Analisis Finite Element Terhadap Pengaruh Variasi Jumlah Lapisan Skin Pada Kekakuan Bending Komposit Serat Karbon dan PLA dengan Struktur Honeycomb Ribs

Abstract

Pertumbuhan industri manufaktur yang pesat dan kompleks menuntut inovasi terus-menerus dalam berbagai aspek, termasuk material yang menjadi komponen utama dalam pembuatan produk. Penelitian dalam bidang material berfokus pada pengembangan material yang unggul dalam sifat mekanis seperti kekuatan, kekakuan, dan ringan. Pembuatan drone pesawat pengintai tanpa awak contohnya, drone yang dibuat dituntut untuk memiliki kekuatan serta kekakuan yang tinggi pada body drone, namun juga dituntut untuk memiliki bobot yang ringan. Salah satu pendekatan yang menjanjikan dalam pencarian material baru dengan sifat yang diinginkan adalah penggabungan dua atau lebih material untuk membentuk material komposit. Metode pembuatan spesimen dengan material filament PLA 3D print dan serat karbon adalah dengan proses vacuum bagging untuk menyatukan kedua material tersebut. Selanjutnya, dilakukan pengujian bending dengan dua metode, yaitu pengujian secara langsung dan dengan metode analisis finite element untuk memperoleh data dari spesimen. Penambahan skin pada satu permukaan yang rata atau pada bagian core menghasilkan peningkatan nilai kekakuan bending yang sebanding dengan jumlah layer skin carbon fibre yang ditambahkan. Namun penurunan terjadi pada pemberian tiga layer skin carbon fibre, untuk nilai tegangan bending dan kekakuan bending spesifik. Berdasarkan perbandingan hasil dari pengujian secara langsung dengan uji analisis finite element ditemukan bahwa terdapat selisih yang kecil pada nilai tegangan bending , kekakuan bending , dan kekakuan bending spesifik. Selisih tersebut muncul karena adanya perbedaan sifat material yang ada pada spesimen di software dengan spesimen asli dan karena kesalahan penguji pada saat pengujian.