BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Teknologi ramah lingkungan semakin serius dikembangkan oleh negaranegara di dunia saat ini. Hal ini menjadikan suatu tantangan yang terus diteliti oleh pakar-pakar untuk dapat mendukung kemajuan teknologi terutama kendaraan bermotor. Tuntutan teknologi ini disesuaikan pula dengan kebutuhan dan keadaan alam yang mendukung untuk pemanfaatannya secara langsung. Teknologi juga harus memperhatikan faktor keselamatan bagi pemakainya. Keselamatan merupakan salah satu faktor yang harus diperhatikan para produsen kendaraan bermotor. Sistem pengereman menjadi bagian penting yang tidak boleh dikesampingkan. Sistem pengereman yang baik harus dapat menunjang daya dan kecepatan pada kendaraan. Kampas rem merupakan komponen utama dari sistem pengereman. Kampas rem merupakan salah satu bentuk teknologi komposit yang dikembangkan pada kendaraan bermotor. Kampas rem terbuat dari bahan asbestos maupun yang terbuat dari non-asbestos. Sebelum tahun 1870, sistem rem pada kendaraan masih menggunakan bahan yang sama seperti pada bahan rodanya, yaitu kayu. Setelah 1870 bahan roda mengalami perkembangan yaitu beralih ke bahan besi, sehingga sistem rem yang digunakan berasal dari bahan besi, akan tetapi sistem rem ini tidak pakem, oleh karena itu perkembangan harus dilakukan agar keselamatan dari pengendara tetap terjaga (Pratama, 2011). Untuk menyiasati masalah tersebut, maka mulailah dikembangkan bahan material komposit untuk kampas rem. Material komposit memiliki beberapa keuntungan yaitu ringan, kuat, tidak terpengaruh korosi dan mampu bersaing dengan logam, tidak kehilangan karakteristik dan kekuatan mekanisnya. Sekitar tahun 1908, bahan asbestos mulai digunakan yang merupakan paduan kuningan dan serat metal yang disatukan menggunakan binder (bahan pengikat) namun belum dicetak. Hingga pada tahun 1920 kampas rem mulai dicetak dengan serat metal dengan ukuran yang lebih pendek, logam kuningan yang lebih halus serta 1
2 tambahan bahan organik. Bahan kampas rem asbestos juga mempunyai beberapa kekurangan seperti kurang tahan terhadap tekanan, hanya tahan panas maksimal 200 o celcius, dan jika pada keadaan basah cenderung bersifat licin. Bahan kampas rem asbestos sangat membahayakan kesehatan, dikarenakan dapat mengganggu saluran pernafasan dan banyak negara-negara maju telah menghentikan produksi bahan gesek asbes, karena bahan asbes dapat menyebabkan penyakit kanker paruparu (Sutikno, 2008) Pada jaman sekarang produksi kampas rem mulai dikembangkan ke model kampas rem non-asbestos. Kampas rem model ini menggunakan serat alam sebagai bahan serat pada kompositnya. Keunggulan dari kampas rem nonasbestos adalah lebih ramah lingkungan, karena tidak memberikan efek buruk pada kesehatan manusia. Selain ramah lingkungan, kampas rem non-asbestos juga memiliki kelebihan lain seperti memiliki sifat friksi yang baik dibandingkan kampas rem asbestos. Untuk memperkaya jenis-jenis bahan serat pada komposit kampas rem non-asbestos, maka mulai digunakan bahan serat yang berasal dari bahan yang dapat diperbaharui/hayati. Bahan serat termasuk pada bahan friksi yang mana akan habis jika terus menerus tergesek oleh piringan cakram atau bisa dikatakan sebagai bahan habis pakai. Jika selalu menggunakan bahan yang berbasis tambang yang bukanlah termasuk bahan yang tidak terbaharui maka akan terjadi krisis bahan sumber daya alam. Indonesia adalah negara dengan garis pantai yang panjang dan memiliki iklim tropis. Kondisi tersebut sangat mendukung keberlangsungan hidup berabagai tanaman yang ada. Pohon kelapa merupakan tanaman yang sangat melimpah di alam Indonesia. Pohon kelapa lebih dimanfaatkan buahnya untuk bahan memasak, membuat minuman, diambil minyaknya, membuat roti dan lainlain. Bagian buah kelapa belum maksimal pemanfaatannya sehingga banyak bagian yang dibuang. Selain buah kelapa tersebut juga dihasilkan atau didapat bahan-bahan lain yang tersisakan seperti sabut, tempurung, air, ampas daging, batang, daun dan akar kelapanya. Limbah ini semakin hari semakin banyak jumlahnya dengan minimnya pemanfaatan dari limbah tersebut. Seiring kemajuan
3 ilmu pengetahuan yang kian pesat, limbah kelapa ini dapat juga dimaksimalkan pengolahannya dan diambil manfaatnya untuk keperluan kehidupan manusia mulai dari akar hingga daunnya. Salah satu limbah yang tersisakan dari produksi pengolahan kelapa adalah tempurung kelapa. Tempurung kelapa merupakan bahan yang sangat potensial untuk digunakan sebagai bahan serat. Tempurung kelapa memiliki sifatsifat modulus dan kekuatan yang tinggi. Dalam hal ini khususnya tempurung kelapa dapat dimanfaatkan sebagai filler atau sebagai serat penguat bahan friksi pada komposit kampas rem non-asbestos. Secara umum zat penyusun di dalam bahan friksi terdapat bahan serat, bahan pengisi dan bahan pengikat. Bahan pengikat terdiri dari berbagai jenis resin diantaranya phenolic, epoxy, silicone, dan rubber. Resin tersebut berfungsi untuk mengikat berbagai zat penyusun di dalam bahan friksi. Bahan pengikat dapat membentuk sebuah matriks pada suhu yang relatif stabil (Desi Kiswiranti, 2007). Hanung Fredianto (2015) pada penelitiannya yang berjudul KAJI EKSPERIMENTAL PERFORMANSI PENGEREMAN KAMPAS REM KOMPOSIT SERBUK TEMPURUNG KELAPA SEBAGAI SUPLEMEN MATERI KAJIAN MATA KULIAH KOMPOSIT DI PRODI PTM JPTK FKIP UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA menyimpulkan bahwa komposisi kampas rem komposit serbuk tempurung kelapa yang paling optimal dibandingkan dengan kampas rem Indoparts dengan nilai koefisien gesek sebesar 0,378 yaitu pada komposisi 2 dengan komposisi 30% serbuk tempurung kelapa, 30% serbuk aluminium, dan 40% resi epoksi. Pada komposisi tersebut didapatkan koefisien gesek sebesar 0,489. Kampas rem yang diteliti adalah kampas rem sepeda motor. Mengacu pada penelitian tersebut diperlukan penelitian lanjutan umtuk mengetahui koefisien gesek kampas rem yang diaplikasikan untuk mobil. Pengujian menggunakan mesin Prony Brake dan kampas rem pembandingnya adalah kampas rem merk nissin. Penelitian dimulai dengan membuat formula yang telah dihasilkan dari penelitan Hanung Fredianto (2015). Setelah itu dilakukan proses pencampuran bahan-bahan sampai pembuatan kampas rem. Melalui proses penekanan dan
4 pemanasan pada saat pencetakan (sintering) akan dihasilkan kekuatan dan kekerasan kampas rem. Setelah pengujian dilakukan maka akan didapat hasil yang diharapkan dapat digunakan sebagai acuan bahan alternatif kampas rem yang beredar di pasaran. Adapun penelitian ini dianggap perlu dilakukan untuk mencari bahan kampas rem yang bukan hanya unggul dalam sifat-sifat mekanik tetapi juga optimal dalam aplikasinya serta memanfaatkan material limbah alam dalam jumlah yang cukup besar. Selain itu juga untuk mengetahui komposisi bahan penyusun yang digunakan. Hal inilah yang menjadi latar belakang penelitian ini dilakukan, dengan mengambil judul penelitian: KAJI EKSPERIMENTAL PERFORMANSI PENGEREMAN KAMPAS REM NON-ASBESTOS BERBAHAN SERBUK TEMPURUNG KELAPA SEBAGAI BAHAN ALTERNATIF KAMPAS REM MOBIL B. Identifikasi Masalah Berdasarkan uraian latar belakang diatas, maka penulis mengadakan identifikasi masalah guna menghindari terjadinya ketidakakuratan dalam penelitian yang dilakukan ini. Identifikasi terhadap permasalahan tersebut antara lain : 1. Sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui terbatas dan harganya relatif mahal. 2. Tuntutan akan kemajuan teknologi otomotif yang memerlukan sistem pengereman yang baik untuk keamanan dan kenyamanan pengendara. 3. Kampas asbestos memiliki dampak negatif dan tidak ramah lingkungan. 4. Dibutuhkan inovasi dalam pembuatan kampas rem non-asbestos dari bahan yang ramah lingkungan dan mudah di dapat. 5. Pemanfaatan limbah bonggol jagung yang kurang optimal, sehingga perlu dikembangkan terutama untuk material komposit. 6. Perlunya penelitian lanjutan tentang pengujian koefisien gesek kampas rem berbahan serbuk tempurung kelapa yang diaplikasikan untuk rem mobil.
7. Mengetahui pengaruh antara variasi komposisi kampas rem dengan bahan friksi serbuk tempurung kelapa terhadap koefisien gesek kampas rem. 5 C. Pembatasan Masalah Pembatasan masalah diperlukan guna mencegah penelitian yang dilakukan ini meluas dari pembahasan dan untuk memberikan hasil yang sesuai dengan tujuan penelitian, maka akan dilakukan pembatasan masalah tersebut antara lain : 1. Pembuatan kampas rem mobil dengan memanfaatkan limbah tempurung kelapa. 2. Memvariasikan komposisi bahan komposit kampas rem yang memanfaatkan limbah tempurung kelapa. 3. Uji performansi pengereman kampas rem serbuk tempurung kelapa dan kampas rem merk nissin menggunakan mesin Prony Brake. 4. Membandingkan hasil perhitungan rumus koefisien gesek antara kampas rem serbuk tempurung kelapa dengan kampas rem merk nissin. D. Perumusan Masalah Berdasarkan identifikasi dan pembatasan masalah yang telah diuraikan diatas, maka dapat dirumuskan masalah yaitu diantaranya : 1. Adakah pengaruh variasi komposisi bahan kampas rem mobil nonasbestos berbahan serbuk tempurung kelapa terhadap performansi pengereman yang dihasilkan? 2. Manakah variasi komposisi bahan kampas rem mobil non-asbestos berbahan serbuk tempurung kelapa paling ideal yang mendekati performansi pengereman kampas rem mobil merk nissin? E. Tujuan Penelitian Setelah ditentukan perumusan masalah pada penelitian ini, penulis juga menentukan tujuan dalam penelitianini, diantaranya yaitu :
6 1. Mengetahui pengaruh variasi komposisi bahan kampas rem mobil nonasbestos berbahan serbuk tempurung kelapa terhadap performansi pengereman yang dihasilkan. 2. Mengetahui variasi komposisi campuran bahan kampas rem mobil nonasbestos berbahan serbuk tempurung kelapa yang paling ideal yang mendekati performansi pengereman kampas rem mobil nissin. F. Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut : 1. Manfaat Teoritis a. Menambah pengetahuan, wawasan dan pengalaman tentang penelitian material komposit khususnya pada material kampas rem mobil yang dapat diterapkan di dunia otomotif. b. Sebagai pedoman, pertimbangan dan pengembangan pada penelitian sejenis untuk masa yang akan datang. c. Sebagai bahan pustaka di lingkungan Universitas Sebelas Maret Surakarta khususnya di Program Studi Pendidikan Teknik Mesin 2. Manfaat Praktis a. Memberikan alternatif dalam pemanfaatan limbah tempurung kelapa, yang dapat dijadikan filler komposit kampas rem mobil. b. Memberikan alternatif mengenai bahan kampas rem mobil non-asbestos yang relatif lebih aman dari pada penggunaan kampas rem mobil berbahan asbestos. c. Memberikan informasi cara pembuatan kampas rem mobil dengan bahan dasar serbuk tempurung kelapa dan serbuk aluminium bermatriks resin epoksi.