Pengaruh Lamanya Waktu Sandblasting terhadap Sifat Mekanik Pelapisan Polylactid Acid Pada Aluminium 1100 sebagai End Plate Fuel Cell.

Akbar, Muhammad Rizky and Dr. Putu Hadi Setyarini, ST., MT. and Dr. Slamet Wahyudi, ST., MT. (2023) Pengaruh Lamanya Waktu Sandblasting terhadap Sifat Mekanik Pelapisan Polylactid Acid Pada Aluminium 1100 sebagai End Plate Fuel Cell. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Aluminium 1100 merupakan logam ringan daripada besi dan baja, bersifat lunak dan mudah dibentuk dan diaplikasikan dalam berbagai penerapan salah satunya end plate pada fuel cell. Namun memiliki kekurangan dengan yield strength yang rendah sehingga mudah terdeformasi. Pelapisan merupakan salah satu metode untuk memodifikasi sifat material mencapai sifat yang diinginkan. Salah satu parameter untuk mendapatkan kualitas hasil material pelapisan adalah adanya sifat adhesi yang baik antara material dasar dengan pelapis sehingga adanya ikatan yang cukup kuat. Material pelapis bisa berupa polimer salah satunya polylactid acid (PLA). PLA memiliki sifat stiffness yang baik dan mudah diproses sehingga bisa digunakan sebagai material pelapis pada logam. Pada penelitian ini dilakukan proses pelapisan PLA pada substrat Aluminium 1100 dengan metode injection molding yang diproses sandblasting terlebih dahulu untuk menambahkan sifat adhesi sehingga mechanical interlocking antara permukaan aluminium 1100 dengan PLA terjadi dengan kuat. Sebelum diproses lebih lanjut, Al 1100 dibentuk dengan ukuran standard pengujian kekuatan tarik dan kejut. Kemudian diproses Sandblasting dengan variasi lamanya waktu 5, 10, 15, 20, dan 25 detik, dengan tekanan, sudut, dan jarak penyemprotan diatur sama tiap spesimen. Selanjutnya, pada substrat dilakukan proses stress relieving pada temperatur 450°C selama 30 menit untuk menghilangkan tegangan sisa sebagai dampak yang terjadi pada perlakuan pada spesimen. Substrat hasil sandblasting kemudian dilakukan pengujian kekasaran permukaan menggunakan surface roughness tester, dimana diperoleh peningkatan nilai kekasaran permukaan dengan meningkatnya waktu sandblasting. Pada variasi yang dilakukan diperoleh nilai kekasaran tertinggi pada waktu 25 detik dengan nilai sebesar 5,256 μm. Nilai ini diikuti dengan pengamatan miskroskop dengan perbesara 200x pada permukaan hasil sandblasting dan perhitungan luas lembah dimana pada waktu 25 detik diperoleh luasan lembah sebesar 88% dibandingkan 5 detik sebesar 79%. Selanjutnya dilakukannya pelapisan PLA menggunakan metode injection molding dengan memanaskan PLA pada suhu 180°C dan 200°C pada tiap variasi di ektruder selama 2 menit untuk mengubah bentuk PLA menjadi cair, kemudian diinjeksikan dengan tekanan 6 bar kedalam mold yang sudah terdapat substrat hasil sandblasting sehingga PLA menempel dan terbentuknya pelapisan PLA pada Aluminium 1100. Spesimen hasil pelapisan dilakukan pengujian kekuatan tarik dengan kecepatan penarikan 15 mm/menit dimana diperoleh nilai kekuatan tarik dan elongasi gabungan tertinggi pada waktu 25 detik, pada suhu 200°C diperoleh nilai kekuatan tarik sebesar 64,1 MPa dan nilai elongasi 1,18 %. Sedangkan pada suhu 180°C nilai kekuatan tarik tertinggi sebesar 55,12 MPa dan nilai elongasi sebesar 0,92%. Kemudian dilakukan pengujian kejut dengan beban pendulum sebesar 12 J diperoleh nilai kekuatan kejut tertinggi pada 180°C dan 200°C diperoleh nilai tertinggi pada waktu 25 detik dengan masing – masing nilai sebesar 25,22 J dan 25,31 J. Dari pengujian ini, diperoleh peningkatan nilai kekasaran permukaan akan meningkatkan sifat mekanik dikarenakan semakin meningkatnya nilai kekasaran maka luas kontak antara substrat dan pelapis akan semakin luas sehingga mechanical interlocking yang terjadi akan semakin kuat sehingga penahanan mikro yang terjadi antara kedua material juga akan meningkat.

English Abstract

Aluminum 1100 is a lighter metal than iron and steel, is soft and malleable, and is applied in various applications, one of which is the end plate on the fuel cell. However, it has shortcomings with low yield strength so it is easily deformed. The coating is one method to modify material properties to achieve the desired properties. One of the parameters for obtaining quality coating material results is the presence of good adhesive properties between the base material and the coating so that there is a strong enough bond. Coating materials can be polymers, one of which is polylactide acid (PLA). PLA has good stiffness properties and is easy to process so it can be used as a coating material on metal. In this study, the PLA coating process was carried out on an Aluminum 1100 substrate by injection molding method which was sandblasted first to add adhesive properties so that the mechanical interlocking between the surface of aluminum 1100 and PLA occurred strongly. Before further processing, Al 1100 is formed to the standard size of tensile and shock strength testing. Sandblasting is then processed with variations in the length of time of 5, 10, 15, 20, and 25 seconds, with the pressure, angle, and spray distance set the same for each specimen. Next, the substrate was subjected to a stress relieving process at 450°C for 30 minutes to eliminate residual stresses as a result of the treatment of the specimens. The sandblasted substrate was then tested for surface roughness using a surface roughness tester, where an increase in surface roughness value was obtained with increasing sandblasting time. In the variations carried out, the highest roughness value was obtained at a time of 25 seconds with a value of 5.256 μm. This value was followed by a microscope observation with a magnification of 200x on the surface of the sandblasting results and calculation of the valley area where at a time of 25 seconds a valley area of 88% was obtained compared to 5 seconds of 79%. Furthermore, PLA coating is carried out using the injection molding method by heating PLA at a temperature of 180 ° C and 200 ° C at each variation in an extruder for 2 minutes to change the form of PLA to liquid, then injected with a pressure of 6 bar into a mold that already has a substrate sandblasting results so that PLA sticks and the formation of PLA coating on Aluminum 1100. The coating specimens were tested for tensile strength with a withdrawal speed of 15 mm/min where the highest combined tensile strength and elongation value was obtained at 25 seconds, at a temperature of 200 ° C a tensile strength value of 64.1 MPa and an elongation value of 1.18%. While at 180°C the highest tensile strength value was 55.12 MPa and the elongation value was 0.92%. Then shock testing with a pendulum load of 12 J obtained the highest shock strength value at 180 ° C and 200 ° C obtained the highest value at a time of 25 seconds with a value of 25.22 J and 25.31 J, respectively. From this test, it is obtained that increasing the surface roughness value will improve mechanical properties due to the increasing roughness value, the contact area between the substrate and the coating will be wider so that the mechanical interlocking that occurs will be stronger so that the micro-containment that occurs between the two materials will also increase.

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	052307
Uncontrolled Keywords:	Aluminium 1100, Polylactid Acid, Sandblasting, Injection Molding, Mechanical Interlocking, Aluminum 1100, Polylactid Acid, Sandblasting, Injection Molding, Mechanical Interlocking.
Divisions:	Fakultas Teknik > Teknik Mesin
Depositing User:	Zainul Mustofa
Date Deposited:	12 Jan 2024 07:10
Last Modified:	12 Jan 2024 07:10
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/209266

Text (DALAM MASA EMBARGO) Muhammad Rizky Akbar.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2025. Download (10MB)

Actions (login required)

View Item