Analisis Kekuatan Bending dan Kekuatan Tarik Komposit Sandwich dengan Core PLA pada Proses 3D Printing

Abstract

Penelitian ini membahas karakteristik mekanik komposit sandwich yang menggunakan core PLA hasil 3D printing dan skin fiberglass, dengan fokus pada pengaruh variasi persentase infill core (50% dan 90%) serta jumlah lapisan fiberglass (1 lapis dan 3 lapis) terhadap kekuatan bending dan tarik. Komposit sandwich merupakan salah satu jenis komposit struktur yang bagus untuk dikembangkan. Komposit sandwich merupakan komposit yang tersusun dari 3 lapisan yang terdiri dari flat komposit sebagai kulit permukaan (skin) serta meterial inti (core) di bagian tengahnya (berada diantaranya). Komposit sandwich dibuat untuk mendapatkan struktur yang ringan tetapi mempunyai kekakuan dan kekuatan yang tinggi. 3D printing adalah sebuah printing yang menampilkan data dalam bentuk cetakan, namun berbeda dengan printing biasanya yang mencetak data dalam sebuah kertas ataupun lembaran lainnya. Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimental dengan

proses pembuatan spesimen menggunakan 3D printing untuk core dan hand lay- up untuk skin fiberglass. Pengujian mekanik meliputi uji bending (three point

bending ASTM C393) dan uji tarik (ASTM D638). Setiap variasi spesimen diuji dengan beberapa replikasi untuk memperoleh data yang representatif. Hasil pengujian menunjukkan bahwa peningkatan persentase infill core dan jumlah lapisan fiberglass secara signifikan meningkatkan kekuatan mekanik komposit sandwich. Hasil uji bending menunjukkan bahwa spesimen dengan infill 90% dan 3 lapis fiberglass memiliki nilai tegangan bending tertinggi, sedangkan spesimen dengan infill 50% dan 1 lapis fiberglass memiliki nilai terendah. Hal ini disebabkan oleh struktur core yang lebih rapat pada infill tinggi sehingga mampu

x

menopang skin dengan lebih baik dan mendistribusikan beban lentur secara merata. Hasil uji tarik juga menunjukkan tren yang serupa, di mana spesimen dengan infill 90% dan 3 lapis fiberglass menghasilkan nilai tensile strength dan regangan tertinggi. Penambahan lapisan fiberglass meningkatkan kemampuan material dalam menahan gaya tarik sekaligus memperbesar kemampuan deformasi sebelum patah. Secara keseluruhan, penelitian ini menyimpulkan bahwa kombinasi infill 90% dan 3 lapis fiberglass merupakan konfigurasi terbaik dalam menghasilkan komposit sandwich dengan kekuatan bending dan tarik tertinggi. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi referensi dalam pengembangan komposit sandwich berbasis 3D printing untuk aplikasi struktur ringan yang memerlukan rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi.