BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Komposit merupakan suatu struktur material yang merupakan perpaduan antara dua konstituen atau lebih yang dikombinasikan secara makroskopis (tidak homogen) dengan tujuan memperoleh suatu material baru dengan sifat yang merupakan perpaduan dari sifat konstituen penyusunnya (Callister, 2007). Salah satu bahan yang digunakan untuk bahan dasar komposit adalah serat alam. Serat alam merupakan bagian dari tumbuhan yang mudah ditemukan di alam. Karena sifatnya yang sangat ramah lingkungan, bahan dasar ini direkomendasikan sebagai bahan dasar komposit yang baik. Komposit berbahan dasar serat alam menjadi material yang menjanjikan di masa depan. Di samping sifat mekaniknya yang mampu bersaing dengan serat sintetis, juga serat alam sangat mudah diperoleh. Salah satu serat alam yang dapat digunakan adalah rami. Selama ribuan tahun, sampai 1883, rami adalah tanaman pertanian terbesar di dunia, yang sebagian besar serat, kain, sabun, minyak lampu, kertas, dupa, dan obat-obatan yang diproduksi. Selain itu, rami adalah sumber utama minyak dan protein makanan pokok bagi manusia dan hewan. Rami dapat tumbuh di hampir semua kondisi iklim atau tanah karena memiliki sifat-sifat mekanik yang sangat baik, dan tumbuh sangat cepat, menghasilkan hingga 4 tanaman setahun. Oleh karena itu rami bisa menjadi serat alam sebagai bahan dasar komposit. Pada penelitian ini akan digunakan partikel silika sebagai filler dalam matriks epoxy. Silika merupakan senyawa logam oksida yang banyak terdapat di alam, namun keberadaannya di alam tidak dalam kondisi bebas melainkan terikat dengan senyawa lain baik secara fisik maupun secara kimia. Penggunaan silika banyak dalam industri-industri, dikarenakan sifat 1
dan morfologinya yang unik, diantaranya: luas permukaan dan volume porinya yang besar, dan kemampuan untuk menyerap berbagai zat seperti air, oli dan bahan radioaktif. Pada umumnya silika bisa bersifat hidrofobik ataupun hidrofilik sesuai dengan struktur dan morfologinya. Pada penelitian ini diharapkan menghasilkan bahan komposit dengan ukuran dan bentuk serta jumlah komposisi serat yang optimal sebagai bahan dasar untuk memenuhi sifat mekanik yang lebih baik. Untuk mengetahui pengaruh komposisi serat pada komposit serat rami, dilakukan penelitian dengan memberikan perlakuan pengaruh komposisi serat terhadap komposit. Komposit yang digunakan dalam penelitian akan diteliti sifat mekaniknya melalui pengujian keausan dan kekerasan. Penelitian ini diharapkan dapat memberi pengaruh besar dalam penggunaan komposit serat rami pada aplikasi tertentu. Komposit saat ini sudah dimanfaatkan sebagai bahan dasar kampas rem, walaupun bahan dasarnya masih berupa serat non alam. Pada penelitian kali ini diharapkan bahan komposit yang dihasilkan dapat diaplikasikan dalam pembentukan produk-produk dengan kinerja yang lebih tinggi terutama produk kampas rem pada kendaraan bermotor dengan bahan dasar serat alam. 1.2 Rumusan Masalah Adapun permasalahan yang didapat dalam tugas akhir ini adalah mengetahui seberapa besar pengaruh jumlah komposisi serat pada sifat ketahanan aus dan kekerasan komposit serat rami. Dalam penelitian ini dilakukan upaya penguatan berupa penambahan partikel silika sebesar 0,3% dari berat matriks dan serat disusun secara kontinyu (aligned) dengan empat variasi komposisi serat. Sehingga permasalahan yang sesungguhnya dalam tugas akhir ini adalah seberapa besar pengaruh jumlah komposisi serat pada sifat ketahanan aus dan kekerasan komposit serat rami dan seberapa besar jumlah komposisi serat yang optimal untuk memberikan kondisi yang baik pada sifat mekanik komposit serat rami yang dapat digunakan sebagai bahan dasar pembuatan kampas rem sepeda motor. 2
1.3 Asumsi dan Batasan Masalah Untuk lebih memfokuskan penelitian ini maka diambil sejumlah asumsi dan batasan masalah sebagai berikut: 1. Sifat mekanik yang dimaksud dalam penelitian ini adalah ketahanan aus dan nilai kekerasan. 2. Penguat serat pada komposit serat rami ini menggunakan jenis serat kontinyu (aligned) dengan panjang mengikuti panjang spesimen dan tebal serat ±1mm. 3. Fraksi volume dibagi menjadi empat variasi ditentukan dengan variasi empat komposisi serat yang berbeda. 4. Silika yang ditambahkan sebagai penguat/filler berdasarkan pada penelitian sebelumnya yaitu, sebesar 0,3% dari berat matriks komposit. 5. Komposit yang ditinjau hanya yang dibuat dengan komposisi serat rami, silika, dan epoksi (tanpa tambahan lain seperti pada rem). 1.4 Tujuan Penelitian 1. Mengetahui pengaruh komposisi serat pada keausan dan kekerasan komposit serat rami-epoxy. 2. Mengetahui seberapa besar jumlah komposisi serat yang optimal untuk memberikan kondisi yang baik pada keausan dan kekerasan komposit serat rami sehingga dapat dijadikan sebagai bahan alternatif pembuatan kampas rem sepeda motor. 1.5 Manfaat Penelitian 1. Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah diketahuinya pengaruh komposisi serat terhadap sifat mekanik komposit serat rami dengan penambahan silika 0,3% berat epoksi. 2. Hasil analisa keausan dan kekerasan komposit serat rami ini dapat digunakan sebagai acuan dalam upaya perancangan atau desain suatu aplikasi komposit serat rami yang akan diaplikasikan sebagai bahan alternatif kampas rem. 3
1.6 Metode Penyusunan Tugas Akhir Dalam penyusunan tugas akhir ini ada 2 metode yang digunakan, antara lain yaitu: 1. Studi Pustaka Studi Pustaka dilakukan dalam tugas akhir ini bertujuan untuk mendapatkan referensi menenai karakteristik kampas rem. Studi pustaka tidak hanya dari buku-buku tetapi juga dari jurnal-jurnal dan websites dari internet yang terkait dengan karakteristik kampas rem. 2. Pengambilan Data Pengambilan data dilakukan di Laboratorium Bahan Teknik Jurusan Teknik Mesin dan Industri Universitas Gadjah Mada. Data yang diambil merupakan data hasil penelitian pengujian keausan dan kekerasan kampas rem buatan dengan kampas rem yang ada di pasaran sebagai pembanding. 1.7 Sistematika Penulisan Dalam tugas akhir ini pembahasan mengenai kampas rem berbahan dasar serat alam terhadap pengujian keausan dan kekerasan dibagi menjadi beberapa bab. Adapun sistematika penulisannya antara lain : BAB I. PENDAHULUAN Berisi tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, manfaat dan metode penyusunan tugas akhir. BAB II. TINJAUAN PUSTAKA Berisi tentang kampas rem, sistem pengereman, dan penelitianpenelitian yang telah dilakukan sebelumnya mengenai serat rami, silika, dan komposit kampas rem. BAB III. DASAR TEORI Berisi tentang dasar teori komposit, pengujian densitas, pengujian keausan, dan pengujian kekerasan. BAB IV. METODOLOGI PENELITIAN Berisi tentang berbagai prosedur dan langkah kerja serta peralatan dan bahan yang digunakan dalam melakukan penelitian. 4
BAB V. HASIL DAN PEMBAHASAN Berisi tentang pemaparan hasil dari perhitungan analisis data yang didapatkan dari penelitian dan pembahasan mengenai hasil perhitungan tersebut. BAB IV. PENUTUP Berisi tentang kesimpulan dari hasil pembahasan dan saran yang ditujukan baik untuk peningkatan ilmu pengetahuan maupun kalangan umum. 5