PENDAHULUAN Simulasi Kegagalan Bemper Mobil Berbahan Komposit Diperkuat Serat Alam artikel

SIMULASI KEGAGALAN BEMPER MOBIL BERBAHAN KOMPOSIT DIPERKUAT SERAT ALAM Ellyawan Setyo Arbintarso 1 , Muslim 2 Fajar Muttaqin 2 1 FTI, IST AKPRIND email: ellyawanakprind.ac.id 2 FTI, IST AKPRIND Abstract Bumper car made of Natural Fiber Reinforced Composite NFRC is very possible to be produced with the advantage of easy to get, and cheap. Simulations have been conducted and showed an increased impact speed in line with increased displacement, strain and stress that occur on the surface of the bumper. The bumper can withstand collisions at a rate of less than 70 kmh. Keywords: Bemper, Static Test, Drop Test, NFRC

1. PENDAHULUAN

Sejalan dengan gencarnya penggunaan green technology, penelitian sifat-sifat mekanis terhadap komposit berpenguat serat alam kembali menjadi fokus para peneliti dan pengembang bahan alternatif. Pada umumnya komposit diperkuat dengan fiberglassserat kaca, yang relatif mahal dan berbahaya bagi lingkungan. Ada sejumlah keuntungan menggunakan serat alam ini, di antaranya adalah: a serat alami akan membuat sebagian materi menjadi biodegradable mampu diuraikan oleh bakterimikro organisme; b serat alami, salah satunya serat nanas mempunyai biaya produksi yang rendah, massa jenis rendah dan konsumsi energi yang rendah. Menurut Mokhtar, dkk. 2007 di tengah ilmu material yang terus berkembang pesat, serat alami tampaknya menjadi bahan luar biasa yang bisa digunakan sebagai pengganti yang layak dari serat sintetis serta jumlahnya berlimpah dan murah. Komposit diperkuat serat alam mempunyai kekuatan tarik spesifik 250-650 MPa dan mencapai 2850 MPa untuk serat karbon Westman dkk. 2010. Namun serat alam mempunyai keunggulan terutama harga lebih murah, lebih ringan dan lebih ramah lingkungan Joshi dkk. 2004. Komposit yang diperkuat serat alam membentuk kelas baru pada ilmu bahan yang memiliki potensi yang baik di masa depan sebagai pengganti bahan berbasis kayu di berbagai macam aplikasi. Namun, ketahanan dalam penyerapan air yang kurang baik membuat penggunaan komposit yang diperkuat serat alami kurang menarik. Industri otomotif, penerbangan, dan konstruksi merupakan segmen konsumen terbesar dari komposit serat alam. Serat seperti hemp, flax, dan kenaf merupakan jenis serat pilihan yang digunakan pada industri otomotif sedangkan komposit dari kayu banyak digunakan pada bidang konstruksi. Bemper mobil pada umumnya terbuat dari logam ringan seperti paduan aluminium atau baja plat tipis, seiring perkembangan teknologi selanjutnya terbuat dari komposit berpenguat serat pada umumnya serat sintetis. Namun, dalam beberapa tahun terakhir harga bahan aluminium dan plastik terus meningkat untuk itulah perlu adanya bahan pengganti yang mempunyai kelebihan dari bahan sebelumnya dan mempunyai harga yang lebih murah. Serat alami dipilih karena mempuyai kelebihan dengan harga yang lebih murah dan biodegradable. Tetapi apakah bemper mobil yang terbuat dari bahan serat alami sudah memenuhi syarat? Komposit diperkuat serat alam selain mempunyai keunggulan murah, ringan dan ramah lingkungan juga mempunyai kelemahan dimana kekuatan tarik spesifik dan beratnya tergantung dari jenis serat, jenis anyaman, dan proses penyiapan serat alam tersebut. Arbintarso 2015 mengemukakan serat daun nanas mempunyai sifat-sifat mekanis tertinggi dibanding dengan serat serabut kelapa dan serat rosela. Untuk itu dipilih serat daun nanas sebagai serat penguat komposit yang digunakan sebagai bemper mobil. Untuk itu perlu dilakukan suatu simulasi kegagalan bemper mobil berbahan komposit diperkuat serat alam. Serat alam yang digunakan meliputi serat daun nanas Ananas Comosus L, dan resin yang digunakan jenis phenol formaldehida. Adapun dimensi bumper mobil yang akan didesain adalah, panjang 169.4 cm, lebar 10 cm, dan tinggi 16.4 cm. Penelitian terbatas pada simulasi static test dan drop test pada desain bemper mobil terbuat dari bahan komposit berpenguat serat daun nanas dengan menggunakan software Solidworks 2014. Untuk mengetahui kemampuan maksimal dari bemper mobil yang menggunakan bahan komposit serat alam dengan melalui proses simulasi stress analysis dengan software Solidworks 2014 dan juga untuk mengetahui pendistribusian beban yang terjadi pada bemper mobil serta memprediksi letak critical point pada desain bemper tersebut. Mengembangkan alternatif bahan yang ringan, murah dan ramah lingkungan pada umumnya dan pengembangan penggunaan serat alam serat daun nanas untuk keperluan otomotif pada khususnya.

2. KAJIAN LITERATUR DAN