BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah Adanya perkembangan jaman dan ilmu pengetahuan saat ini serta kondisi semakin terbatasnya bahan tambang khususnya logam juga mengakibatkan harga bahan tersebut semakin membumbung tinggi. Oleh karena itu manusia dituntut mengadakan penelitian-penelitian guna memperoleh bahan pengganti yang lebih ramah lingkungan serta dapat diperbaharui. Banyak produsen otomotif yang berinovasi agar performansi komponen yang dihasilkan berkualitas tinggi. Dalam keamanan berkendara membutuhkan sistem pengereman yang optimal. Sistem pengereman yang baik harus dapat menjaga kestabilan laju kendaraan. Hal terpenting dari sistem pengereman adalah adanya kampas rem. Kampas rem merupakan media yang berfungsi untuk memperlambat maupun menghentikan laju kendaraan. Pada saat kendaraan berkecepatan tinggi fungsi kampas rem memiliki beban mencapai 90% dari komponen lainnya. Kampas rem memiliki peranan yang sangat penting. Oleh karena itu dibutuhkan kampas rem dengan kemampuan yang baik dan efisien agar didapatkan daya pengereman yang optimal. Pada komponen kampas rem mengandung zat penyusun didalam bahan friksi terdiri dari serat, bahan pengisi dan bahan pengikat. Serat berfungsi untuk meningkatkan koefisien gesek dan kekuatan mekanik bahan. Serat terdiri dari serat buatan dan alami. Serat buatan misalnya serat nilon dan serat gelas. Serat alami yang sering dipakai sebagai penguat yaitu serat tumbuhan kelapa, bambu, rami, dan jut. Bahan pengisi berupa mineral tambang dan bersifat fire retardant sehingga tahan terhadap panas atau memiliki koefisien perpindahan panas yang lebih kecil. Seperti Cu, Cu-Zn, Al, Zn. Bahan pengisi terdiri dari bahan pengisi organik dan an- 1
2 organik. Bahan pengisi organik misalnya C.N.S.L (Cashew Nut Shell Liquid), dust dan remah karet. Bahan pengisi organik misalnya BaSO, Cu-Zn, Al, Zn. Untuk memodifikasi tingkat gesek dan membersihkan permukaan rotor ditambahkan bahan abrasif seperti Al2O3, MgO, Fe3O, SiC dan kianit/ Al3SiO4. Abrasif ini juga untuk menstabilkan koefisien gesek. Bahan pengikat dapat membentuk sebuah matriks pada suhu yang relatif stabil. Bahan pengikat terdiri dari berbagai jenis resin diantaranya phenolic, epoxy, polyester dan rubber. Resin tersebut berfungsi untuk mengikat berbagai zat penyusun didalam bahan friksi (Desi Kiswiranti, 2007). Banyak kampas rem yang terbuat dari bahan asbestos. Kampas rem berbahan asbestos harganya murah dan hanya terbuat dari satu bahan fiber saja yaitu asbes. Di pasaran ada juga kampas rem yang berbahan non asbestos. Tetapi kampas rem berbahan non asbestos ini memiliki harga yang lebih mahal dibandingkan dengan kampas rem berbahan asbes. Hal itu dikarenakan kampas rem berbahan non asbestos ini terbuat dari beberapa jenis fiber, antara lain Kevlar, steel fiber, rock wool, cellulose, dan carbon fiber. Komposit yang digunakan adalah serat alam yang dapat diperbaharui. Serat ijuk dipilih karena memiliki sifat yang renewable atau terbarukan. Serat ijuk berasal dari pohon aren dengan nama latin Arenga Pinnata Merr, yang telah diambil seratnya dan melalui proses pengeringan. Selain itu juga memiliki sifat mekanis yang termasuk dalam kriteria sebagai bahan tambahan filler dari komposit kampas rem. Serat ijuk memiliki kekuatan terhadap gesekan, tahan terhadap asam dan garam air laut. Berdasarkan pemaparan tersebut penelitian bertujuan melanjutkan penelitian diatas dengan pengujian aplikatif menggunakan mesin uji prony brake. Peneliti menguji performansi pengereman kampas rem secara langsung. Prony Brake merupakan salah satu alat uji torsi daya dimana prinsip kerjanya adalah dengan melawan torsi yang dihasilkan dengan satu gaya pengereman. Besarnya gaya pengereman diukur dengan menambahkan suatu lengan ayun, kemudian gaya pada ujung lengan ayun diukur dengan timbangan (massa). Besarnya torsi didapat
3 dari mengalikan gaya pengreman denga panjang lengan ayun. Uji performansi pengereman menggunakan prinsip rumus Prony Brake dengan menghitung koefisien gesek kampas rem (µ). Peneliti mengadakan penelitian tentang pengujian aplikatif lanjutan dari pembuatan kampas rem serat ijuk serta kelayakan dengan kampas rem merk Nissin. Pengujian kelayakan menggunakan mesin uji Prony Brake dengan membandingkan performansi pengereman yang dihasilkan. Penelitian dimulai dengan membuat formula terbaik yang telah dihasilkan dari penelitan Arif Kurniawan (2015). Setelah itu dilakukan proses pencampuran bahan-bahan sampai proses. Melalui proses penekanan sekaligus pemanasan pada saat pencetakan (sintering) akan dihasilkan kekuatan, kekerasan serta pembandingan hasil daya pengereman dengan kampas rem Nissin. Setelah pengujian dilakukan maka akan didapat hasil yang diharapkan dapat digunakan sebagai acuan bahan alternatif kampas rem yang beredar di pasaran. Maka dari pedoman diatas akan dilanjutkan penelitina mengenai Kaji Eksperimental Performansi Pengereman Kampas Rem Serat Ijuk Sebagai Bahan Alternatif Kampas Rem Mobil. B. Identifikasi masalah Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan diatas maka ditemukan beberapa permasalahan. Sehingga diperlukan identifikasi permasalahan sebagai berikut: 1. Terbatasnya sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui dan harganya relatif mahal. 2. Dibutuhkan salah satu komponen pengereman berupa kampas rem yang baik untuk keamanan dan kenyamanan berkendara. 3. Kampas rem berbahan asbestos tidak ramah lingkungan serta berbahaya bagi kesehatan, oleh karena itu perlu inovasi bahan non-asbestos dari serat alam. 4. Salah satu spesimen kampas rem non-asbestos memiliki komposisi komposit berupa serat ijuk, kuningan (Cu-Zn), magnesium oksida (MgO), dan resin polyester.
4 5. Perlunya penelitian kampas rem lebih lanjut tentang serat ijuk sebagai bahan alternatif kampas rem non-asbestos. 6. Perlunya penilitian terhadap koefisien gesek pada pengujian perfomansi pengereman kampas rem serat ijuk agar dapat diketahui seberapa optimal jika dibandingkan dengan merk pasaran. C. Pembatasan Masalah Agar penelitian yang akan dilakukan tidak terlalu menyimpang dan terlalu luas maka perlu adanya pembatasan masalah, antara lain: 1. Variasi komposisi komposit kampas rem berbahan serat ijuk, kuningan (Cu- Zn), magnesium oksida (MgO), dan resin polyester. 2. Uji perfomansi pengereman kampas rem serat ijuk dan kampas rem merk Nissin menggunakan mesin Prony Brake. 3. Membandingkan hasil perhitungan rumus koefisien gesek antara kampas rem serat ijuk dengan kampas rem merk Nissin. D. Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang dan identifikasi masalah tersebut diatas, maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut: 1. Adakah pengaruh variansi komposisi komposit kampas rem berbahan serat ijuk, kuningan (Cu-Zn), magnesium oksida (MgO), resin polyester terhadap koefisien gesek pada pengujian perfomansi pengereman dengan mesin Prony Brake? 2. Manakah variansi komposisi komposit kampas rem berbahan serat ijuk, kuningan (Cu-Zn), magnesium oksida (MgO), dan resin polyester yang mempunyai koefisian gesek tertinggi jika dibandingkan dengan koefisien gesek kampas rem merk Nissin?
5 E. Tujuan Penelitian Tujuan dalam penelitian ini antara lain: 1. Mengetahui pengaruh variasi komposisi komposit serat ijuk kuningan (Cu-Zn), magnesium oksida (MgO), dan resin polyester terhadap koefisien gesek pada pengujian perfomansi pengereman dengan mesin Prony Brake. 2. Menyelidiki variasi komposisi komposit serat ijuk kuningan (Cu-Zn), magnesium oksida (MgO), dan resin polyester yang mempunyai koefisien gesek tertinggi jika dibandingkan dengan koefisien gesek kampas rem merk Nissin. F. Manfaat Penelitian Manfaat yang kita peroleh dari penelitian ini: 1. Manfaat Teoritis a. Menambah wawasan dan pengetahuan tentang cara pengujian kampas rem menggunakan mesin Prony Brake. b. Dapat menjadikan acuan bagi penelitian-penelitian berikutnya terutama dalam penelitian komposit kampas rem. 2. Manfaat Praktis a. Memberikan alternatif mengenai pemanfaatan serat ijuk yang dapat dijadikan sebagai filler komposit pembuatan kampas rem. b. Memberikan alternatif mengenai bahan kampas rem non-asbestos yang aman untuk digunakan dan mengetahui bahaya yang ditimbulkan dari pemakaian kampas rem asbestos.