Analisis Pengaruh Persentase Besi, Ferronikel, Dan Stainless Steel 304L Terhadap Kekuatan Tekan Dan Sifat Rheologi Feedstock Berbahan Komposit Pa6/Logam

Lakaseru, Johakim De Brito Dwiki (2022) Analisis Pengaruh Persentase Besi, Ferronikel, Dan Stainless Steel 304L Terhadap Kekuatan Tekan Dan Sifat Rheologi Feedstock Berbahan Komposit Pa6/Logam. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02511840000048-Undergraduate_Thesis.pdf Download (4MB)

Abstract

Agar dapat digunakan sebagai material proyektil frangible, material feedstock perlu memiliki kekuatan tekan tertentu. Selain itu, agar dapat digunakan pada injection molding,
feedstock perlu memiliki sifat rheologi yang sesuai. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh persentase serbuk dan jenis serbuk terhadap sifat rheologi dan kekuatan tekan dari feedstock berbahan komposit PA6/Logam. Persentase sebuk logam yang digunakan pada penelitian ini adalah sebesar 85, 90, dan 92 wt%. Adapun jenis serbuk logam yang digunakan pada feedstock adalah besi (Fe), ferronikel (FeNi), dan stainless steel 304L. Feedstock dibuat dengan mencampurkan serbuk logam dan serbuk PA6 pada temperatur 260oC menggunakan barrel dan bor tangan selama 3 menit.. Namun, pada feedstock PA6/Fe hanya feedstock PA6/85Fe saja yang dapat diekstrusi karena morfologi serbuk Fe yang berbentuk flake. Feedstock kemudian diekstrusi untuk menghasilkan filament komposit PA6/Logam yang kemudian dipotong untuk menghasilkan feedstock. Feedstock hasil ekstrusi ini kemudian dikarakterisasi dengan metode scanning electron (SEM) untuk menganalisis morfologi permukaan feedstock, pengujian tekan untuk mengkarakterisasi kekuatan tekan, dan Differential Scanning Calorimetry serta Thermogravimetric Analysis (TGA) untuk mengkarakterisasi sifat thermal feedstock PA6/Logam. Sifat rheologi feedstock diestimasi menggunakan persamaan berdasarkan literatur. Hasil pengyujian SEM menunjukkan adanya aglomerasi dan void pada sebagian feedstock pada variasi yang berbeda. Hasil pengujian tekan menunjukkan bahwa kekuatan tekan akan berbanding lurus dengan persentase serbuk pada feeedstock PA6/FeNi. Adapun nilai kekuatan tekan feedstock PA6/FeNi sebesar 121,5; 143,56; dan 150,95 MPa berturut – turut untuk feedstock PA6/FeNi dengan persentase serbuk 85, 90, dan 92 wt%. Pada feedstock PA6/SS304L diperoleh kekuatan tekan 126,0967; 128,57; dan 134,783 MPa berturut – turut untuk feedstock dengan persentase serbuk 85, 90, dan 92 wt%.Pada feedstock dengan persentase serbuk 85 wt% kekuatan tekan tertinggi diperoleh pada feedstock PA6/Fe85 sebesar 144,505 MPa. Adapun berdasarkan perhitungan estimasi viskositas feedstock, viskositas berbanding lurus dengan fraksi volume serbuk pada feedstock PA6/Logam. Viskositas terendah diperoleh pada feedstock PA6/FeNi85 yakni sebesar 121,5 Pa.s dan viskositas tertinggi diperoleh pada feedstock PA6/Fe92 yakni sebesar 23.804,402 Pa.s. Viskositas berbanding lurus dengan persentase serbuk karena serbuk menghambat pergerakan molekul polimer sehingga meningkatkan viskositas feedstock. Kesimpulan yang diperoleh dari penelitian ini adalah kekuatan tekan berbanding lurus dengan persesntase serbuk pada feedstock. Selain itu, sifat rheologi feedstock berbanding terbalik dengan persentase serbuk logam dan berbanding terbalik dengan densitas serbuk pada feedstock.
==================================================================================================================================
Feedstock material needs to have a certain amount of compressive strength to be used as material for the frangible projectile. Besides, the feedstock is also required to possess suitable rheology properties. This research aims to analyze powder percentage and material's influence on the rheological property and compressive strength of PA6/Metal composite feedstock. Iron, ferronickel, and stainless steel 304L are the types of powder used to make feedstock. The feedstock is made by mixing metal powder and polyamide 6 powder at 260oC using a heated barrel and hand drill for 3 minutes. Powder percentages used in this research are 85, 90, and 92 wt%. For PA6/Fe feedstock, only PA6/85Fe feedstock can be extruded due to the flaky morphology of iron powder. This mixing process produces PA6/Metal composite filament that will be cut to produce feedstock. These feedstocks are characterized by scanning electron microscopy (SEM) to analyze the surface morphology of feedstock, compressive test to characterize the compressive strength of feedstock, differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA) to characterize the thermal properties of feedstock. The rheological property of feedstock is estimated using equations based on the literature. SEM results show that there are powder agglomeration and void on several feedstocks. Compressive test results show that compressive strength is linear with powder percentage on PA6/FeNi feedstock. PA6/FeNi feedstock compressive strength is 121.5; 143.56; and 150.95 MPa consecutively for PA6/FeNi feedstock with 85, 90, and 92 wt% powder. Compressive strength of PA6/SS304L feedstocks are 126.0967; 128.57; and 134.783 MPa consecutively for 85, 90, and 92 wt% powder percentage. For feedstock with 85 wt% powder, the highest compressive strength is attained on PA6/85Fe feedstock with compressive strength of 144.505 MPa. Based on calculations of feedstock's viscosity, feedstock's viscosity is linear with the volume fraction of powder on PA6/Metal feedstock. The lowest viscosity is attained on PA6/FeNi85 with estimated viscosity of 352.850 Pa.s, and the highest viscosity is attained on PA6/Fe92 with estimated viscosity of 23804.402 Pa.s. Viscosity is linear with powder percentage because incorporation of powder in feedstock hinders polymer molecule's mobility, raising feedstock's viscosity. From this research, it can be concluded that compressive strength is linear with powder percentage. Besides, the rheological property is inversely proportional to powder percentage and powder density used in the feedstock.

Item Type:	Thesis (Other)
Additional Information:	RSMt 620.118 Lak a-1 2022
Uncontrolled Keywords:	Komposit, Feedstock, SS304L, Ferronikel, Fe, Poliamida 6, Composite, Feedstock, SS304L, Ferronickel, Fe, Polyamide 6
Subjects:	T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA418.9 Composite materials. Laminated materials.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Material & Metallurgical Engineering > 28201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Mr. Marsudiyana -
Date Deposited:	16 Dec 2024 04:23
Last Modified:	16 Dec 2024 04:23
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/115981

Actions (login required)

View Item