PENGARUH JUMLAH LAPISAN ANYAMAN TWILL SERAT BAMBU DAN RESIN EPOKSI TERHADAP KEKUATAN TARIK DAN KETANGGUHAN IMPACT KOMPOSIT UNTUK APLIKASI RANGKA SEPEDA LISTRIK

Abstract

ABSTRAK

Pengembangan material komposit berkelanjutan telah menarik perhatian signifikan sebagai alternatif terhadap komposit berbasis serat sintetis konvensional. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh jumlah lapisan anyaman twill serat bambu terhadap sifat tarik dan impact komposit berbasis epoksi untuk aplikasi struktur ringan. Serat bambu dipilih karena sifatnya yang terbarukan, densitas rendah, serta memiliki sifat mekanik yang kompetitif. Komposit difabrikasi menggunakan metode hand lay-up dengan variasi konfigurasi anyaman twill 1 lapis dan 2 lapis. Karakterisasi mekanik dilakukan melalui pengujian tarik (ASTM D3039) dan pengujian impact (ASTM D256). Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan jumlah lapisan secara signifikan meningkatkan performa mekanik komposit. Kekuatan tarik meningkat dari 33,03 MPa (1 lapis) menjadi 53,86 MPa (2 lapis), sedangkan tegangan luluh meningkat dari 24,54 MPa menjadi 48,23 MPa. Selain itu, energi serap impact meningkat dari 0,9 J menjadi 1,29 J, dan kekuatan impact meningkat dari 0,0013 J/mm² menjadi 0,0019 J/mm². Peningkatan ini disebabkan oleh mekanisme transfer beban yang lebih efektif, peningkatan fraksi volume serat, serta mekanisme disipasi energi yang lebih kompleks seperti fiber pull-out, retak matriks (matrix cracking), dan delaminasi. Secara keseluruhan, komposit anyaman twill serat bambu dengan 2 lapisan menunjukkan keseimbangan paling optimal antara kekuatan dan ketangguhan. Penelitian ini menegaskan potensi komposit serat bambu sebagai material berkelanjutan untuk aplikasi struktur ringan yang membutuhkan kombinasi kekuatan tinggi dan ketahanan terhadap beban impact.

Kata kunci: serat bambu, anyaman twill, komposit, kekuatan tarik, kekuatan impact, material berkelanjutan.

ABSTRACT

The development of sustainable composite materials has attracted significant attention as an alternative to conventional synthetic fiber composites. This study investigates the effect of the number of bamboo fiber twill weave layers on the tensile and impact properties of epoxy-based composites for lightweight structural applications. Bamboo fibers were selected due to their renewable nature, low density, and competitive mechanical properties. The composites were fabricated using the hand lay-up method with variations of 1-layer and 2-layer twill configurations. Mechanical characterization was carried out through tensile testing (ASTM D3039) and impact testing (ASTM D256). The results indicate that increasing the number of layers significantly enhances the mechanical performance of the composites. The tensile strength increased from 33.03 MPa (1 layer) to 53.86 MPa (2 layers), while the yield strength improved from 24.54 MPa to 48.23 MPa. Similarly, the impact energy absorption increased from 0.9 J to 1.29 J, and the impact strength rose from 0.0013 J/mm² to 0.0019 J/mm². These improvements are attributed to enhanced load transfer, increased fiber volume fraction, and more effective energy dissipation mechanisms such as fiber pull-out, matrix cracking, and delamination. Overall, the 2-layer bamboo twill composite exhibited the most optimal balance between strength and toughness. This study highlights the potential of bamboo fiber composites as a sustainable material for lightweight structural applications requiring both high strength and impact resistance.

Keyword : bamboo fiber, twill weave, composite, tensile strength, impact strength, sustainable materials.