau inovasi proses

2. Parameter design, suatu fase yang penting untuk mengidentifikasikan setting

atau proses dari produk dan parameter yang dapat mengurangi adanya variansi

karena memiliki kepekaan dalam teknik perancangan.

3. Tolerance design, suatu fase untuk menambah kualitas produk dengan

membatasi toleransi pada proses atau parameter dari produk untuk

mengurangi variansi.

Dalam melaksanakan perancangan kualitas diperlukan data-data yang

berkaitan dengan proses pembuatan produk dan faktor-faktor yang berpengaruh

untuk menentukan rancangan pelaksanaan eksperimen. Faktor-faktor yang

mempengaruhi karakteristik itu sendiri dibedakan menjadi empat, yaitu:

1. Faktor terkendali, parameter yang nilainya dapat dikendalikan oleh ahli

rekayasa desain.

2. Faktor tak terkendali (noise), parameter yang nilainya sulit dikendalikan.

3. Faktor signal, parameter yang berupa signal yang diatur oleh pengguna

berdasarkan kondisi yang ada pada saat itu.

4. Faktor skala, faktor yang berupa skala.

Semua faktor tersebut dapat dilihat pada gambar 2.7.

Gambar 2.9 Faktor perancangan kualitas Sumber: Belavendram, 1995

Y = f(x,m,z)

Faktor terkendali

Faktor signal (m ) Respon (y)

Faktor tak terkendali

Page 35: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 16

2.3.2 Prinsip Kekokohan (Robustness) dalam Perancangan

Faktor tak terkendali tidak dapat dihilangkan karena faktor tersebut sudah

ada dalam sistem. Selama perusahaan tidak dapat mengendalikan faktor-faktor ini

dengan baik, maka karakteristik kualitas seringkali tidak dapat mencapai target.

Prinsip dasar kekokohan adalah usaha untuk mengurangi kerugian dengan

memperhatikan hubungan fungsional antara faktor terkendali dengan faktor tak

terkendali. Kejadian ini dapat dikurangi secara tidak langsung dengan mengurangi

variansi. Cara mengurangi terjadinya variansi ada empat cara, yaitu:

1. Mengeluarkan produk yang jelek

2. Mencari dan menghilangkan penyebab ketidakcocokan

3. Memperkecil toleransi

4. Menerapkan metode robust design

2.3.3 Orthogonal Array

Pemilihan matrik orthogonal dilakukan berdasarkan derajat bebas total dan

seluruh faktor yang digunakan dalam eksperimen. Jumlah total derajat bebas

menunjukkan jumlah baris minimal dalam percobaan. Untuk memilih orthogonal

perlu diketahui terlebih dahulu jumlah baris eksperimen, jumlah faktor terkendali

yang digunakan serta level yang dipergunakan dalam masing-masing faktor

eksperimen.

Orthogonal arrays merupakan angka-angka dan suatu matrik yang diatur

dalam baris dan kolom, kolom mewakili faktor spesifik yang dapat berubah dari

eksperimen yang pertama sampai dengan eksperimen selanjutnya. Perancangan

kualitas metode Taguchi susunan matriknya disebut orthogonal karena level pada

faktor-faktor yang berbeda memiliki keseimbangan dan dapat dipisahkan dari

pengaruh faktor lain dalam eksperimen. Orthogonal arrays dapat diartikan

sebagai matrik keseimbangan dari satu faktor dan levelnya selama pengaruh

faktor atau levelnya tidak dibaurkan dengan pengaruh dari faktor atau level

lainnya. Notasi untuk orthogonal arrays dapat dituliskan, sebagai berikut:

Lx (Ny)………………………………………….……………...…………...(2.3)

Page 36: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 17

dengan;

L = Menentukan latin squares (matrik yang diatur dengan seimbang yang

dibutuhkan untuk eksperimen statistik)

x = Menunjukkan jumlah baris

N = Menunjukkan jumlah level

y = menunjukkan jumlah kolom

Dalam membuat atau membangun matrik eksperimen maka harus

diketahui terlebih dahulu jenis dan orthogonal arrays yang akan dibuat. Taguchi

hanya menyediakan dua macam orthogonal arrays dasar, yaitu orthogonal arrays

dengan faktor-faktornya yang mempunyai dua level dan orthogonal arrays

mempunyai 3 level dengan faktor-faktornya. Bilamana orthogonal arrays yang

siap dipakai tidak tersedia maka perlu dilakukan modifikasi Berikut adalah jenis-

jenis dari orthogonal arrays yang terdapat dalam level desain, yaitu:

1. 2n series orthogonal arrays, susunan matrik hasil eksperimen yang hanya dapat

digunakan atau diterapkan pada eksperimen yang mempunyai n faktor dan

mempunyai 2 level.

Contoh: L4(23), L8(27), L12(211)

2. 3n series orthogonal arrays, susunan matrik hasil eksperirnen yang hanya

dapat digunakan atau diterapkan pada eksperimen yang mempunyai n faktor

dan mempunyai 3 level.

Contoh: L9(34), L27(313), L81(312)

3. Mixed series orthogonal arrays, susunan matrik hasil eksperirnen yang hanya

dapat digunakan atau diterapkan pada eksperimen yang mempunyai n faktor

dan pada level yang berbeda.

Contoh: L18(21 x 37), L36(23 x 313), L36(211 x 312)

Dalam eksperimen, pengukuran yang dihasilkan dibuat level untuk faktor-

faktor yang berpengaruh. Eksperimen yang menggunakan orthogonal arrays,

memberikan angka-angka yang dapat dibandingkan untuk masing-masing

faktornya disebut juga derajat kebebasan (degrees of freedom). Atau dengan kata

lain yang dimaksud dengan derajat kebebasan adalah angka atau nilai yang

diperoleh dan perbandingan faktor-faktor dalam eksperimen. Derajat kebebasan

Page 37: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 18

dalam orthogonal arrays (VOA) mempunyai nilai jumlah eksperimen dikurangi 1

dan dapat dinotasikan sebagai berikut:

VOA = jumlah eksperimen - 1

Sedangkan derajat kebebasan untuk level faktor (Vf1) sebagai berikut:

Vf1 = jumlah faktor x (jumlah level -1)

2.3.4 Analisa Variansi

Analisa variansi adalah suatu metode yang membagi variansi menjadi

sumber variansi yang dapat diidentifikasikan dan merupakan pengumpulan derajat

kebebasan dalam eksperimen. Data-data yang diambil, baik data kondisi

sebenarnya maupun data hasil eksperimen dalam robust design dapat dibedakan

menjadi tiga tipe, yaitu:

1. Variabel, data yang dapat dipertanggungjawabkan selama pengukuran dalam

skala yang kontinu.

2. Atribut, data dari eksperimen yang mempunyai karakteristik yang bukan

kontinu tetapi dapat diklasifikasikan dalam skala diskret. Biasanya data-data

tersebut merupakan penilaian dari tidak adanya kecacatan, sedikit kecacatan,

banyak kecacatan (none/some/severe) atau kategori (good/fair/bad).

3. Digital, suatu data yang memiliki nilai 0 atau 1.

Dalam perhitungan analisa variansi metode Taguchi langkah-langkah

pengerjaannya, sebagai berikut:

1. Langkah 1: menghitung nilai respon untuk masing-masing percobaan.

2. Langkah 2: menghitung nilai rata-rata total dengan menggunakan rumus.

n

yy iå= ……………………………………………..…………. (2.4)

dengan;

yi = nilai eksperimen ke-i.

n = jumlah eksperimen.

3. Langkah 3: membuat tabel respon untuk nilai rata-ratanya.

4. Langkah 4: menghitung the total sum of squares menggunakan rumus.

å= 2iyST ………………….………………………….…… .(2.5)

Page 38: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 19

5. Langkah 5: menghitung the sum of squares due to mean dengan rumus.

2ynSm = ….……………………………………………………………... (2.6)

6. Langkah 6: menghitung the sum of squares untuk faktor dengan rumus.

SmAxnAxnSA AA -+=2

2

2

1 21 ……………………………………… (2.7)

7. Langkah 7: menghitung the sum of squares due to error dengan rumus.

Se = ST – SA –SB – SC – SD – Sm …………………………………....(2.8)

8. Langkah 8: menghitung the mean sum of square dengan rumus.

fod

SqMq

..= …………………..……………………………………..(2.9)

dengan;

d.o.f = degrees of freedom (derajat kebebasan)

9. Langkah 9: menghitung F-ratio dengan rumus.

FA = Mqe

MqA ………......……………………………………(2.10)

10. Langkah 10: menghitung the pure sum of square dengan rumus.

SA’ = SA- vA. Ve ………………..……………………….……………...(2.11)

11. Langkah 11 : menghitung persen kontribusi dengan rumus.

%100'x

StSA

A =r ………………………………………….…… (2.12)

12. Langkah 12: membuat tabel analisa variansi hasil perhitungan.

13. Langkah 13: melakukan pooling terhadap faktor yang tidak berpengaruh.

2.3.5 Interval Kepercayaan (Confidence Intervals)

Interval kepercayaan adalah interval antara dua nilai statistik dengan

tingkat probabilitas tertentu dimana nilai yang sebenarnya dari parameter berada

didalamnya. Perancangan kualitas suatu produk interval kepercayaan dibagi

menjadi tiga macam ketentuan, yaitu:

1. Interval kepercayaan untuk level faktor, untuk menghitung interval

kepercayaan dari masing–masing faktor level digunakan rumus.

úûù

êëé±=n

xVexFCI vv

11.1,a ……………………………………… …. (2.13)

Page 39: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 20

dengan;

tabeldariratioFF vv -=1,1,a

V1 = Derajat kebebasan yang bernilai 1 untuk interval kepercayaan.

V2 = Derajat kebebasan dari pooled error variance.

Ve = error variance.

n = jumlah observasi.

Sehingga interval kepercayaan dapat diketahui dengan rumus.

CIACIAA

+££- 111

m ………………………………………………(2.14)

2. Interval kepercayaan untuk prediksi, sebelum menghitung interval kepercayaan

untuk prediksi, apabila dalam suatu eksperimen terdapat tujuh faktor (A, B, C,

D, E, F, G) dan faktor B, D, F merupakan faktor yang penting, pada saat

meminimasi variansi. Sebagai contoh faktor level D1, B1 dan F2 digunakan

untuk menghitung the predicted process mean maka rumus yang digunakan

untuk menghitung the predicted process mean, adalah:

( ) ( ) ( )yFyByDypredicted -+-+-+= 211m …………………………… (2.15)

Menghitung interval kepercayaan perkiraan dapat dihitung dengan rumus.

úû

ùêë

é±=

neffxVexFCI vv

11.1,a .…………………………………..…… (2.16)

dengan;

tabeldariFratioF vv =1,1,a

V1 = Derajat kebebasan yang bernilai 1 untuk interval kepercayaan.

V2 = Derajat kebebasan dari pooled error variance.

Ve = error variance.

n = jumlah observasi.

meanofestimateinusedfreedomofreesofsum

erimentofnumbertotalneff

deg

exp=

Setelah menghitung confidence interval, kemudian dilanjutkan perhitungan the

predicted process mean. Sehingga interval kepercayaan dapat diperoleh, yaitu:

CIpredictedpredicted ±= mm …………….……………………………… (2.17)

3. Interval kepercayaan untuk konfirmasi, interval kepercayaan konfirmasi dapat

dihitung dengan menggunakan rumus, sebagai berikut:

Page 40: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 21

úû

ùêë

é+±=

rneffxVexFCI vv

111.1,a ………………………...……..…… (2.18)

dengan;

tabeldariFratioF vv =1,1,a

V1 = Derajat kebebasan yang bernilai 1 untuk interval kepercayaan.

V2 = Derajat kebebasan dari pooled error variance.

Ve = error variance.

n = jumlah observasi.

r = jumlah pengulangan (replikasi)

sehingga interval kepercayaannya diperoleh dengan selang, sebagai berikut:

CICI onconfirmationconfirmatiionconfirmast +££- mmm …………..…..………….(2.19)

2.3.6 Signal To Noise Ratio (SNR)

Dalam perancangan dan pembuatan produk tidaklah mudah untuk

menghasilkan suatu produk yang seragam atau sesuai dengan spesifikasi yang

telah ditentukan. Seringkali dalam memproduksi timbul variansi dari produk yang

tidak diinginkan atau tidak memiliki fungsi sebagaimana mestinya yang

disebabkan oleh faktor-faktor tertentu. Hal tersebut dinamakan noise factor

yang dapat dikategorikan menjadi tiga jenis, yaitu:

1. External noise, merupakan faktor lingkungan atau kondisi yang ada pada saat

perancangan maupun proses produksi yang mempengaruhi fungsi ideal dari

suatu produk.

2. Internal noise, merupakan faktor-faktor yang menyebabkan suatu produk

mengalami kerusakan selama penyimpanan atau perubahan karakteristik

komponen dan material produk.

3. Variational noise, merupakan faktor-faktor yang menyebabkan perbedaan

produk yang dihasilkan satu sama lainnya meskipun produk yang dibuat

memiliki spesifikasi yang sama.

Maksimasi ukuran performansi ini ditunjukkan dengan tingginya nilai

signal dan rendahnya noise, karena itu karakteristik kualitas perlu dikelompokkan

Page 41: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 22

terlebih dahulu agar diperoleh konsistensi dalam mengambil keputusan terhadap

hasil eksperimen.

Dalam perancangan kualitas Taguchi merekomendasikan karakteristik dari

signal to noise ratio, sebagai berikut:

1. Smaller the better (s.t.b).

Memiliki karakteristik kualitas yang kontinu dan non negatif yang mempunyai

nilai dari 0 sampai ~ dimana nilai defect yang diinginkan adalah 0. Sehingga

signal to noise ratio dapat dihitung dengan rumus.

úû

ùêë

é-= å

=

n

iiSTB y

nLogsn

1

2110 ……………………….……………...……… (2.20)

dengan;

n = jumlah pengulangan eksperimen.

yi = data pengamatan ke-i (i= 1, 2, 3, …, n)

2. Larger the better (l.t.b).

Memiliki karakteristik kualitas yang kontinu dan non negatif yang mempunyai

nilai dari 0 sampai ~ dimana nilai target yang diharapkan adalah selain 0 atau

dengan kata lain mempunyai nilai sebesar mungkin. Sehingga signal to noise

ratio dapat dihitung dengan rumus.

úúû

ù

êêë

é÷÷ø

öççè

æ-= å

=

n

i iLTB yn

Logsn1

2

1110 ……………………………… ...…………(2.21)

dengan;

n = jumlah pengulangan eksperimen.

yi = data pengamatan ke-i (i= 1, 2, 3, …, n)

3. Nominal the best (n.t.b).

Memiliki karakteristik kualitas yang kontinu dan non negatif yang mempunyai

nilai dari 0 sampai ~ dimana nilai target yang diharapkan adalah selain 0 dan

merupakan bilangan yang terbatas. Sehingga signal to noise ratio dapat

dihitung dengan rumus.

Page 42: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 23

………………………………………. (2.22)

dengan;

n = jumlah pengulangan eksperimen.

yi = data pengamatan ke-i (i= 1, 2, 3, …, n)

devasi

mean

==

sm

4. Signed target.

Memiliki karakteristik kualitas yang dapat digunakan, baik bernilai positif

maupun negatif meskipun target nilai dari karakteristik kualitasnya adalah 0.

Sehingga signal to noise ratio dihitung dengan rumus. 2

1010 sLogsnST -= ………………………………………….…… (2.23)

dengan;

devasi=s

5. Fraction defective.

Memiliki karakteristik kualitas yang sebanding dan dinyatakan dalam nilai

pecahan antara 0 sampai 1. Sehingga signal to noise ratio dihitung dengan

rumus.

÷÷ø

öççè

æ--= 1

110 10 p

LogsnFD ……………………………………………… (2.24)

dengan;

p = nilai kecacatan produk dalam pecahan

2.3.7 Quality Loss Function (QLF)

Tujuan dari quality loss function adalah mengevaluasi kerugian kualitas

secara kuantitatif yang disebabkan adanya variansi. Dalam quality loss function

dijelaskan perbaikan kualitas secara kuantitatif dalam unit uang sehingga

perbandingan yang obyektif dapat dilakukan. Ukuran yang diusulkan Taguchi

( )å

å

=

=

-=

=

úû

ùêë

é=

n

ii

n

ii

NTB

yn

yn

Logsn

1

22

1

2

2

10

1

1

10

ms

m

sm

Page 43: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 24

untuk menghitung kerugian secara kuantitatif adalah dengan perhitungan quality

loss function.

Dengan demikian pendekatan kualitas menurut Taguchi merupakan

inovasi baru dalam bidang kualitas. Secara umum terdapat tiga quality loss

function secara khusus untuk sampel, yaitu:

1. Nominal the best, untuk menghitung quality loss function nominal the best

berdasarkan sampel menggunakan rumus.

( ) ( ) úûùêëé -+=

22 mYkYL s …………………..……………….…… (2.25)

dengan;

Y = nilai karakteristik kualitas.

L(Y) = kerugian dalam nilai uang (Rp) untuk tiap produk bila

karakteristik kualitasnya sama dengan Y.

m = nilai target Y.

k = koefisien biaya.

Quality loss function nominal the best metode Taguchi:

Kerugian

Ao

0

Gambar 2.10 Karakteristik nominal the best Sumber: Belavendram, 1995

2. Smaller-the-better, untuk menghitung quality loss function smaller the better

berdasarkan sampel menggunakan rumus.

( ) ÷øöç

èæ +=

22 YkYL s ……………………….…………..……… (2.26)

dengan;

Y = nilai karakteristik kualitas.

Page 44: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 25

L(Y) = kerugian dalam nilai uang (Rp) untuk tiap produk bila

karakteristik kualitasnya sama dengan Y.

m = nilai target Y.

k = koefisien biaya

Quality loss function smaller the better metode Taguchi:

.

Kerugian Target = 0

0 USL

Gambar 2.11 Karakteristik smaller the better Sumber: Belavendram, 1995

Karakteristik kualitas smaller the better tidak pernah mengambil nilai negatif.

Jadi, merupakan fungsi kerugian arah kanan dimana nilai idealnya adalah nol

dan jika nilai ini bertambah maka kualitasnya meningkat.

3. Larger-the-better, menghitung quality loss function larger the better

berdasarkan sampel menggunakan rumus.

( ) úû

ùêë

é+=

2

2

2

31

ms

mk

YL …………………………..…………………. (2.27)

dengan;

Y = nilai karakteristik kualitas.

L(Y) = kerugian dalam nilai uang (Rp) untuk tiap produk bila

karakteristik kualitasnya sama dengan Y.

deviasi

mean

==

sm

k = koefisien biaya.

Page 45: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 26

Quality loss function larger the better metode Taguchi,

Kerugian

Target : ~

0 LSL

Gambar 2.12 Karakteristik larger the better Sumber: Belavendram, 1995

Karakteristik kualitas larger the better secara ideal memiliki target yang tidak

terhingga.

Catatan;

20 D= xAk …………………………………………………...…… (2.38)

dengan;

( )

deviasi

RpmeanAo

=D=

0

Setelah masing masing quality loss function-nya diketahui, maka dapat

diketahui penghematan yang dapat dilakukan oleh perusahaan dengan mengurangi

quality loss function kondisi sebenarnya terhadap quality loss function optimum.

2.3.8 Eksperimen Konfirmasi

Tahap ini dilakukan dengan eksperimen konfirmasi. Eksperimen

konfirmasi dilakukan untuk membuktikan performansi yang diramalkan yaitu

kondisi optimal untuk level faktor-faktor dalam eksperimen. Jika hasil eksperimen

konfirmasi membuktikan performansi yang diramalkan, maka kondisi optimum

dapat diterapkan dalam proses. Jika sebaliknya, desain eksperimen seharusnya

dievaluasi lagi dan eksperimen tambahan yang diperlukan. Jumlah sampel atau

replikasi dalam eksperimen konfirmasi yaitu r diambil sejumlah 10 sampel.

Keputusan kondisi optimal dapat diterima atau tidak yaitu dengan

membandingkan rata-rata nilai estimasi dan rata-rata hasil eksperimen konfirmasi

Page 46: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 27

dengan masing-masing level kepercayaan. Penjelasan lebih lanjut diuraikan pada

tabel 2.1.

Tabel 2.1 Perbandingan interval kepercayaan untuk kondisi optimal dan eksperimen konfirmasi

Kondisi Perbandingan Keterangan Keputusan

A Optimal diterima Konfirmasi

B

Optimal diterima

Konfirmasi

C Optimal

ditolak Konfirmasi

Sumber: Belavendram, 1995

2.4 PENELITIAN SEBELUMNYA

Harry Supriyantoro pada tahun 2004 melakukan penelitian terhadap

material komposit polimer dengan menggunakan jenis resin yang berbeda sebagai

matriksnya. Bahan yang digunakan sebagai penguatnya (filler) adalah serat agave

cantula. Penelitian ditujukan untuk mengetahui pengaruh variasi resin terhadap

sifat mekanis komposit yang dihasilkan dengan penyusunan arah serat serba

searah. Sifat mekanis komposit salah satunya ditentukan oleh daya adhesi antara

serat dengan resin yang digunakan. Selain itu, faktor kekuatan dari penyusun

komposit itu sendiri juga mempengaruhi sifat mekanisnya. Salah satu unsur

terpenting dalam komposit adalah matriks. Sehingga, dengan menggunakan

berbagai jenis matriks yang mempunyai karakter berbeda akan dihasilkan karakter

yang berbeda pula. Sifat-sifat mekanis yang diteliti adalah kekuatan tarik dan

bending. Hasil dari pengukuran kuat tarik dan bending komposit menunjukkan

hasil terbaik pada penggunaan jenis resin polyester BQTN-EX 157 yang

memberikan nilai kuat tarik dan bending terbesar. Hasil penelitian disimpulkan

bahwa jenis resin polyester BQTN-EX 157 dapat membentuk daya adhesi yang

baik dengan serat agave cantula sebagai bahan penguatnya.

Penelitian mengenai komposit polimer berpenguat serat agave cantula

juga dilakukan oleh Erie Muhar Mas’adie pada tahun 2006 difokuskan untuk

Page 47: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

II - 28

mengetahui pengaruh dari fraksi berat serat yang digunakan dalam komposit

terhadap karakteristik mekanik komposit tersebut. Variasi fraksi berat serat yang

dipakai dalam penelitian meliputi 30%, 40%, 50%, dan 60% dengan cara

penyusunan serat dianyam. Sedangkan karakteristik mekanik yang diteliti adalah

kekuatan tarik, kekuatan bending dan kekuatan impak. Dari penelitian yang

dilakukan diperoleh hasil kekuatan tarik, kekuatan bending, dan kekuatan impak

naik seiring dengan penambahan fraksi berat serat yang digunakan dalam

komposit. Hal ini dikarenakan semakin banyak serat akan semakin memberikan

kontribusi kekuatan dalam menanggung beban. Selain itu, densitas komposit

menurun seiring dengan penambahan fraksi berat serat. Hal ini karena berat jenis

serat Agave cantula lebih kecil daripada berat jenis resin yang digunakan sebagai

matriks.

Page 48: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

III - 1

Studi Lapangan dan Studi Literatur

Latar Belakang dan Perumusan Masalah

Penentuan Tujuan Dan Manfaat

Studi Pustaka

Identifikasi Karakteristik Kualitas

Penentuan Faktor Berpengaruh

Penentuan Setting Level Faktor

Penentuan Orthogonal Array

Pelaksanaan Eksperimen Tahap 1

Pelaksanaan Eksperimen Tahap 2

Penentuan Setting Level Optimal

Persiapan eksperimen konfirmasi

Pelaksanaan eksperimen konfirmasi

Perhitungan Confidence Interval Nilai Estimasi

Analisa dan Interpretasi Hasil

Kesimpulan dan Saran

Perhitungan Analisis Variansi Mean dan SNR

Persiapan spesimen

Pengukuran kondisi aktual

Perbandingan kondisi aktual dan setelah optimasi

Perhitungan Total Quality Loss Function

Tahap identifikasi masalah

Tahap perencanaan eksperimen

Gambar 3.1 Metodologi penelitian

Tahap pelaksanaan eksperimen

Tahap Pengolahan Data

Tahap Verifikasi

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini membahas mengenai metode yang digunakan dalam penelitian

untuk memecahkan masalah. Metode yang digunakan terlihat pada gambar 3.1.

Page 49: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

III - 2

3.1 TAHAP IDENTIFIKASI MASALAH

Tahap awal dalam penelitian ini dengan mengidentifikasi masalah pada

langkah-langkah, sebagai berikut:

1. Studi lapangan dan studi literatur

Studi lapangan dilakukan dengan wawancara dan pengamatan langsung di

CV. Tausan Surakarta.. Wawancara dilakukan dengan pemilik CV. Tausan dan

pekerja di bagian produksi komposit polimer. Studi ini bertujuan untuk

mengetahui lebih dalam kondisi yang ada di perusahaan meliputi proses

pembuatan produk komposit polimer, komposisi bahan-bahan yang digunakan,

serta kerusakan produk yang sering terjadi. Hasil studi lapangan didapat

identifikasi permasalahan yang kemudian diuraikan dalam latar belakang

penelitian dan perumusan masalah.

Studi literatur dalam penelitian ini dilakukan untuk mendalami materi

dalam penyelesaian masalah yang dirumuskan. Informasi yang dibutuhkan yaitu

mengenai proses pembuatan komposit polimer, bahan-bahan yang digunakan,

serta cacat produk dan karakteristik kualitas produk.

2. Penentuan latar belakang dan perumusan masalah

Berdasarkan studi literatur, diperoleh informasi bahwa terdapat bahan

baku alternatif untuk pembuatan komposit polimer yang harganya relatif lebih

murah, tetapi memiliki fungsi yang sama dengan bahan yang selama ini

digunakan. Bahan tersebut adalah serat daun nanas sabrang (agave cantula roxb)

yang bisa digunakan pula sebagai bahan penguat (reinforcement) pada komposit

polimer menggantikan serat kaca (fibre glass) seperti yang selama ini digunakan.

Penggunaan serat agave cantula sebagai bahan penguat diteliti

pengaruhnya terhadap karakteristik kualitas komposit polimer. Perancangan

eksperimen perlu dilakukan guna mengetahui setting level optimal pembuatan

komposit polimer sehingga diharapkan dapat menghasilkan produk yang

berkualitas dan dapat menekan biaya produksi.

Karakteristik kualitas yang akan diukur dalam penelitian ini adalah kuat

impak. Hal ini terkait dengan gagal produk yang sering terjadi adalah patah atau

Page 50: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

III - 3

pecahnya produk dikarenakan terkena benturan. Semakin tinggi kekuatan

impaknya, maka dapat dikatakan komposit polimer semakin baik mutunya.

Berdasarkan latar belakang masalah yang telah diuraikan, maka dapat

dirumuskan permasalahan yaitu bagaimana menentukan setting level optimal dari

faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kuat impak dari produk komposit

polimer dengan serat daun nanas sabrang (agave cantula roxb) sebagai material

penguatnya.

3. Tujuan dan manfaat penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi dan menganalisis faktor–

faktor yang berpengaruh terhadap kuat impak komposit polimer dengan

menggunakan serat nanas sabrang (agave cantula roxb) sebagai penguatnya.

Berdasarkan identifikasi faktor-faktor yang berpengaruh, kemudian ditentukan

setting level yang menghasilkan kualitas produk optimal. Selain tujuan tersebut

dengan penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi kepada perusahaan

tentang kerugian yang diakibatkan adanya variansi dari kualitas produk yang

dibuat.

Adapun manfaat yang bisa diambil dari penelitian ini adalah adanya

informasi baru bagi perusahaan mengenai setting level optimal pada pembuatan

komposit polimer berpenguat serat nanas dan sekaligus bukti secara empiris

berkenaan dengan penggunaan serat nanas sabrang (agave cantula roxb) sebagai

bahan penguat pada komposit polimer.

4. Studi pustaka

Studi pustaka dalam penelitian ini dilakukan untuk mendalami materi

dalam penyelesaian masalah yang telah dirumuskan. Materi yang dipelajari yaitu

pengetahuan mengenai komposit polimer, aplikasi serat alam untuk komposit,

metode eksperimen Taguchi, dan pengujian impak terhadap material polimer.

3.2 TAHAP PERENCANAAN EKSPERIMEN

Tahap perencanaan eksperimen dimulai dengan proses identifikasi

karakteristik kualitas. Proses identifikasi ini meliputi penentuan karakteristik

kualitas dan penentuan sistem pengukuran karakteristik kualitas untuk

Page 51: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

III - 4

menghitung hasil eksperimen. Tahap perencanaan eksperimen dilakukan untuk

menentukan faktor-faktor yang berpengaruh terhadap karakteristik kualitas

komposit polimer serta menentukan level - level yang akan dilibatkan dalam

eksperimen. Langkah-langkah yang dilakukan dalam tahap ini, sebagai berikut:

1. Identifikasi karakteristik kualitas

Pada tahap ini ditentukan karakteristik kualitas komposit polimer yang

akan diukur. Adapun karakteristik kualitas tersebut adalah kuat impak. Salah satu

indikator komposit polimer bermutu baik adalah apabila produk tersebut

mempunyai kekuatan impak yang tinggi, yang artinya bahwa produk mempunyai

kemampuan yang tinggi untuk menerima pembebanan secara tiba-tiba (beban

kejut). Oleh karena itu tipe karakteristik kualitas yang diteliti adalah larger the

better untuk kuat impak.

Dengan dilakukannya perencanaan setting level pada pembuatan komposit

polimer berpenguat serat nanas sabrang (agave cantula roxb) diharapkan dapat

dibuat produk komposit polimer yang memiliki kekuatan impak yang tinggi

dengan biaya produksi yang lebih murah.

2. Penentuan faktor berpengaruh dan identifikasi faktor terkendali

Setelah mengidentifikasi karakteristik kualitas pada komposit polimer,

kemudian ditentukan faktor-faktor yang mempengaruhi karakteristik kualitasnya,

dalam hal ini kuat impak. Dari hasil wawancara dengan pemilik dan pekerja di

bagian produksi komposit polimer di CV. Tausan serta studi literatur yang telah

dilakukan, diperoleh faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kuat impak produk

komposit polimer, sebagai berikut:

a. Perbandingan jumlah katalis–resin

b. Lama pengadukan campuran katalis-resin

c. Jumlah serat / fraksi berat serat dalam komposit

d. Cara penyusunan serat

Page 52: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

III - 5

Keterangan:

a. Perbandingan jumlah katalis-resin.

Perbandingan jumlah katalis resin adalah banyaknya jumlah katalis (hardener)

yang dicampurkan bersama resin untuk mempercepat proses pengerasan.

Prosentase campuran katalis pada resin akan mempengaruhi laju reaksi.

Semakin tinggi prosentasenya semakin cepat pula raju reaksi berlangsung. Hal

ini berarti makin tinggi suhu yang dibangkitkan dan semakin getas produk

polimer yang dihasilkan.

b. Lama pengadukan campuran katalis-resin.

Lama pengadukan campuran katalis-resin merupakan faktor yang turut

menentukan kekuatan bahan polimer yang dihasilkan. Waktu pengadukan

yang terlalu cepat menyebabkan katalis dan resin tidak tercampur secara

merata sehingga bahan polimer tidak dapat mengeras dengan baik.

Sebaliknya, apabila waktu pengadukan terlalu lama maka berpotensi

menimbulkan gelembung udara pada campuran yang akan mengurangi

kekuatan bahan karena bahan akan menjadi lebih rapuh.

c. Jumlah serat.

Perbandingan komposisi antara matriks dan material pengisinya merupakan

faktor yang sangat menentukan dalam memberikan karakteristik mekanik

maupun fisik produk komposit yang dihasilkan. Kandungan penguat yang

tinggi akan menghasilkan kekuatan yang tinggi.

d. Cara penyusunan serat.

Kekuatan komposit polimer sebagian besar terkait dengan jumlah serat dan

cara menyusunnya. Tiga cara yang umum dalam penyusunan serat sebagai

penguat pada komposit adalah disusun secara memanjang (continuous),

dicacah secara acak (chopped), dan dianyam (woven) (Shackelford, 2000).

Page 53: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

III - 6

Faktor terkendali beserta nilai perlakuan pada kondisi aktual di CV. Tausan

disajikan dalam tabel 3.1.

Tabel 3.1 Faktor terkendali beserta nilai perlakuan pada kondisi aktual di CV. Tausan

Kode Nama Faktor Nilai

A Perbandingan jumlah katalis-resin 1 : 45

B Lama pengadukan campuran katalis-resin 30 detik

C Jumlah serat 2 lapis mat strand (fibre glass)

D Cara penyusunan serat Segala arah

Sumber: CV. Tausan, 2010

Setelah faktor terkendali beserta nilai perlakuan pada kondisi aktual

diketahui, maka ditentukan setting level untuk masing-masing faktor terkendali.

Setting level ini yang digunakan dalam eksperimen.

3. Penentuan setting level faktor

Setelah faktor-faktor terkendali diidentifikasi, kemudian ditetapkan level-

level dari masing-masing faktor terkendali. Level faktor ditetapkan berdasarkan

pada studi literatur yang telah dilakukan dengan mempertimbangkan kemampuan

dan kondisi nyata di perusahaan. Setting level yang ditentukan untuk masing-

masing faktor terkendali disajikan pada tabel 3.2.

Tabel 3.2 Setting level faktor terkendali

Kode Nama faktor Level 1 Level 2 Level 3

A Perbandingan jumlah katalis-resin

1 : 100 1 : 50 1 : 25

B Lama pengadukan campuran katalis-resin

10 detik 20 detik 30 detik

C Jumlah serat / fraksi berat serat

10 % 20 % 30 %

D Cara penyusunan serat Dicacah acak

Memanjang satu arah

Memanjang segala arah

Page 54: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

III - 7

Keterangan:

a. Faktor perbandingan jumlah katalis-resin terdiri dari 3 level yaitu 1:100; 1:50;

dan 1:25. Katalis yang digunakan dapat mencapai 5% dari campuran. Namun,

apabila penggunaannya terlalu banyak maka akan menimbulkan reaksi panas

yang berlebihan yang dapat mengakibatkan kerusakan pada produk polimer

yang dibuat.

b. Faktor lama pengadukan campuran katalis-resin ditentukan 3 level yaitu 10

detik, 20 detik dan 30 detik. Pengadukan campuran katalis-resin bertujuan

agar campuran dapat tercampur secara merata. Berdasarkan literatur dan

wawancara dengan operator CV. Tausan, pengadukan yang dilakukan tidak

perlu terlalu lama untuk menghindari timbulnya gelembung-gelembung udara

pada campuran yang berpotensi menyebabkan berkurangnya kekuatan pada

produk polimer yang dibuat.

c. Faktor jumlah serat yang digunakan terdiri dari 3 level, yaitu 10%, 20%, dan

30%. Semakin tinggi jumlah serat yang digunakan maka akan menghasilkan

kekuatan yang semakin tinggi pula. Namun penggunaan persentase serat yang

tinggi memerlukan biaya produksi yang cukup mahal, karena diperlukan usaha

khusus untuk mengatur arah seratnya dengan sempurna (Van Vlack, 2004).

d. Faktor cara menyusun arah serat terdiri dari 3 level yatitu serat dicacah

kemudian disusun secara acak, serat disusun memanjang satu arah, dan serat

disusun memanjang dengan arah acak. Kekuatan komposit polimer sebagian

besar terkait dengan jumlah serat dan cara menyusunnya (Smith, 1993).

4. Penentuan orthogonal array

Orthogonal array merupakan matrik yang menunjukkan rancangan

eksperimen. Matrik ini berisi kombinasi level-level dari faktor eksperimen yang

ditentukan. Orthogonal array ini merupakan desain dari Taguchi yang dilakukan

untuk mengurangi jumlah percobaan yang terdapat pada metode desain

eksperimen full factorial. Hal ini bertujuan agar dapat dilakukan pengujian

terhadap pengaruh beberapa parameter secara efisien.

Page 55: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

III - 8

Pemilihan matriks orthogonal dilakukan berdasarkan total derajat bebas

dari seluruh faktor yang digunakan dalam eksperimen Penjelasan mengenai

langkah-langkah dalam penentuan orthogonal array diuraikan, sebagai berikut:

a. Menghitung jumlah derajat bebas.

Eksperimen ini terdiri dari 4 faktor terkendali yaitu faktor perbandingan

jumlah katalis-resin, lama pengadukan campuran katalis-resin, jumlah serat,

dan cara menyusun arah serat dengan 3 level pada tiap faktornya. Total derajat

bebas adalah hasil penjumlahan derajat bebas dari tiap faktor. Hasil

perhitungan derajat bebas faktor terkendali diuraikan, sebagai berikut:

Derajat kebebasan untuk level faktor (Vf1) = jumlah faktor x (jumlah level -1)

= 4 x (3-1)

= 8

Jumlah total derajat bebas menunjukkan jumlah baris minimal dalam percobaan.

b. Memilih suatu orthogonal array yang mempunyai derajat bebas minimal.

Derajat bebas faktor level harus sesuai dengan derajat bebas orthogonal array.

Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan, total derajat bebas yang

diperlukan untuk faktor terkendali adalah sebesar 8. Derajat kebebasan dalam

orthogonal arrays (VOA) mempunyai nilai jumlah eksperimen dikurangi 1 dan

dapat dinotasikan, sebagai berikut:

VOA = jumlah eksperimen - 1

Sehingga orthogonal array faktor terkendali yang sesuai adalah yang

memiliki jumlah baris dalam percobaan sebanyak 9, yaitu L9(34).

c. Menggambarkan graph linear yang diperlukan.

Graph linear digambarkan dari faktor dan interaksi dalam eksperimen. Faktor

digambarkan sebagai titik dan interaksi digambarkan sebagai garis yang

menghubungkannya. Jika interaksi dua faktor tidak dicari, maka salah satu

faktor dapat dimasukkan ke garis yang sesuai. Pada penelitian, tidak

melibatkan interaksi antar faktor sehingga graph linearnya berupa titik.

Page 56: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

III - 9

Graph linear faktor terkendali yang diperlukan dijelaskan pada gambar 3.2.

d. Memilih graph linear standar yang sesuai.

Graph linear standar dipilih dari beberapa bentuk graph linear standar untuk

L9. Graph linear standar L9 yang dipilih disajikan pada gambar 3.3 berikut :

e. Menyesuaikan graph linear yang diperlukan ke graph linear standar dari

orthogonal array yang dipilih.

Graph linear yang diperlukan kemudian disesuaikan ke graph linear standar.

Hasil penyesuaian graph linear faktor terkendali digambarkan pada gambar

3.4.

f. Mengisikan faktor ke orthogonal array.

Pengisian faktor terkendali ke dalam orthogonal array L9(34) yaitu dengan

memasukkan faktor A ke kolom 1, faktor B ke kolom 2, faktor C ke kolom 3,

dan faktor D ke kolom 4.

1 2

3,4

Gambar 3.3 Graph linear standar L9 Sumber : Phadke, 1989

A Q

Gambar 3.2 Graph linear faktor terkendali Sumber : Phadke, 1989

B C D

Gambar 3.4 Graph linear faktor terkendali yang telah disesuaikan

Sumber : Phadke, 1989

A Q B C D

Page 57: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

III - 10

Penyusunan orthogonal array merupakan langkah terakhir dalam tahap

perencanaan eksperimen. Tahap selanjutnya adalah tahap pelaksanaan

eksperimen. Ekperimen dilaksanakan sesuai dengan orthogonal array yang telah

disusun. Orthogonal array untuk L9(34) disajikan dalam tabel 3.4.

Tabel 3.3 Orthogonal array faktor terkendali

No Eksperimen A B C D

1 1 1 1 1

2 1 2 2 2

3 1 3 3 3

4 2 1 2 3

5 2 2 3 1

6 2 3 1 2

7 3 1 3 2

8 3 2 1 3

9 3 3 2 1

Sumber: Phadke, 1989

Keterangan:

· Baris 1 sampai dengan 9 = jumlah eksperimen dengan kombinasi level yang

diwakili level 1 ,2 dan 3 pada masing-masing faktor.

· Kolom 1 sampai dengan 4 = faktor-faktor terkendali (A, B,C, dan D)

3.3 TAHAP PELAKSANAAN EKSPERIMEN

Pada tahap ini dilaksanakan eksperimen sebanyak dua tahap yang

dijelaskan, sebagai berikut:

1. Tahap Eksperimen I

Eksperimen tahap I yaitu eksperimen yang dilakukan terhadap benda uji

yang dibuat dengan level faktor sesuai dengan kondisi aktual di perusahaan. Data

yang diperoleh pada tahap ini digunakan untuk membandingkan hasil eksperimen

Page 58: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

III - 11

tahap I dengan komposit polimer yang telah menggunakan serat nanas sabrang

(agave cantula roxb) sebagai bahan penguatnya.

2. Tahap eksperimen II

Pelaksanaan eksperimen tahap II dilakukan terhadap benda uji yang dibuat

berdasarkan level faktor terkendali yang telah diidentifikasi berpengaruh terhadap

kuat impak. Kombinasi level faktor yang dieksperimenkan dilakukan berdasarkan

orthogonal array yang telah dibuat pada tahap sebelumnya. Data yang diperoleh

dari tiap pengujian digunakan dalam melakukan perhitungan dengan tujuan

menghasilkan setting level optimal. Setting level optimal yaitu kombinasi level

faktor yang memberikan kualitas terbaik berdasarkan tipe karakteristik kualitas.

Uraian berikut dijelaskan mengenai spesimen atau benda uji beserta alat

dan bahan yang digunakan dalam pelaksanaan tahapan eksperimen, yaitu:

1. Spesimen / Benda uji

Dalam melakukan pengukuran karakteristik kualitas dsari produk

komposit polimer, maka dilakukan pembuatan benda uji yang mengacu pada

standar uji impak ASTM D5941. Benda uji yang dibuat berbentuk balok

berukuran 80 mm x 10 mm x 4 mm. Bahan-bahan yang digunakan adalah resin

polyester, katalis, dan filler (material pengisi) yang berupa serat kaca dan serat

agave cantula. Proses pembuatan benda uji dijelaskan, sebagai berikut:

1. Penyiapan cetakan, cetakan dibersihkan kemudian diolesi secara merata

dengan mold release wax.

2. Siapkan bahan-bahan yang dperlukan.

3. Takar resin dalam gelas ukur.

4. Timbang serat sesuai dengan komposisi yang ditetapkan dalam eksperimen.

5. Tambahkan katalis ke dalam resin sesuai perbandingan yang ditetapkan.

6. Aduk campuran resin-katalis hingga merata selama waktu yang ditentukan.

7. Tuangkan sebagian campuran resin-katalis ke dalam cetakan, ratakan dengan

kuas.

8. Letakkan filler dalam cetakan dan ditekan-tekan secara merata.

9. Tuangkan kembali campuran resin-katalis yang masih tersisa sampai

memenuhi cetakan.

10. Tunggu sampai bahan mengeras dan kering, kemudian dilepas dari cetakan.

Page 59: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

III - 12

11. Bahan yang sudah jadi kemudian dipotong-potong sesuai dengan ukuran yang

ditetapkan.

12. Benda uji yang telah siap kemudian dilakukan pengujian kuat impak.

Mengenai tata cara pengujian kuat impak telah dijelaskan dalam sub bab 2.2.

Berikut adalah gambar dari benda uji yang telah siap dilakukan pengujian impak.

Gambar 3.5 Benda uji

2. Bahan dan larutan yang digunakan untuk proses membuat benda uji.

a. Resin polyester.

Resin polyester merupakan bahan dasar dalam pembuatan komposit

polimer. Bahan ini berfungsi sebagai matriks atau bahan perekat yang

mengikat bahan penguat yang digunakan.

b. Katalis (MEKPO).

Katalis adalah bahan yang digunakan sebagai pereaksi agar resin dapat

mengeras. Penggunaan bahan ini dengan dicampurkan ke dalam resin

dengan perbandingan tertentu

c. Serat kaca (fibre glass) sebagai filler.

Serat kaca merupakan bahan yang umum digunakan sebagai bahan

penguat pada material komposit. Serat kaca ini merupakan bahan yang

juga digunakan pada pembuatan produk komposit di CV. Tausan

Surakarta.

d. Serat nanas sabrang (agave cantula) sebagai filler.

Serat agave cantula merupakan bahan yang digunakan sebagai penguat

komposit polimer menggantikan serat kaca pada eksperimen Taguchi.

Page 60: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

III - 13

Bahan-bahan yang digunakan dalam proses pembuatan komposit polimer dapat

dilihat pada gambar 3.6.

(a) (b)

(c) (d)

Gambar 3.6 (a) Resin polyester, (b) Katalis (MEKPO), (c) Serat kaca, (d) Serat agave cantula

3. Alat pendukung dalam proses pembuatan benda uji, sebagai berikut:

a. Cetakan yang terbuat dari kaca

b. Gelas ukur

c. Neraca digital

d. Gergaji

e. Kuas

4. Alat uji yang digunakan, yaitu:

Nama Mesin : Izod Type Impact Tester

Merk : Toyo Seiki, Japan

Sudut angkat : 135 0

Kapasitas : 60 kg f cm

Jari-jari pendulum : 35.7 cm

Berat pendulum : 2.083 kg

Page 61: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

III - 14

Alat uji yang digunakan dalam pengujian impak komposit polimer dapat dilihat

pada gambar 3.7.

Gambar 3.7 Mesin Izod Impact Tester Sumber: Laboratrium Pusat Fisika, 2010

3.4 TAHAP PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

Tahap setelah pelaksanaan eksperimen adalah pengolahan data dari

pengumpulan data hasil eksperimen untuk mendapatkan setting level optimal.

Langkah-langkah pengolahan data dijelaskan dalam uraian, sebagai berikut:

1. Perhitungan analisis variansi untuk rata-rata (mean).

Setelah diperoleh hasil dari eksperimen, selanjutnya dilakukan perhitungan

analisa variansi untuk nilai rata-rata (mean). Perhitungan ini dapat dapat

digunakan sebagai kriteria pemilihan faktor-faktor yang diperkirakan paling

berpengaruh terhadap rata-rata dan variansi karakteristik kualitas. Dari

perhitungan analisa variansi, maka akan diketahui berapa persen kontribusi

pengaruh dari faktor yang ditentukan terhadap karakteristik kualitas yang

diukur. Hasil analisis akan mengidentifikasi level optimal untuk faktor-faktor

terkendali.

2. Perhitungan analisis variansi untuk signal to noise ratio (SNR).

Perhitungan signal to noise ratio dilakukan untuk mengetahui tingkat

sensitivitas dari karakteristik kualitas terhadap faktor gangguan yang tidak

Page 62: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

III - 15

terprediksi. Signal to noise ratio bertindak sebagai indikator mutu selama

perancangan untuk mengevaluasi akibat perubahan suatu perancangan

parameter tertentu terhadap unjuk kerja produk. Maksimal ukuran performansi

ditunjukkan dengan tingginya nilai signal dan rendahnya noise, karena itu

karakteristik kualitas perlu dikelompokkan terlebih dahulu agar diperoleh

konsistensi dalam mengambil keputusan terhadap hasil eksperimen.

Berdasarkan tipe karakteristik kualitas yang diteliti, maka nilai yang dicari

dari signal to noise ratio adalah larger the better untuk kuat impak.

3. Penentuan setting level optimal.

Hasil dari perhitungan analisa variansi dapat diidentifikasi level optimal untuk

faktor-faktor terkendali. Penentuan setting level optimal diprioritaskan pada

level-level faktor yang mempunyai nilai tertinggi untuk karakteristik kualitas,

dalam hal ini kuat impak.

3.5 TAHAP VERIFIKASI

Tahap verifikasi dilakukan dengan eksperimen konfirmasi dan

perhitungan confidence interval. Adapun penjelasan selengkapnya, sebagai

berikut:

1. Eksperimen konfirmasi.

Eksperimen konfirmasi dilakukan untuk membuktikan performansi yang

diramalkan yaitu kondisi optimal untuk level – level faktor dalam eksperimen.

Jika hasil eksperimen konfirmasi membuktikan performansi yang diramalkan,

maka kondisi optimum dapat diterapkan dalam proses. Jika sebaliknya, maka

desain eksperimen seharusnya dievaluasi lagi. Jumlah sampel atau replikasi

dalam eksperimen konfirmasi diambil sebanyak 10 sampel. Keputusan kondisi

optimal dapat diterima atau tidak yaitu dengan membandingkan rata-rata nilai

estimasi dan rata-rata hasil eksperimen konfirmasi pada setiap confidence

interval. Perhitungan mengenai confidence interval dijelaskan pada tahap

berikutnya.

2. Perhitungan confidence interval.

Confidence Interval untuk hasil estimasi nilai karakteristik kualitas dan hasil

eksperimen konfirmasi dihitung dengan persamaan 2.16 dan 2.18. Jika selang

Page 63: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

III - 16

interval antara kedua hasil tersebut bersinggungan maka setting level optimal

dapat diterima untuk kemudian diimplementasikan.

3. Perhitungan total quality loss function.

Setelah diperoleh confidence interval untuk masing – masing karakteristik

kualitas, langkah selanjutnya adalah perhitungan quality loss function untuk

dua karakteristik kualitas. Tujuan dari quality loss function adalah

mengevaluasi kerugian kualitas secara kuantitatif. Formula yang digunakan

untuk perhitungan quality loss function terdapat pada persamaan 2.27.

3.6 TAHAP ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL

Pada bagian ini dijelaskan mengenai perencanaan eksperimen, hasil dari

pelaksanaan eksperimen serta hasil dari penentuan setting level optimal sampai

pada saat setting level optimal dibuktikan dengan eksperimen konfirmasi. Dari

uraian yang diberikan diharapkan dapat menjelaskan sejauh mana keefektifan dari

pembahasan masalah tersebut dan manfaat diterapkannya eksperimen Taguchi.

3.7 TAHAP KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan berisi tentang hal-hal yang dapat disimpulkan dari pengolahan

data yang dilakukan seperti setting level optimal dan jumlah quality loss function.

Sedangkan saran menjelaskan mengenai hal-hal yang dipertimbangkan agar hasil

penelitian lebih baik.

Page 64: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

IV - 1

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

Pada bab ini membahas tentang pengumpulan data dan dilanjutkan

pengolahan data eksperimen. Data yang dikumpulkan meliputi nilai kuat impak

dari benda uji yang dieksperimenkan. Pengolahan data yang dilakukan bertujuan

untuk menapatkan rancangan setting level optimal dari faktor-faktor yang

berpengaruh terhadap kuat impak material komposit matriks polimer. Penjelasan

secara lebih lengkap mengenai pengumpulan dan pengolahan data akan dijelaskan

pada tahapan-tahapan berikut.

4.1 PENGUMPULAN DATA EKSPERIMEN

Data yang dikumpulkan dalam penelitian ini meliputi data hasil

eksperimen I (pada kondisi aktual) dan hasil eksperimen tahap II (optimasi).

Karakteristik kualitas yang diukur adalah nilai kuat impak pada komposit polimer.

Pengujian impak dilakukan di Laboratorium Fisika Pusat Universitas Sebelas

Maret. Berikut adalah gambar dari mekanisme pengujian impak yang dilakukan:

(a) (b)

Gambar 4.1 (a) Sebelum pembebanan, (b) Setelah pembebanan Sumber: Laboratrium Pusat Fisika, 2010

4.1.1 Pengumpulan Data Hasil Eksperimen Tahap I

Eksperimen tahap I dilakukan dengan level faktor sesuai dengan kondisi

aktual di CV. Tausan Surakarta yaitu perbandingan resin-katalis 1:45, lama

pengadukan campuran 30 detik, jumlah serat 2 (dua lapis mat strand) fibre glass,

Page 65: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

IV - 2

dan cara penyusunan serat segala arah. Setelah diperoleh data kuat impak dari

material yang diuji, kemudian dihitung nilai rata-rata dan standar deviasinya.

1. Data Hasil Uji Kuat Impak pada Eksperimen Tahap I

Data hasil uji kuat desak pada eksperimen tahap I disajikan dalam tabel 4.1.

Tabel 4.1 Data hasil eksperimen tahap I

No Nilai kuat impak (joule)

1 2.0315 2 2.1468 3 1.8023 4 1.6892 5 1.2476 6 1.8023 7 2.1468 8 1.8593 9 1.6892 10 1.3024

Data hasil uji kuat impak tersebut untuk selanjutnya dihitung nilai rata-rata

dan standar deviasi, sebagai berikut:

a. Rata-rata hasil kuat impak.

= 1.7717(J)

b. Standar deviasi uji kuat impak.

( ) ( ) ( )9

1.77171.3024....1.77172.14681.77172.0315 222 -++-+-=s

= 0.3104 (J)

n

xnå==

10

1m

101.3024...1.24761.68921.80232.14682.0315 ++++++=m

( )( )1

2

-

-= å

n

x ms

Page 66: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

IV - 3

c. Menghitung nilai SNR.

úúû

ù

êêë

é÷÷ø

öççè

æ-= å

=

n

i iLTB yn

Logsn1

2

1110

úû

ùêë

é÷øöç

èæ ++++++-=

22222 1.3024

1

1.6892

1

1.8593

1.....

1.8023

1

2.1468

1

2.0315

1

10

110 2Logsn

= 4.5418 dB

Nilai rata-rata, standar deviasi, dan SNR dari hasil uji kuat impak pada

eksperimen tahap I digunakan untuk membandingkan antara hasil eksperimen

kondisi aktual di perusahaan yang menggunakan bahan penguat serat kaca (fibre

glass) dengan yang menggunakan bahan penguat serat nanas (agave cantula

roxb).

4.1.2 Pengumpulan Data Hasil Eksperimen Tahap II

Eksperimen tahap II dilakukan sesuai dengan kombinasi level faktor

terkendali berdasarkan orthogonal array yang dibuat. Level-level pada

perbandingan jumlah resin-katalis yang digunakan adalah 1:100, 1:50, dan 1:25.

Level-level pada faktor lama pengadukan campuran resin-katalis adalah 10 detik,

20 detik, dan 30 detik. Level-level pada faktor jumlah serat yang digunakan

(fraksi berat) yaitu 10%, 20%, dan 30%. Sedangkan level-level pada faktor cara

penyusunan serat yaitu dicacah acak, memanjang searah dan memanjang segala

arah. Level-level tersebut dikombinasi berdasarkan orthogonal array yang sesuai

kemudian dilakukan eksperimen. Data hasil eksperimen diolah untuk

mendapatkan setting level optimal. Dengan menerapkan setting level optimal

dalam proses produksi diharapkan dapat menghasilkan produk komposit polimer

yang mempunyai kekuatan impak yang tinggi.

Page 67: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

IV - 4

1. Data Hasil Uji Kuat Impak pada Eksperimen Tahap II

Data hasil uji kuat desak pada eksperimen tahap II disajikan dalam tabel

4.2 .

Tabel 4.2 Rekap data hasil eksperimen tahap II untuk uji kuat impak

No A B C D R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R81 1 1 1 1 0.2795 0.2795 0.2320 0.2320 0.5226 0.3275 0.2795 0.42432 1 2 2 2 0.6223 0.4733 0.5226 0.2328 0.4243 0.5226 0.7753 0.67273 1 3 3 3 1.3568 1.5775 1.6330 1.1943 1.3568 1.3024 1.4111 1.03454 2 1 2 3 1.0870 1.0345 0.9294 0.8257 1.1403 0.8775 1.0870 1.24835 2 2 3 1 0.2320 0.3274 0.3757 0.4243 0.4733 0.3274 0.4243 0.27956 2 3 1 2 0.2795 0.7234 0.8259 0.5723 0.6223 0.7745 0.5226 0.67277 3 1 3 2 0.5723 1.0345 0.5226 0.9294 0.8257 0.9819 1.0345 0.87758 3 2 1 3 1.0870 1.0345 0.9819 1.1403 0.9294 0.6727 0.7235 0.77469 3 3 2 1 0.2795 0.4733 0.1848 0.4243 0.2320 0.2795 0.5226 0.3274

Keterangan:

· Baris 1 sampai dengan 9 = jumlah eksperimen dengan kombinasi level yang

diwakili level 1 , 2 dan 3 pada masing-masing faktor.

· Kolom 1 sampai dengan 4 = faktor-faktor terkendali (A, B,C dan D).

· R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 dan R8 = jumlah replikasi dalam eksperimen

4.2 PENGOLAHAN DATA HASIL EKSPERIMEN

Pengolahan data yang dilakukan meliputi perhitungan analisa variansi

terhadap nilai rata-rata (mean), perhitungan analisa nilai signal noise ratio (SNR),

sampai ditentukannya setting level optimal tiap faktor. Penjelasan lebih rinci

diuraikan pada subbab-subbab berikut:

4.2.1 Perhitungan Analisa Variansi Terhadap Nilai Mean

Analisys of mean digunakan untuk mencari faktor-faktor yang

mempengaruhi nilai rata-rata respon. Analisys of mean merupakan metode yang

digunakan untuk mencari setting level optimal yang dapat meminimalkan

penyimpangan nilai rata-rata. Langkah-langkah dalam perhitungan analisis

variansi mean, sebagai berikut:

Page 68: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

IV - 5

1. Menghitung rata-rata respon.

Perhitungan nilai rata-rata untuk eksperimen 1.

i

ii n

xy å=

Langkah perhitungan nilai rata-rata pada eksperimen 2 sampai 9 sama dengan

perhitungan di atas. Hasil perhitungan nilai rata-rata dengan bantuan software

Microsoft Excel dapat dilihat pada tabel 4.3.

Tabel 4.3 Data hasil perhitungan nilai rata-rata respon

No A B C D R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 Rata-rata1 1 1 1 1 0.2795 0.2795 0.2320 0.2320 0.5226 0.3275 0.2795 0.4243 0.32212 1 2 2 2 0.6223 0.4733 0.5226 0.2328 0.4243 0.5226 0.7753 0.6727 0.53073 1 3 3 3 1.3568 1.5775 1.6330 1.1943 1.3568 1.3024 1.4111 1.0345 1.35834 2 1 2 3 1.0870 1.0345 0.9294 0.8257 1.1403 0.8775 1.0870 1.2483 1.02875 2 2 3 1 0.2320 0.3274 0.3757 0.4243 0.4733 0.3274 0.4243 0.2795 0.35806 2 3 1 2 0.2795 0.7234 0.8259 0.5723 0.6223 0.7745 0.5226 0.6727 0.62427 3 1 3 2 0.5723 1.0345 0.5226 0.9294 0.8257 0.9819 1.0345 0.8775 0.84738 3 2 1 3 1.0870 1.0345 0.9819 1.1403 0.9294 0.6727 0.7235 0.7746 0.91809 3 3 2 1 0.2795 0.4733 0.1848 0.4243 0.2320 0.2795 0.5226 0.3274 0.3404

2. Menghitung rata-rata total.

Nilai rata-rata total adalah rata-rata dari semua data percobaan.

n

yY å=

3. Membuat tabel respon untuk nilai rata-ratanya.

Cara perhitungan yang sama untuk masing-masing faktor dan levelnya, maka

diperoleh nilai respon dari efek faktor seperti pada tabel 4.4.

0.32218

0.42430.27950.32750.52260.23200.23200.27950.27951

=

+++++++=y

0.703172

0.32740.52260.2795...0.23200.27950.2795=

++++++=Y

0.737053

1.35830.53070.32211 =

++=A

Page 69: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

IV - 6

Tabel 4.4 Tabel respon dari efek faktor

A B C D Level 1 0.73705 0.73271 0.62142 0.34018 Level 2 0.67029 0.60225 0.63330 0.66740 level 3 0.70191 0.77429 0.85454 1.10167 Selisih 0.06676 0.17205 0.23312 0.76149

Ranking 4 3 2 1 4. Menghitung total sum of squares dengan menggunakan rumus.

å= 2iyST

ST = 0.27952+ 0.27952 +.......+0.32742

= 45.377391

5. Menghitung sum of square due to mean dengan menggunakan rumus.

2ynSm =

Sm = 72 x 0.70312

= 35.59161

6. Menghitung the sum of squares due to the factors.

= (24 x 0.73712 + 24 x 0.67032 +24 x 0.70192) - 35.59161

= 35.64515 - 35.59161

= 0.0535

SB = (24 x 0.732712 + 24 x 0.602252 +24 x 0.774292) - 35.59161

= 35.97842 - 35.59161

= 0.3868

SC = (24 x 0.621422 + 24 x 0.633302 +24 x 0.854542) - 35.59161

= 36.4191- 35.59161

= 0.8275

SmAnAnAnS AAiAiA -÷øöç

èæ ´+´+´= 2

3

2

2

2

1 321

Page 70: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

IV - 7

SD = (24 x 0.340182 + 24 x 0.667402 +24 x 1.101672) - 35.59161

= 42.59593 - 35.59161

= 7.0043

7. Menghitung the sum of squares due to the error.

Se = ST – SA –SB – SC – SD – Sm

Se = 45.377391- 0.0535 - 0.3868 - 0.8275 - 7.0043 - 35.59161

= 1.513647

8. Menghitung the mean sum of squares.

fod

SqAMqA

..=

= 2

0.0535

= 0.02677

fod

SqBMqB

..=

= 2

0.3868

= 0.19340

fod

SqCMqC

..=

= 2

0.8275

= 0.41373

fod

SqDMqD

..=

= 2

7.0043

= 3.50216

fod

SqeMqe

..=

= 63

1.513647

= 0.02403

9. Menghitung F-ratio.

FA = Mqe

MqA

= 0.024030.02677

= 1.1142

FB = Mqe

MqB

= 0.024030.19340

= 8.04975

Page 71: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

IV - 8

FC = Mqe

MqC

= 0.024030.41373

= 17.2203

FD = Mqe

MqC

= 0.024033.50216

= 145.765

10. Menghitung pure sum of squares.

SA1 = SqA – ( vA x Mqe)

= 0.0535 – (2 x 0.02403)

= 0.00549

SB1 = SqB – ( vB x Mqe)

= 0.38681– (2 x 0.02403)

= 0.33875

SC1 = SqC – ( vC x Mqe)

= 0.8275– (2 x 0.02403)

= 0.77942

SD1 = SqD – ( vD x Mqe)

= 7.0043– (2 x 0.02403)

= 6.9562

11. Menghitung percent contribution.

%100'x

StSA

A =r

= 9.78580.00549

x 100 %

= 0.05608 %

%100'x

StSB

B =r

= 9.78580.33876

x 100%

= 3.46172 %

%100'x

StSC

C =r

= 9.78580.77942

x 100%

= 7.96482 %

%100'x

StSD

D =r

=9.78586.95627

x 100%

= 71.0854 %

Page 72: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

IV - 9

12. Membuat rekapitulasi tabel analisa variansi hasil perhitungan.

Tabel 4.5 Analisis variansi mean sebelum pooling

Source Sq V Mq F-ratio Sq' rho % F-tabel A 0.05354 2 0.02677 1.1142 0.00549 0.05608 3.996 B 0.38681 2 0.1934 8.04975 0.33876 3.46172 3.996 C 0.82747 2 0.41374 17.2203 0.77942 7.96482 3.996 D 7.00432 2 3.50216 145.765 6.95627 71.0854 3.996 e 1.51365 63 0.02403 1 1.70586 17.432 St 9.78579 71 0.13783 9.78579 100 Sm 35.5916 1 ST 45.3774 72

Pada tabel 4.5, diketahui bahwa faktor B, C, dan D berpengaruh

signifikan terhadap hasil kuat impak material komposit polimer. Hal ini dapat

dilihat dari perbandingan antara F ratio dengan F tabel. Jika F ratio > F tabel,

maka faktor tersebut berpengaruh secara signifikan terhadap variable respon.

Untuk menghindari over estimation maka disarankan menggunakan separuh dari

derajat kebebasan orthogonal array. Oleh karena eksperimen ini menggunakan

orthogonal array L9(34), maka hanya diambil dua faktor saja yang berpengaruh.

Faktor dengan nilai F-ratio terkecil di-pool ke dalam error.

13. Pooling terhadap faktor tidak signifikan.

Selanjutnya dilakukan pooling terhadap faktor yang mempunyai nilai F-

ratio atau mean square terkecil. Faktor-faktor yang akan di-pooling ke dalam

error adalah faktor A dan B.

Tabel 4.6 Analisis variansi mean setelah pooling

Source pool Sq v Mq F-ratio Sq' rho % A Y 0.05354 2 0.02677 - - - B Y 0.38681 2 0.1934 - - - C 0.82747 2 0.41374 14.1865 0.76914 7.85981 D 7.00432 2 3.50216 120.085 6.94599 70.9804 e Y 1.51365 63 0.02403 - - -

pooled e 1.954 67 0.02916 1 2.07065 21.1598 St 9.78579 71 0.13783 9.78579 100 Sm 35.5916 1 ST 45.3774 72

Page 73: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

IV - 10

4.2.2 Perhitungan Analisa Variansi Terhadap Nilai SNR

Analisis of signal to noise ratio digunakan untuk mengetahui tingkat

sensitivitas dari karakteristik kualitas yang diukur terhadap faktor gangguan. SNR

yang dipilih adalah larger the better karena jenis karakteristik kualitas untuk

kekuatan impak semakin besar semakin baik. Langkah-langkah dalam perhitungan

analisis variansi untuk SNR larger the better, sebagai berikut:

1. Menghitung nilai SNR.

úúû

ù

êêë

é÷÷ø

öççè

æ-= å

=

n

i iLTB yn

Logsn1

2

1110

dengan;

n : jumlah pengulangan eksperimen

yi : data pengamatan ke-i ( i = 1,2,3,….n)

Perhitungan SNR untuk hasil eksperimen 1.

úû

ùêë

é÷øö

çèæ ++++++-= 222221 0.4243

1

0.2795

1

0.3275

1.....

0.2320

1

0.2795

1

0.2795

1

8

110 2Logsn

= 8.58494 dB

Perhitungan SNR untuk eksperimen 2 sampai 9 menggunakan langkah yang

sama dengan perhitungan di atas. Hasil perhitungan SNR dengan

menggunakan bantuan software Microsoft Excel dapat dilihat pada tabel 4.7.

Tabel 4.7 Perhitungan SNR

No A B C D R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 SNR1 1 1 1 1 0.2795 0.2795 0.2320 0.2320 0.5226 0.3275 0.2795 0.4243 8.584942 1 2 2 2 0.6223 0.4733 0.5226 0.2328 0.4243 0.5226 0.7753 0.6727 12.91443 1 3 3 3 1.3568 1.5775 1.6330 1.1943 1.3568 1.3024 1.4111 1.0345 20.79794 2 1 2 3 1.0870 1.0345 0.9294 0.8257 1.1403 0.8775 1.0870 1.2483 18.37985 2 2 3 1 0.2320 0.3274 0.3757 0.4243 0.4733 0.3274 0.4243 0.2795 9.331466 2 3 1 2 0.2795 0.7234 0.8259 0.5723 0.6223 0.7745 0.5226 0.6727 14.24727 3 1 3 2 0.5723 1.0345 0.5226 0.9294 0.8257 0.9819 1.0345 0.8775 16.82758 3 2 1 3 1.0870 1.0345 0.9819 1.1403 0.9294 0.6727 0.7235 0.7746 17.45459 3 3 2 1 0.2795 0.4733 0.1848 0.4243 0.2320 0.2795 0.5226 0.3274 9.15319

2. Menghitung nilai rata-rata signal to noise ratio setiap level faktor.

Contoh perhitungan untuk faktor A level 1:

14.09909

320.7979312.914408.58494

1 =++

=snA

Page 74: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

IV - 11

Hasil perhitungan nilai rata-rata SNR setiap level faktor selengkapnya dapat

dilihat dalam tabel 4.8.

Tabel 4.8 Tabel respon untuk nilai rata-rata SNR

A B C D Level 1 14.09909 14.59738 13.42888 9.02320 Level 2 13.98615 13.23344 13.48245 14.66303 level 3 14.47837 14.73278 15.65228 18.87738 Selisih 0.49223 1.49934 2.22340 9.85419

Ranking 4 3 2 1

3. Menghitung nilai total sum of square.

perhitungan total sum of squares dengan menggunakan rumus,

å= 2isnST

ST = 8.584942+ 12.914402 +.......+ 9.153192

= 1972.51441

4.. Menghitung sum of square due to mean dengan menggunakan rumus,

2.snnSm =

Sm = 9 x

2

9

9.15319.....20.7979312.914408.58494÷øö

çèæ ++++

= 9 x 201.29564

= 1811.660783

5. Menghitung the sum of squares due to the factors.

Contoh perhitungan untuk faktor A:

= (3 x 14.099092 +3 x 13.986152 +3 14.478372) - 1811.660783

= 1812.059685 - 1811.660783

= 0.39890

SmsnAnsnAnsnAnS AAiAisnA -÷øöç

èæ ´+´+´= 2

3

2

2

2

1 321

Page 75: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

IV - 12

6. Menghitung the sum of squares due to the error.

Se = ST – SsnA –SsnB – SsnC – SsnD – Sm

Se = 1972.51441- 0.39890 -4.12669 - 9.65455 - 146.67349 - 1811.660783

= 0

7. Menghitung the mean sum of squares.

Contoh perhitungan untuk faktor A:

fod

snASqMqsnA

..

.=

= 2

0.39890

= 0.1994513

8. Menghitung pure sum of squares.

Contoh perhitungan untuk faktor A:

S.snA1 = Sq.snA – ( vA x Mqe)

= 0.39890– (2 x 0)

= 0.39890

9. Menghitung F-ratio.

Contoh perhitungan untuk faktor C:

FC = Mqe

MqC

= 1.13139714.8272748

= 4.26665

10. Menghitung pure sum of squares.

Contoh perhitungan untuk faktor C:

S.snC1 = Sq.snC – ( vC x Mqe)

= 9.65455– (2 x 1.13139)

= 7.39176

Page 76: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

IV - 13

11. Menghitung percent contribution.

Contoh perhitungan untuk faktor C:

%100'x

StSC

C =r

= 9.78580.77942

x 100%

= 7.96482 %

12. Membuat rekapitulasi tabel analisa variansi hasil perhitungan.

Tabel 4.9 Analisis variansi SNR sebelum pooling

Source Sq v Mq F-ratio Sq' rho % A 0.39890 2 0.19945 - 0.3989 0.24799099 B 4.12669 2 2.06334 - 4.12669 2.565491182 C 9.65455 2 4.82727 - 9.65455 6.002071266 D 146.67349 2 73.3367 - 146.673 91.18444656 e 0.00000 0 - - - St 160.85363 8 20.1067 - 160.854 100 Sm 1811.66078 1 ST 1972.51441 9

Disarankan untuk menggunakan separuh dari jumlah derajat kebebasan

orthogonal array eksperimen agar tidak terjadi estimasi yang berlebihan.

Orthogonal array yang digunakan dalam eksperimen kali ini adalah L9(34), maka

hanya diambil dua faktor saja yang berpengaruh. Faktor dengan nilai F-ratio atau

mean square terkecil di-pool ke dalam error.

13. Pooling terhadap faktor tidak signifikan.

Selanjutnya dilakukan pooling terhadap faktor yang mempunyai nilai F-

ratio atau mean square terkecil. Faktor-faktor yang akan di-pooling ke dalam

error adalah faktor A dan B.

Page 77: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

IV - 14

Tabel 4.10 Analisis variansi SNR setelah pooling

Source Sq v Mq F-ratio Sq' rho % A 0.39890 2 0.19945 - - - B 4.12669 2 2.06334 - - - C 9.65455 2 4.82727 4.26665 7.39176 4.59533 D 146.67349 2 73.3367 64.8196 144.41070 89.77771

pooled e 4.52559 4 1.1314 1 9.05118 5.62696 St 160.85363 8 20.1067 - 160.85363 100 Sm 1811.66078 1 ST 1972.51441 9

4.2.3 Menentukan Setting Level Optimal

Dalam upaya mengoptimalkan karakteristik kualitas, sangat penting untuk

menggunakan dua tahap proses optimasi yaitu mengurangi variansi dan mengatur

target sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. Berikut adalah tabel 4.11 yang

menyatakan perbandingan pengaruh faktor.

Tabel 4.11 Perbandingan pengaruh faktor

Faktor ŷ σ Pengaruh Level

digunakan A X X tidak berpengaruh 1 (A1) B X X tidak berpengaruh 3 (B3) C √2 √2 Rata-rata dan variansi 3 (C3) D √1 √1 Rata-rata dan variansi 3 (D3)

Keterangan:

Tanda √ menunjukkan bahwa faktor tersebut penting dan tanda X

menunjukkan faktor tidak penting. Angka di sebelah tanda √ menunjukkan

ranking berdasarkan tabel respon.

Berdasarkan dari tabel 4.11, dihasilkan kombinasi level faktor yang

optimal yaitu C3 dan D3. Penentuan setting level terbaik diprioritaskan pada

level-level faktor yang mempunyai pengaruh yang besar dalam mengurangi

variansi karakteristik kualitas. Sehingga pemilihan setting level terbaiknya pada

tabel 4.12.

Page 78: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

IV - 15

Tabel 4.12 Level optimal dalam eksperimen

Kode Faktor dalam eksperimen Level

optimal A Perbandingan jumlah katalis -resin 1 B Lama pengadukan campuran katalis - resin 3 C Fraksi berat serat (filler) 3 D Arah penyusunan serat 3

4.3 TAHAP VERIFIKASI

Pada tahap verifikasi dilakukan eksperimen lanjutan. Eksperimen lanjutan

ini disebut juga eksperimen konfirmasi. Eksperimen konfirmasi merupakan

eksperimen yang dijalankan pada kombinasi level faktor terbaik yang dipilih

berdasarkan hasil yang didapat pada eksperimen sebelumnya. Tujuan eksperimen

ini adalah untuk menguji nilai prediksi setting level faktor pada kondisi optimal.

Jika hasil eksperimen konfirmasi dapat menguji hasil prediksi, maka setting level

optimal dapat disimpulkan telah memenuhi persyaratan dalam eksperimen.

4.3.1 Eksperimen Konfirmasi

Eksperimen konfirmasi dilakukan dengan menggunakan 10 sampel dan

dilakukan berdasarkan level faktor pada kondisi optimal. Setting level yang

diterapkan dalam eksperimen konfirmasi ditampilkan dalam tabel 4.13.

Tabel 4.13 Setting level eksperimen konfirmasi

Kode Faktor dalam eksperimen Level

optimal Nilai

A Perbandingan jumlah katalis -resin 1 1:100 B Lama pengadukan campuran katalis - resin 3 30 detik C Fraksi berat serat (filler) 3 30% D Arah penyusunan serat 3 Memanjang dengan arah acak

Page 79: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

IV - 16

Hasil dari eksperimen konfirmasi ditampilkan pada table 4.14.

Tabel 4.14 Hasil eksperimen konfirmasi

No Nilai Uji Impak (joule)

1 1.46659 2 1.57753 3 1.19433 4 1.68912 5 1.14075 6 1.08753 7 1.46650 8 1.30236 9 1.52133 10 1.24834

Hasil dari data uji kuat impak pada eksperimen konfirmasi untuk selanjutnya

dihitung nilai rata-rata dan standar deviasi, sebagai berikut:

1. Rata-rata hasil kuat impak.

= 1.36944 (J) 2. Standar deviasi uji kuat impak.

( ) ( ) ( )9

1.369441.24834....1.369441.577531.369441.46659 222 -++-+-=s

= 0.2025 (J)

n

xnå==

10

1m

10

1.24834...1.140751.689121.194331.577531.46659 ++++++=m

( )( )1

2

-

-= å

n

x ms

Page 80: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

IV - 17

3. Perhitungan SNR untuk hasil eksperimen konfirmasi.

úúû

ù

êêë

é÷÷ø

öççè

æ-= å

=

n

i iLTB yn

Logsn1

2

1110

úû

ùêë

é÷øö

çèæ ++++-= 2221 1.24834

1

1.52133

1.....

1.57753

1

1.46659

1

10

110 2Logsn

= 22.8155 dB

4.3.2 Menentukan Nilai Prediksi Respon Dan Selang Kepercayaan

Setelah setting level factor optimal ditentukan maka perlu diketahui nilai

prediksi rata-rata dan SNR yang diharapkan pada kondisi optimum dan

membandingkannya dengan eksperimen konfirmasi. Jika prediksi respon dan

eksperimen konfirmasi berada selang kepercayaan, maka disimpulkan bahwa

rancangan telah memenuhi persyaratan dalam eksperimen Taguchi. Berikut ini

dijelaskan langkah-langkah perhitungan nilai prediksi respon dan selang

kepercayaan, yaitu:

1. Menghitung prediksi respon dan selang kepercayaan kondisi optimal untuk

rata-rata.

Nilai rata-rata seluruh data percobaan adalah Y = 0.7031, maka perhitungan

respon rata-rata prediksi, sebagai berikut:

( ) ( )yCyDypredicted -+-+= 33m

= YCD -+ 33

= 1.10167 + 0.85454 - 0.7031

= 1.2531

Selang kepercayaan dari rata-rata prediksi dapat dihitung dengan rumus,

úû

ùêë

é±=

neffxVexFCI vv

11.1,a

dengan neff = CD vvmeanv

eksperimentotaljumlah

++.

Page 81: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

IV - 18

= 221

72++

= 14.4

Selang kepercayaan prediksinya,

úûù

êëé±=

4.14

10.0291667,1.05.0 xxFCI

úûù

êëé±=

4.14

10.02916991.3 xxCI

= ± 0.08989

Selang kepercayaan untuk rata-rata proses optimal,

CIpredictedpredicted ±= mm

0.089891.25310.089891.2531 +££- predictedm

1.1452 ££ predictedm 1.34299

2. Prediksi respon dan selang kepercayaan kondisi optimal untuk SNR.

Rata-rata dari total SNR.

14.18787=SNR

( ) ( )snCsnDsnsnpredicted -+-+= 33

= snCD -+ 33

= 18.87738+ 15.65228- 14.18787

= 20.34179 dB

Selang kepercayaan dari SNR prediksi dapat dihitung dengan rumus,

úû

ùêë

é±=

neffxVexFCI vvSNR

11.1,a

dengan neff = CD vvmeanv

eksperimentotaljumlah

++.

= 221

9++

= 1.8

Page 82: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

IV - 19

Selang kepercayaan prediksinya,

úûù

êëé±=

8.1

11.13144,1.05.0 xxFCI

úûù

êëé±=

8.1

11.131397171.7 xxCI

= ± 2.2013

Selang kepercayaan untuk rata-rata proses optimal.

CIsnsn predictedpredicted ±=

2.2013 20.341792.2013 20.34179 +££- predictedm

18.140 ££ predictedsn 22.543

3. Menghitung prediksi respon dan selang kepercayaan eksperimen konfirmasi

untuk rata-rata.

Nilai rata-rata data eksperimen konfirmasi adalah Y = 1.3694, maka

perhitungan respon rata-rata prediksi, sebagai berikut:

· Selang kepercayaan nilai rata-rata eksperimen konfirmasi dapat dihitung

dengan rumus,

úû

ùêë

é+±=

rneffxVexFCI vv

111.1,a

dengan neff = CD vvmeanv

eksperimentotaljumlah

++.

= 221

72++

= 14.4

· Selang kepercayaan prediksinya,

úûù

êëé +±=

10

1

4.14

10.0291667,1.05.0 xxFCI

úûù

êëé +±=

10

1

4.14

10.02916991.3 xxCI

= ± 0.14042

Page 83: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

IV - 20

· Selang kepercayaan untuk rata-rata pada eksperimen konfirmasi,

CICI onconfirmationconfirmatiionconfirmast +££- mmm

0.140421.36940.140421.3694 +££- onconfirmatim

1.2289 ££ onconfirmatim 1.5098

4. Prediksi respon dan selang kepercayaan eksperimen konfirmasi untuk SNR.

Nilai SNR konfirmasi = 22.8155

· Selang kepercayaan SNR konfirmasi dapat dihitung dengan rumus,

úû

ùêë

é+±=

rneffxVexFCI vvSNR

111.1,a

dengan neff = CDmean vvv

eksperimentotaljumlah

++.

= 221

9++

= 1.8

· Selang kepercayaan eksperimen konfirmasi,

úûù

êëé +±=

10

1

8.1

11.13144,1.05.0 xxFCI

úûù

êëé +±=

10

1

8.1

11.131397171.7 xxCI

= ± 2.3913

· Selang kepercayaan untuk SNR konfirmasi,

CICI onconfirmationconfirmatiionconfirmast +££- mmm

2.3913 22.81552.3913 22.8155 +££- predictedm

20.4242 ££ onconfirmatisn 25.2068

Page 84: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

IV - 21

Nilai-nilai selang kepercayaan pada kondisi optimal kemudian

dibandingkan dengan selang kepercayaan pada eksperimen konfirmasi.

Perbandingan tersebut digambarkan dalam grafik untuk memudahkan pembacaan.

1.1452 1.34299

1.2289 1.5098

Gambar 4.2 Perbandingan selang untuk rata-rata

18.140 22.543

20.4242 25.2068

Gambar 4.3 Perbandingan selang untuk SNR

Keterangan: optimal

konfirmasi

Pada gambar 4.2 dan 4.3 diatas maka keputusan kondisi optimal dapat diterima

berdasarkan pertimbangan selang kepercayaan.

4.3.3 Menentukan Total Quality Loss Function

Hasil perhitungan rata-rata dan standar deviasi untuk kondisi aktual

dengan kondisi optimasi disajikan dalam tabel berikut :

Tabel 4.15 Perbandingan rata-rata dan standar deviasi

Kondisi aktual Kondisi optimal

Rata-rata 1.77175 1.36944

Standar deviasi 0.31038 0.20249

Data rata-rata dan standar deviasi yang diperoleh digunakan untuk menghitung

quality loss function dengan rumus.

( ) úû

ùêë

é+=

2

2

2

31

ms

mk

YL

Page 85: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

IV - 22

Perhitungan total quality loss function dilakukan pada kondisi sebelum

optimasi (aktual) dan sesudah optimasi. Hasil dari perhitungan kemudian

dibandingkan untuk mengetahui perbedaan jumlah kerugian akibat adanya variasi

karakteristik kualitas. Perhitungan untuk tiap kondisi, yaitu:

1. Perhitungan Total Quality Loss Function kondisi aktual.

Bahan-bahan yang digunakan beserta harganya dalam pembuatan bahan

komposit pilimer sesuai ukuran cetakan spesimen pada kondisi aktual

ditampilkan pada tabel 4.16.

Tabel 4.16 Perhitungan biaya bahan kondisi aktual

No Nama Bahan Dipakai Harga per kg

(Rp) Total Harga

(Rp) 1. Resin polyester 60 gram 2.000 1560 2. Serat kaca 15 gram 27500 412.5 3. Katalis 1.2 gram 60000 72

Total: 2044.5

Ukuran luas cetakan spesimen = 12 cm x 15 cm

= 180 cm2

Ukuran luas spesimen uji = 8 cm x 1 cm

= 8 cm2

Menggunakan pendekatan perbandingan luas tersebut di atas maka dapat

ditentukan besarnya biaya untuk membuat satu spesimen, yaitu:

Biaya spesimen = 5.2044180

8Rpx

= Rp 90.87

Karena karakteristik kualitas larger the better secara ideal memiliki target

yang tidak terhingga, maka untuk penentuan nilai k, sebagai berikut:

200 D= xAk

dengan;

( )

deviasi

RpmeanAo

=D=

0

k = Rp 90.87 x 0.310382

= 8.75423

Page 86: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

IV - 23

maka, QLF untuk kondisi aktual = úû

ùêë

é+ 2

2

2

31

ms

mk

= úû

ùêë

é+ 2

2

2 77175.1

31038.031

1.77175

8.75423 x

= Rp 3.045

2. Perhitungan Total Quality Loss Function kondisi optimal.

Bahan-bahan yang digunakan beserta harganya dalam pembuatan bahan

komposit pilimer sesuai ukuran cetakan spesimen pada kondisi optimal

ditampilkan pada tabel berikut:

Tabel 4.17 Perhitungan biaya bahan kondisi optimal

No Nama Bahan Dipakai Harga per kg

(Rp) Total Harga

(Rp) 1. Resin polyester 48 gram 26000 1248 2. Serat agave 24 gram 10000 240 3. Katalis 0.5 gram 60000 30

Total: 1518

Biaya spesimen = 1518180

8Rpx

= Rp 67.47

200 D= xAk

k = Rp 67.47 x 0.20249

= 2.7664

maka, QLF untuk kondisi optimal = úû

ùêë

é+ 2

2

2

31

ms

mk

= úû

ùêë

é+ 2

2

2 36944.1

20249.031

1.36944

2.76645 x

= Rp 1.572

Berdasarkan perhitungan total quality loss function, hasil perhitungan

pada kondisi optimal lebih kecil dibandingkan pada kondisi aktualnya. Hal ini

berarti kerugian yang ditanggung perusahaan dapat berkurang apabila kondisi

optimal diterapkan.

Page 87: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

V - 1

BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL

Bab ini berisi mengenai analisis hasil dari penelitian yang diharapkan

dapat memenuhi tujuan penelitian yang berpedoman pada konsep dari metode

Taguchi. Hasil eksperimen yang didapat dari pengolahan data kemudian dianalisis

dan diintepretasikan hasilnya. Analisis yang dilakuj\kan meliputi analisis terhadap

hasil eksperimen dan perhitungan quality loss function.

5.1 ANALISIS

Analisis dilakukan pada kondisi awal sebelum diterapkannya metode

Taguchi, pada saat eksperimen tahap II, kondisi setelah optimalisasi dan pada

perhitungan quality loss function.

5.1.1 Analisis Hasil Eksperimen

Eksperimen dilakukan dalam 3 tahapan meliputi eksperimen tahap 1,

ekspeimen tahap II, dan eksperimen konfirmasi. Eksperimen tahap I dilakukan

untuk mengetahui kualitas dari produk komposit polimer yang dihasilkan pada

kondisi aktual di perusahaan. Kondisi aktual di perusahaan menggunakan serat

kaca (fibre glass) sebagai bahan penguat pada produk komposit polimer yang

dibuat. Level faktor yang digunakan pada kondisi aktual yaitu jumlah

perbandingan resin-katalis 1: 45, lama pengadukan campuran resin – katalis 30

detik, jumlah serat yang digunakan 2 lapis serat kaca (fibre glass), dan arah

penyusunan serat secara acak.

Hasil dari pengujian impak yang dilakukan terhadap material komposit

polimer pada kondisi aktual diperoleh nilai rata-rata kuat impak sebesar

1.7717 joule dengan variansi sebesar 0.0963. Variansi ini terjadi karena tidak

adanya duplikasi sempurna dalam suatu eksperimen. Pembuatan spesimen yang

dilakukan secara manual dapat menyebabkan kondisi saat proses pembuatannya

sulit terkontrol dengan baik. Hal ini juga berpotensi menimbulkan variational

noise yaitu adanya faktor-faktor yang menyebabkan perbedaan spesifikasi dari

produk yang dihasilkan antara satu produk dengan produk yang lainnya meskipun

produk dibuat dengan spesifikasi yang sama. Nilai signal to noise ratio pada

Page 88: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

V - 2

eksperimen tahap I sebesar 4.54179 dB. Nilai signal to noise ratio diharapkan

mempunyai nilai sebesar mungkin. Nilai yang rendah berarti noise-nya tinggi

karena signal to noise ratio sendiri merupakan perbandingan antara signal dengan

noise sehingga untuk memperkecil noise yang terjadi maka harus dihasilkan nilai

signal to noise ratio yang lebih besar.

Eksperimen tahap II dilakukan bertujuan untuk mengidentifikasikan

keberadaan serta besar pengaruh faktor-faktor yang diselidiki terhadap suatu hasil

kerja tertentu dan untuk mendapatkan kombinasi level faktor yang memberikan

hasil kualitas terbaik sesuai dengan kriteria yang diinginkan.

Eksperimen tahap II dijalankan berdasarkan orthogonal array yang telah

disusun. Hasil yang diperoleh kemudian dilakukan tahapan pengolahan data untuk

memperoleh setting level faktor yang menghasilkan karakteristik kualitas optimal.

Hasil dari eksperimen tahap II yang telah dijalankan kemudian dibuat tabel

respon untuk mengetahui besarnya pengaruh dari tiap-tiap faktor terhadap nilai

rata-rata respon yang diukur, yaitu kuat impak. Rangking pada tabel respon

menunjukkan mana faktor yang paling berpengaruh dan faktor yang kurang

berpengaruh terhadap karakteristik kualitas yang diukur.

Faktor yang paling berpengaruh ditunjukkan dengan rangking 1, yaitu

faktor arah penyusunan serat (kode D) yang memberikan nilai rata-rata respon

terbesar pada level 3 (penyusunan serat secara memanjang segala arah).

Penyusunan arah serat segala arah ini memungkinkan material yang terbentuk

dapat lebih menanggung beban dari segala arah pula. Faktor jumlah (fraksi

berat) serat (kode C) menduduki rangking 2, dan memberikan nilai rata-rata

respon terbesar pada level 3 (30%). Semakin banyak jumlah serat yang digunakan

akan semakin memberikan kontribusi pada material yang terbentuk dalam

menanggung beban sehingga material akan mampu menanggung beban yang lebih

besar dengan syarat resin yang digunakan mampu membasahi seluruh serat

(Shackelford, 2000). Penggunaan jumlah (fraksi berat) serat sebesar 30%, resin

mampu membasahi seluruh serat. Rangking ke-3 diduduki oleh faktor lama

pengadukan campuran resin-katalis (kode B) yang memberikan nilai rata-rata

respon terbesar pada level 3 (30 detik). Pengadukan perlu dilakukan agar katalis

dan resin dapat tercampur dengan sempurna. Namun, pengadukan yang terlalu

Page 89: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

V - 3

lama akan berpotensi menimbulkan gelembung udara pada campuran yang akan

menyebabkan material yang terbentuk menjadi rapuh (Rahardjo, 2001). Dengan

tetap memperhatikan kecepatan aduknya dapat meminimalisir terbentuknya

gelembung udara selama pengadukan. dan rangking ke-4 adalah faktor jumlah

perbandingan resin-katalis (kode A) yang memberikan nilai rata-rata respon

terbesar pada level 1 dengan nilai perbandingan 1:100. Jumlah perbandingan

katalis yang dicampurkan juga menentukan cepat lambatnya waktu pengeringan

(curing). Semakin banyak katalis yang dicampurkan akan semakin cepat

campuran mengering dan semakin tinggi suhu yang ditimbulkan. Material yang

dhasilkan juga akan semakin getas (Gibson, 1994).

Uji Anova dilakukan untuk mengetahui apakah faktor-faktor yang

dilibatkan dalam eksperimen berpengaruh secara signifikan atau tidak terhadap

nilai kuat impak. Dari tabel anova dapat diketahui bahwa faktor B,C, dan D

berpengaruh secara signifikan terhadap nilai kuat impak dilihat dari nilai F-ratio

dari faktor-faktor tersebut lebih besar daripada nilai F-tabel. Sedangkan faktor A

tidak berpengaruh secara signifikan karena nilai F-ratio nya lebih kecil daripada

nilai F- tabel.

Perhitungan persen kontribusi menunjukkan kontribusi dari error sebesar

21.159%, maksudnya bahwa semua faktor signifikan yang mempengaruhi nilai

rata-rata sudah dimasukkan dalam eksperimen. Dalam eksperimen Taguchi

diharapkan nilai dari kontribusi error ≤ 50%, nilai tersebut berarti faktor-faktor

penting dalam eksperimen dilibatakan. Persen kontribusi error ≤ 50%, maka hasil

eksperimen Taguchi memenuhi kriteria untuk dijadikan model guna memprediksi

nilai rata-rata optimum.

Perhitungan signal to noise ratio dapat digunakan untuk pemilihan setting

level optimal dari faktor level yang digunakan dalam eksperimen. Pemilihan level

dari masing-masing faktor didasarkan pada nilai signal to noise ratio yang lebih

tinggi sehingga noise yang dihasilkan juga lebih kecil karena nilai signal to noise

ratio yang lebih rendah dapat meminimumkan variansi yang terjadi akibat adanya

faktor yang tidak dapat dikendalikan. Pada tabel 4.8 menunjukkan nilai rata-rata

respon signal to noise ratio dari masing-masing level faktor. Pada faktor A,B,C,

dan D semuanya memiliki nilai rata-rata respon signal to noise ratio terbesar pada

Page 90: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

V - 4

level 3, hal ini beratrti bahwa pada level tersebut noise yang dihasilkan dapat

diminimalisir. Namun, dari analisis perhitungan terhadap nilai mean yang

sebelumnya telah dilakukan mengindikasikan bahwa faktor dengan kode A yaitu

jumlah perbandingan katalis-resin tidak berpengaruh secara signifikan terhadap

nilai kuat impak material komposit polimer.

Perhitungan persen kontribusi menunjukkan persen kontribusi error

sebesar 5.627 % yang berarti bahwa tidak terdapat faktor signifikan yang

mempengaruhi nilai variansi yang belum dimasukkan dalam eksperimen atau

dengan kata lain pooling yang dilakukan sudah cukup optimal. Eksperimen

Taguchi persen kontribusi diharapkan ≤ 50% nilai tersebut berarti faktor-faktor

penting dalam eksperimen dilibatkan. Perhitungan analisis variansi untuk SNR

menunjukkan bahwa hanya faktor C dan faktor D yang memberikan pengaruh

signifikan terhadap nilai variansi. Faktor C dan D inilah yang digunakan untuk

menghitung nilai prediksi dari rata-rata dan SNR optimal.

Pemilihan setting level optimal dari faktor diprioritaskan pada faktor-

faktor yang mempunyai pengaruh signifikan terhadap karakteristik kualitas yang

diukur, sehingga pemilihan setting level optimalnya yaitu A1, B3, C3, dan D3.

Artinya pada faktor jumlah perbandingan resin-katalis (kode A) terpilih level 1.

Pemilihan pada level ini didasarkan pada analisis terhadap mean dan SNR.

Meskipun pada perhitungan SNR untuk faktor A memberikan hasil terbaiknya

pada level 3, pada analisis nilai mean yang dilakukan sebelumnya telah

menyatakan bahwa faktor A tidak berpengaruh secara signifikan terhadap

karakteristik yang diukur sehingga dipilih level yang rendah untuk alasan biaya.

Pemilihan level 1 pada faktor A ini juga dikuatkan oleh nilai rata-rata respon kuat

impak yang memberikan hasil terbesarnya pada level 1. Faktor lama pengadukan

campuran resin-katalis (kode B) terpilih level 3, faktor jumlah berat serat (kode

C), dan faktor arah penyusunan serat (kode D) terpilih pada level 3. Pemilihan

level dari faktor B, C,dan D juga didasarkan pada perhitungan analisis nilai mean

dan SNR. Perhitungan anlisa nilai mean menunjukkan bahwa ketiga faktor B, C,

dan D berpengaruh secara signifikan terhadap nilai kuat impak dan memberikan

nilai respon rata-rata dan SNR terbesarnya pada level 3 untuk ketiga faktornya.

Page 91: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

V - 5

Setelah diketahui setting level optimal maka dapat dilanjutkan dengan

perhitungan selang kepercayaan untuk rata-rata dan SNR. Dengan menggunakan

tingkat kepercayaan 95% diperoleh nilai selang kepercayaan

1.1452 ££ predictedm 1.34299 untuk rata-rata dan 18.140 ££ predictedsn 22.543

untuk SNR. Selang kepercayaan tersebut merupakan selang kepercayaan prediksi

dimana setelah diketahui setting level terbaiknya diharapkan pada eksperimen

berikutnya (konfirmasi) nilai dari selang kepercayaannya berada pada batas yang

telah diprediksi.

Pada tahap verifikasi dilakukan eksperimen konfirmasi. Eksperimen ini

merupakan eksperimen yang dijalankan pada kombinasi level-level faktor terbaik

yang dipilih berdasarkan hasil yang didapat dari eksperimen tahap II. Dengan

menggunakan setting level optimal dapat diketahui bahwa dari hasil eksperimen

menunjukkan nilai kuat impak rata-rata sebesar 1.3694 Joule. Nilai ini lebih

rendah daripada nilai kuat impak rata-rata pada kondisi aktual yaitu sebesar

1.7717 joule. Produk berbahan komposit polimer yang dihasilkan CV. Tausan

bermacam-macam dalam penggunaannya.Material dengan kekuatan yang lebih

rendah masih dapat digunakan untuk membuat produk yang pada kondisi

operasionalnya tidak memerlukan kekuatan tinggi. Sebagai contoh dalam

pembuatan alat peraga, wahana rekreasi seperti patung atau replika binatang yang

merupakan order terbesar di CV. Tausan. Nilai signal to noise ratio yang

dihasilkan sebesar 22.8155 dB yang artinya bahwa jika dibandingkan dengan nilai

signal to noise ratio kondisi awal yaitu sebesar 4.54179 dB, maka terjadi

kenaikan nilai desibelnya atau dengan kata lain noise yang terjadi dapat diperkecil

dan produk memberikan spesifikasi yang lebih konsisten.

Hasil eksperimen konfirmasi menunjukkan bahwa setting level dapat

diterima. Perbandingan selang kepercayaan antara eksperimen konfirmasi dengan

kondisi optimal (prediksi) yang menggunakan tingkat kepercayaan 95% berada

pada batas yang telah diprediksi pada kondisi optimal. Nilai selang kepercayaan

rata-rata dari eksperimen konfirmasi 1.2289 ££ onconfirmatim 1.5098 dan selang

untuk SNR 20.4242 ££ onconfirmatisn 25.2068.

Page 92: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

V - 6

5.1.2 Analisis Total Quality Loss Function

Salah satu tujuan penelitian ini yaitu untuk menghitung quality loss

function, maka setelah dilakukan percobaan konfirmasi dengan setting level

optimal dapat dievaluasi kerugian kualitas secara kuantitatif yang disebabkan

adanya variansi produk. Perhitungan quality loss function merupakan salah satu

hal yang penting dalam penelitian ini, karena segala bentuk kerugian yang terjadi

dalam suatu perusahaan umumnya selalu berhubungan dengan nilai nominal dari

suatu produk itu sendiri. Quality loss function dapat diperkecil dari kondisi

sebenarnya yaitu sebesar Rp 3.045 menjadi Rp 1.572 pada kondisi optimal. Hal

ini terjadi karena biaya pembuatan dan variansi kualitas produk pada kondisi

aktual lebih besar dibanding setelah optimasi. Kerugian yang ditanggung

perusahaan dapat ditekan atau dikurangi sehingga penghematan yang dapat

dilakukan perusahaan adalah sebesar Rp 1.473.

Penghematan sebesar Rp 1.473 perusahaan dapat memperoleh keuntungan

yang lebih besar terlebih penghematan ini diukur dari ukuran luas benda uji 8 cm2.

Perusahaan dalam membuat produk berbahan komposit polimer ini adalah hingga

dalam skala puluhan meter persegi, sehingga penghematan yang dapat dilakukan

perusahaan tentu akan lebih besar lagi dan keuntungan yang dapat dicapai akan

semakin membaik.

5.2 INTERPRETASI HASIL

Pengujian impak terhadap komposit polimer berpenguat serat daun agave

cantula dengan melibatkan 4 faktor terkendali yaitu jumlah perbandingan katalis-

resin, lama pengadukan campuran katalis –resin, jumlah (fraksi berat) yang

digunakan, dan faktor cara penyusunan serat menghasilkan setting level optimal

yaitu faktor jumlah perbandingan katalis-resin pada level 1 dengan nilai

perbandingan 1:100, faktor lama pengadukan campuran katalis-resin pada level 3

dengan lama waktu aduk 30 detik, faktor jumlah (fraksi berat) serat yang

digunakan pada level 3 dengan fraksi berat 30%, dan faktor cara penyusunan serat

pada level 3 dengan cara memanjang arah acak.

Hasil pengujian impak pada material komposit polimer berpenguat serat

agave cantula menunjukkan nilai rata-rata terbesarnya masih lebih rendah jika

Page 93: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

V - 7

dibandingkan material dengan serat kaca (fibre glass) sebagai penguatnya. Hal ini

mengindikasikan bahwa kekuatan dari serat agave cantula masih relatif lebih

rendah dibandingkan dengan serat kaca. Akan tetapi, jika ditinjau dari aspek

ekonomis, ramah lingkungan, kesehatan, dan berat dari material yang dihasilkan,

penggunaan serat agave cantula sebagai bahan penguat komposit polimer tetap

layak untuk dipertimbangkan. Penggunaan serat agave cantula sebagai penguat

komposit polimer mampu menaikkan kekuatannya dalam menerima beban kejut

dari standar kekuatan resin polyester setelah mengeras yang ditetapkan sebesar

0.6778 joule meningkat menjadi 1.3694 joule.

Page 94: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

VI - 1

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan bagian akhir dari keseluruhan isi utama tugas akhir

yang membahas tentang kesimpulan yang diperoleh serta usulan atau saran untuk

pengembangan penelitian lebih lanjut. Penjelasan dari kesimpulan dan saran

tersebut diuraikan pada pada sub bab di bawah ini.

6.1 KESIMPULAN

Bagian kesimpulan ini merupakan jawaban atas tujuan penelitian yang

telah ditetapkan sebelumnya yaitu menentukan faktor yang paling berpengaruh,

setting level optimal dan quality loss function pada pembuatan komposit polimer

berpenguat serat daun agave cantula. Berdasarkan hasil pengumpulan dan

pengolahan data yang dilakukan maka dapat disimpulkan, sebagai berikut:

1. Faktor yang berpengaruh secara signifikan terhadap nilai kuat impak material

komposit polimer adalah faktor lama pengadukan campuran katalis-resin,

faktor jumlah (fraksi berat) serat agave cantula yang digunakan sebagai bahan

penguat, dan faktor cara penyusunan arah serat. Faktor jumlah perbandingan

campuran katalis-resin tidak memberikan pengaruh signifikan terhadap nilai

kuat impak material.

2. Kondisi optimal didapat pada jumlah perbandingan katalis-resin 1:100, lama

pengadukan campuran katalis-resin 30 detik, jumlah (fraksi berat) serat yang

digunakan sebagai penguat 30%, dan cara penyusunan serat memanjang

dengan arah acak. Kondisi optimal ini meberikan nilai rata-rata kuat impak

terbesar, yaitu 1.3694 joule.

3. Penurunan total quality loss function terjadi pada kondisi optimal dari nilai

semula (aktual) Rp 3.045 per ukuran spesimen menjadi Rp 1.572 per ukuran

spesimen.

Page 95: pengaruh penggunaan serat agave cantula roxb terhadap kekuatan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

VI - 2

6.2 SARAN

Saran yang dapat diberikan berdasarkan hasil penelitian untuk langkah

pengembangan atau penelitian selanjutnya, sebagai berikut:

1. Disarankan untuk menambahkan faktor berpengaruh yang diteliti dan

mempertimbangkan adanya interaksi antar faktor.

2. Penelitian ini dapat dilanjutkan dengan menambahkan faktor kecepatan aduk

campuran katalis-resin. Kecepatan aduk yang tepat diperlukan agar campuran

dapat tercampur merata dan tidak terbentuk gelembung udara yang dapat

menyebabkan material yang terbentuk rapuh.

3. Perusahaan dapat mengaplikasikan penggunaan serat daun agave cantula

sebagai bahan penguat dalam produksi komposit polimernya, tetapi terbatas

untuk produk-produk yang dalam kondisi operasionalnya tidak memerlukan

pembebanan yang tinggi.