PEMANFAATAN SERBUK TONGKOL JAGUNG SEBAGAI ALTERNATIF BAHAN FRIKSI KAMPAS REM NON-ASBESTOS SEPEDA MOTOR

SEBAGAI ALTERNATIF BAHAN FRIKSI KAMPAS REM NON-ASBESTOS SEPEDA MOTOR SKRIPSI

Oleh : FUAD DWI FITRIANTO

K2508098

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA Desember 2012

Saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama

: Fuad Dwi Fitrianto

NIM

: K2508098

Jurusan/Program Studi : PTK/Pendidikan Teknik Mesin

menyatakan bahwa skripsi saya berjudul “PEMANFAATAN SERBUK

TONGKOL JAGUNG SEBAGAI ALTERNATIF BAHAN FRIKSI

KAMPAS REM NON-ASBESTOS SEPEDA MOTOR” ini benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri. Selain itu, sumber informasi yang dikutip dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka.

Apabila pada kemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan skripsi ini jiplakan, saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan saya.

Surakarta, Desember 2012 Yang membuat pernyataan,

Fuad Dwi Fitrianto

SEBAGAI ALTERNATIF BAHAN FRIKSI KAMPAS REM NON-ASBESTOS SEPEDA MOTOR

Oleh : FUAD DWI FITRIANTO K2508098

Skripsi Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA Desember 2012

Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Surakarta, Desember 2012

Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima untuk memenuhi salah satu persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan.

Hari

: Rabu Tanggal : 19 Desember 2012

Tim Penguji Skripsi

Nama Terang

Tanda Tangan

Ketua

: Drs. Ranto HS, M.T.

Sekretaris

: Danar Susilo Wijayanto, S.T., M.Eng

Anggota I

: Yuyun Estriyanto, ST., M.T.

Anggota II

: Budi Harjanto, S.T., M.Eng.

Fuad Dwi Fitrianto. PEMANFAATAN SERBUK TONGKOL JAGUNG

SEBAGAI ALTERNATIF BAHAN FRIKSI KAMPAS REM NON-

ASBESTOS SEPEDA MOTOR. Skripsi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. Desember 2012.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh variasi komposisi bahan serbuk tongkol jagung, serbuk kuningan, MgO dan resin polyester terhadap nilai kekerasan dan nilai keausan. Selain itu juga untuk mengetahui variasi komposisi bahan kampas rem yang paling optimal yang mendekati nilai standar kampas rem merk Indoparts.

Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen dan anilisis data menggunakan teknik analisis deskriptif. Penelitian dan pengujian yang dilakukan terdiri dari beberapa tahap, di antaranya pembuatan spesimen (pencampuran bahan, proses kompaksi, proses sintering), pengambilan foto makro, pengujian kekerasan Brinell dan pengujian keausan Ogoshi.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin besar persentase komposisi serbuk tongkol jagung dan semakin kecil persentase serbuk kuningan,

maka nilai kekerasan semakin kecil dan nilai keausan semakin besar. Hal ini disebabkan karena sifat serbuk tongkol jagung lebih lunak daripada serbuk kuningan. Komposisi yang paling optimal yang mendekati nilai standar kampas

rem merk Indopart dengan nilai kekerasan 18,5 kg/mm 2 dan nilai keausan 0,87 ×

10 -8 mm 2 /kg adalah pada komposisi 30% serbuk tongkol jagung, 30% serbuk kuningan, 20% MgO dan 20% resin. Pada komposisi tersebut menghasilkan nilai

kekerasan sebesar 17,1 kg/mm 2 dan nilai keausan sebesar 0,80 × 10 -8 mm 2 /kg.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi komposisi bahan penyusun mempunyai pengaruh terhadap nilai kekerasan dan nilai keausan. Komposisi bahan kampas rem yang mendekati nilai standar kekerasan dan nilai standar keausan dapat diaplikasikan di sepeda motor.

Kata kunci: komposit, serbuk tongkol jagung, kampas rem non-asbestos, kekerasan, keausan

Fuad Dwi Fitrianto. UTILIZATION OF CORNCOBS POWDER AS

ALTERNATIVE FRICTION MATERIAL OF MOTORCYCLE’S NON-

ASBESTOS BRAKE LINING. Thesis/Essay. Faculty of Teaching and Science Education, Sebelas Maret University of Surakarta. December 2012.

The purpose of this research are to know the effect of variations material composition of corncobs powder, brass powder, MgO and polyester resin for

hardness value and wear value. Beside that to know the variation of brake lining

material composition which the most optimal and approximate standart of value Indopart brake lining.

This research is an experimental research and analysis data which used descriptive analysis techniques. The research and testing which have been done

consist of several steps, including the manufacture of specimens (mixing of materials, compaction process, sintering process), taking macro photo, Brinell of

hardness testing and Ogoshi of wear testing. The result of research indicate that if composition percentage of corncobs powder more than brass powder percentage it cause hardness value smaller and wear value greater. This is because the nature of corncobs powder is softer than brass powder. The most optimal composition that approaches the

standard of Indopart brake lining is with 18.5 kg/mm 2 of hardness value and 0.87 × 10 -8 mm 2 /kg of wear value is at 30% composition of corncobs powder, 30% of

brass powder, 20% of MgO and 20% of resin. In that composition produce 17.1

kg/mm 2 of hardness value and 0.80 × 10 -8 mm 2 /kg of wear value. The results of

research indicate that variations in the composition of constituent material have an influence on hardness value and wear value. Brake lining material composition which approximate standart of hardness value and wear value can

applying in the motorcycle’s.

Keywords: composite, corncobs powder, non-asbestos brake lining, hardness, wear resistance

“Bahwa tiada yang orang dapatkan, kecuali yang ia usahakan, Dan bahwa usahanya akan kelihatan nantinya“ (Q.S. An Najm ayat 39-40)

“Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah nasib suatu kaum, sehingga mereka mengubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri” (Q.S. Ar Ro’du ayat 11)

“Tak ada yang dapat menolong selain Yang Disana, dan tak ada yang dapat membantu selain Yang Disana, Dialah Tuhan” (Ebiet G. Ade)

“Menjadi sukses itu bukanlah suatu kewajiban, tetapi berjuang untuk menjadi sukses adalah suatu kewajiban” (Fuad Dwi Fitrianto)

“Kebenaran hari ini belum tentu kebenaran hari esok, begitu juga kesalahan hari ini belum tentu kesalahan hari esok” (Hitam Putih)

Teriring syukurku pada-Mu, kupersembahkan karya ini untuk :

“Bapak dan Ibu Tercinta” Terimakasih atas segala do’a restu, dan kasih sayang serta dukungan baik moril

maupun materiil yang tiada henti mengalir di berikan kepadaku selama ini. Ibu bapak kalian yang terbaik, kalian yang selalu ada di hatiku dan kalian adalah segalanya.

“Kakakku Tercinta” Terimaksih atas doa, dukungan, semangat serta perhatiannya kepadaku. Terimakasih selama ini selalu membimbingku dalam hal kebaikan dan mengingatkanku dalam hal keburukan.

“Rina Mayasari” Terimakasih atas semangat, motivasi dan perhatian yang selalu kau berikan.

“Teman – teman Seperjuangan” Santoso, Prisma Endik dan Dian Saprol, terimakasih atas semangat, perjuangan dan kerjasama serta kebersamaan kita.

“Teman – teman Pendidikan Teknik Mesin ‘08”

“Almamaterku”

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rohmat, taufik, hidayah, dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini berjudul ”PEMANFAATAN SERBUK

TONGKOL JAGUNG SEBAGAI ALTERNATIF BAHAN FRIKSI

KAMPAS REM NON-ASBESTOS SEPEDA MOTOR”. Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan pada Program Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Skripsi ini dapat diselesaikan tidak lepas dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terimakasih kepada yang terhormat:

1. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret yang telah memberikan ijin menyusun skripsi.

2. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS yang telah

memberikan persetujuan atas permohonan penyusunan skripsi.

3. Ketua Program Studi Pendidikan Teknik Mesin JPTK FKIP UNS yang telah

memberikan persetujuan atas permohonan penyusunan skripsi.

4. Drs. Ranto HS, M.T. selaku Pembimbing Akademik.

5. Yuyun Estriyanto, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing I, yang selalu

memberikan motivasi dan bimbingan dengan penuh kesabaran.

6. Budi Harjanto, S.T., M.Eng. selaku Dosen Pembimbing II, yang selalu

memberikan motivasi dan bimbingan dengan penuh kesabaran.

7. Sukatiman, S.T., M.Si. selaku Kepala Laboratorium Bangunan, Program Studi Pendidikan Teknik Bangunan, Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan ijin tempat untuk penelitian.

8. Sriyanta, S.T. selaku staff Laboratorium Bahan Teknik, Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada Yogyakarta yang telah mendampingi pengujian dalam penelitian ini.

Program Diploma Teknik Mesin, Sekolah Vokasi, Universitas Gadjah Mada Yogyakarta yang telah mendampingi pengujian dalam penelitian ini.

10. Maruto, S.T. selaku staff Laboratorium Material, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mendampingi pengujian dalam penelitian ini.

11. Teman-teman seperjuangan PTM ’08 terimakasih atas kerjasama dan bantuannya.

12. Semua pihak yang penulis tidak bisa sebutkan satu persatu. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan. Sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dari semua pihak. Apabila dalam pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi ini terdapat kesalahan dan hal yang tidak berkenan, penulis sampaikan mohon maaf yang sebesar-besarnya.

Surakarta, Desember 2012

Penulis

Halaman HALAMAN JUDUL

i HALAMAN PERNYATAAN

ii HALAMAN PENGAJUAN

iii HALAMAN PERSETUJUAN

iv HALAMAN PENGESAHAN

v HALAMAN ABSTRAK

vi HALAMAN MOTTO

viii HALAMAN PERSEMBAHAN

ix KATA PENGANTAR

x DAFTAR ISI

xii DAFTAR TABEL

xv DAFTAR GAMBAR

xvi DAFTAR LAMPIRAN

xviii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

B. Identifikasi Masalah

C. Pembatasan Masalah

D. Perumusan Masalah

E. Tujuan Penelitian

F. Manfaat Penelitian

6 BAB II KAJIAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka

1. Dasar-dasar Komposit

2. Kampas Rem

3. Bahan dan Pembuatan Kampas Rem

4. Pengujian Spesimen

B. Penelitian yang Relevan

D. Hipotesis Penelitian

36 BAB III METODOLOGI PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian

1. Tempat Penelitian

2. Waktu Penelitian

B. Metode Penelitian

C. Spesimen Benda Uji

D. Teknik Pengumpulan Data

1. Identifikasi Variabel

2. Instrumen Penelitian

3. Bahan dan Alat Penelitian

E. Prosedur Penelitian

F. Teknik Analisis Data

50 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Penelitian

1. Foto Spesimen Kampas rem

2. Hasil Foto Makro

3. Hasil Pengujian Kekerasan Brinell

4. Hasil Pengujian Keausan Ogoshi

B. Pembahasan Data

1. Pembahasan Foto Spesimen Kampas Rem

2. Pembahasan Foto Makro

3. Pembahasan Hasil Pengujian Kekerasan Brinell

4. Pembahasan Hasil Pengujian Keausan Ogoshi

62 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

B. Implikasi

1. Implikasi Teoritis

2. Implikasi Praktis

C. Saran

LAMPIRAN

69

Tabel Halaman

2.1. Spesifikasi Resin Unsaturated Polyester Yukalac BQTN 157

24

2.2. Variasi Perbandingan Fraksi Berat Bahan

36

4.1. Hasil Pengujian Kekerasan Brinell Spesimen Kampas Rem

55

4.2. Hasil Pengujian Kekerasan Brinell Kampas Rem Merk Indoparts 55

4.3. Hasil Pengujian Keausan Ogoshi Spesimen Kampas Rem

57

4.4. Hasil Pengujian Keausan Ogoshi Kampas Rem Merk Indoparts

57

4.5. Variasi Komposisi Bahan Kampas Rem

57

Gambar Halaman

2.1. Komposit Serat

2.2. Komposit Serpih

2.3. Komposit Partikel

2.4. Filled (skeletal) Composites 12

2.5. Laminar Composites 12

2.6. Kampas Rem

2.7. Tongkol Jagung dan Serbuk Tongkol Jagung

2.8. Magnesium Oksida (MgO)

2.9. Serbuk Kuningan

2.10. Resin Polyester

2.11. Proses Kompaksi

2.12. Metode Kompaksi dengan Temperatur

2.13. Metode Kompaksi tanpa Temperatur

2.14. Mekanisme Pemadatan Serbuk dengan Proses Sintering

2.15. Pengujian Keausan dengan Metode Ogoshi

2.16. Pengujian Kekerasan Metode Brinell

3.1. Penyaring dengan Tipe MBT Sieve Shaker AG-515

3.2. Oven Elektrik

3.3. Timbangan Digital

3.4. Mesin Press

3.5. Alat Uji Keausan Ogoshi High Speed Universal Wear Testing

Machine (Type OAT-U) 43

3.6. Alat Uji Kekerasan Brinell

3.7. Zoom Stereo Microscope 44

3.8. Pengaduk (Mixer)

3.9. Cetakan (Dies)

3.10. Diagram Alir Penelitian

4.1. Spesimen Kampas Rem

4.3. Foto Makro Kampas Rem Merk Indoparts

54

4.4. Grafik Pengaruh Variasi Komposisi Bahan Kampas Rem terhadap Kekerasan

61

4.5. Grafik Pengaruh Variasi Komposisi Bahan Kampas Rem terhadap Keausan

62

Lampiran Halaman

1. Tabel Nomor Kekerasan Brinell

2. Data Hasil Pengujian Kekerasan Brinell

3. Data Hasil Pengujian Keausan Ogoshi

4. Daftar Kegiatan Seminar Proposal Skripsi

5. Surat Permohonan Ijin Menyusun Skripsi

6. Surat Keputusan Dekan FKIP UNS

7. Surat Permohonan Ijin Reserch kepada Rektor UNS

8. Surat Permohonan Ijin Penelitian di Laboratorium Bangunan Pendidikan Teknik Bangunan UNS

9. Surat Permohonan Ijin Penelitian di Laboratorium Bahan Teknik,

Jurusan Teknik Mesin dan Industri UGM

10. Surat Permohonan Ijin Penelitian di Laboratorium Bahan Teknik Program Diploma Teknik Mesin UGM

11. Surat Permohonan Ijin Penelitian di Laboratorium Material Teknik Mesin UNS

12. Surat Keterangan Pelaksanaan Penelitian di Laboratorium Bangunan, Program Studi Pendidikan Teknik Bangunan UNS

13. Surat Keterangan Pelaksanaan Pengujian di Laboratorium Material Teknik Mesin UNS

14. Surat Keterangan Hasil Pengujian Kekerasan Brinell

15. Surat Keterangan Pelaksanaan Pengujian di Laboratorium Bahan Teknik Jurusan Teknik Mesin dan Industri UGM

16. Surat Keterangan Pelaksanaan Pengujian di Laboratorium Bahan Teknik, Program Diploma Teknik Mesin UGM

17. Foto Pelaksanaan Penelitian

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Perkembangan teknologi di berbagai bidang sangat pesat terutama dalam bidang otomotif, para produsen perakitan sepeda motor mengembangkan kemampuan performa mesin dan teknologi yang mendukungnya kian pesat. Saat ini perkembangan tersebut sangat signifikan dalam hal aerodinamika dan performa mesin dengan meningkatkan tenaga yang dihasilkan.

Dengan berkembangnya performa kendaraan saat ini dibutuhkan sistem pengereman yang efektif dan juga sebagai safety dalam berkendaraan. Sistem pengereman yang baik harus dapat menunjang daya dan kecepatan pada kendaraan tersebut dimana bagian terpenting dari sistem pengereman adalah kampas rem, yaitu media yang bekerja untuk memperlambat atau mengurangi laju kendaraan. Untuk mendapatkan pengereman yang maksimal maka dibutuhkan kampas rem dengan kemampuan pengereman yang baik dan efisien, dimana efisiensi dari rem sangat dipengaruhi oleh besarnya koefisien gesek kampas rem.

Kualitas kampas rem dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu komposisi bahan, jenis bahan dan kekerasan. Kampas rem yang terlalu keras menyebabkan umur drum atau cakram menjadi pendek, apabila terlalu lunak maka umur kampas rem akan lebih pendek (Imam Setiyanto, 2009).

Bahan komposit merupakan salah satu bahan alternatif yang dapat digunakan untuk pembuatan kampas rem. Dalam perkembangan teknologi komposit mengalami kemajuan yang sangat pesat ini dikarenakan keistimewaan sifat yang renewable atau terbarukan dan juga rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi kekakuan, ketahan terhadap korosi dan lain-lain, sehingga mengurangi konsumsi bahan kimia maupun gangguan lingkungan hidup.

Penggunaan bahan baku bukan asbes yang bersifat lebih ramah lingkungan, memiliki daya cengkram kuat pada suhu pengereman di atas 300 o C dan faktor keamanan yang lebih baik. Pertimbangan kampas rem berjenis non- asbestos yang lebih menguntungkan berbagai faktor maka saatnya mulai Penggunaan bahan baku bukan asbes yang bersifat lebih ramah lingkungan, memiliki daya cengkram kuat pada suhu pengereman di atas 300 o C dan faktor keamanan yang lebih baik. Pertimbangan kampas rem berjenis non- asbestos yang lebih menguntungkan berbagai faktor maka saatnya mulai

Kampas rem yang terbuat dari bahan non-asbestos biasanya terdiri dari 4 s/d 5 macam fiber di antaranya kevlar, steel fiber, rock wool, cellulose dan carbon fiber yang memiliki serat panjang sedangkan kampas rem dari bahan asbestos hanya memiliki 1 jenis fiber yaitu asbes yang merupakan komponen yang menimbulkan karsinogenik. Akibat dari perbedaan ini makanya kampas rem yang mengandung asbestos memiliki kelemahan dalam kondisi basah, karena asbestos hanya terdiri dari 1 jenis fiber, ketika kondisi basah bahan tersebut akan mengalami efek licin seperti menggesekkan jari di atas kaca basah (licin/tidak pakem).

Bilamana bahan menggunakan kampas rem non-asbestos yang memiliki beberapa jenis fiber maka efek licin tersebut dapat teratasi. Mengingat kampas rem asbestos hanya menggunakan bahan mentah maksimal 6 jenis material dan non-asbestos menggunakan lebih dari 12 jenis material, maka asbestos hanya bisa bertahan sampai dengan suhu 200 o

C sedang non-asbestos bertahan sampai 360 o C,

hal ini berarti bahwa rem asbestos akan blong (fading) pada temperatur 250 o C sedang non-asbestos cenderung stabil (tidak blong) (Wawan KH dan Arief TW, 2009).

Desi Kiswiranti (2007) menyatakan bahwa secara umum bahan friksi kampas rem memiliki tiga penyusun bahan yaitu bahan pengikat, bahan serat dan bahan pengisi. Bahan pengikat terdiri dari berbagai resin diantaranya phenolic, epoxi, polyester, silicone dan rubber. Resin tersebut berfungsi untuk pengikat berbagai zat penyusun didalam friksi. Bahan pengikat dapat membentuk sebuah matriks pada suhu yang relatif stabil. Serat berfungsi untuk meningkatkan koefisien gesek dan meningkatkan kekuatan mekanik bahan. Serat terdiri dari serat buatan dan alami. Serat buatan misalnya nilon, Cu-Zn, Al, karbon, rock wool dan serat gelas. Serat alami yang sering dipakai sebagai penguat yaitu serat yang terdapat di alam yang sifatnya alami misalnya bambu, rami, serabut kelapa, Desi Kiswiranti (2007) menyatakan bahwa secara umum bahan friksi kampas rem memiliki tiga penyusun bahan yaitu bahan pengikat, bahan serat dan bahan pengisi. Bahan pengikat terdiri dari berbagai resin diantaranya phenolic, epoxi, polyester, silicone dan rubber. Resin tersebut berfungsi untuk pengikat berbagai zat penyusun didalam friksi. Bahan pengikat dapat membentuk sebuah matriks pada suhu yang relatif stabil. Serat berfungsi untuk meningkatkan koefisien gesek dan meningkatkan kekuatan mekanik bahan. Serat terdiri dari serat buatan dan alami. Serat buatan misalnya nilon, Cu-Zn, Al, karbon, rock wool dan serat gelas. Serat alami yang sering dipakai sebagai penguat yaitu serat yang terdapat di alam yang sifatnya alami misalnya bambu, rami, serabut kelapa,

membersihkan permukaan rotor ditambahkan bahan abrasif misalnya Al 2 O 3 , SiO 2 , MgO, Fe 3 O 4 , Cr 2 O 3 , SiC, ZrSiO 4 dan kianit/Al 2 SiO. Abrasif ini juga digunakan

untuk mengontrol kecepatan wear dan menstabilkan koefisien gesek, sedangkan bahan pengisi digunakan untuk meningkatkan proses produksi dan bertindak sebagai minyak pelumas. Bahan pengisi ini terdiri dari dua jenis yaitu bahan pengisi organik dan anorganik. Bahan pengisi organik misalnya CNSL (Cashew Nut Shell Liquid/Oil), dust dan rubber crumb (remah karet). Bahan pengisi

anorganik misalnya vermiculite, BaSO 4 , CaCO, Ca(OH) 2 dan MgO (2007). Bahan friksi pada komponen kampas rem sepeda motor merupakan bahan habis setelah dipakai. Maka dari itu dalam pembuatan kampas rem, bahan yang digunakan harus selalu tersedia secara terus menerus dan tidak akan punah. Kita tahu negara Indonesia merupakan negara agraris dengan banyak berbagai tanaman, salah satunya jagung. Jagung banyak dimanfaatkan bagi kehidupan manusia, begitu juga dengan limbahnya yaitu tongkol, batang serta daunnya. Pemanfaatan tongkol jagung masih sangat terbatas. Kebanyakan limbah tongkol jagung hanya digunakan untuk bahan tambahan makanan ternak, atau hanya digunakan sebagai bahan bakar setelah melalui proses pengeringan, misalnya dengan penjemuran di bawah matahari. Untuk menghasilkan energi yang lebih efisien, tongkol jagung dapat dibuat menjadi arang terlebih dahulu, dapat pula dibuat menjadi briket dengan mencampur bahan lain, misalnya sampah plastik dan lumpur.

Sebuah perusahaan di Iowa, AS berhasil memanfaatkan tongkol jagung sebagai berbagai produk yang ramah lingkungan. Tongkol memiliki sifat-sifat seperti salah satu bagiannya keras dan sebagian bersifat menyerap (absorbent), juga sifat-sifat yang merupakan gabungan beberapa sifat, seperti: tidak terjadi reaksi kimia bila dicampur dengan zat kimia lain (inert), dapat terurai secara alami Sebuah perusahaan di Iowa, AS berhasil memanfaatkan tongkol jagung sebagai berbagai produk yang ramah lingkungan. Tongkol memiliki sifat-sifat seperti salah satu bagiannya keras dan sebagian bersifat menyerap (absorbent), juga sifat-sifat yang merupakan gabungan beberapa sifat, seperti: tidak terjadi reaksi kimia bila dicampur dengan zat kimia lain (inert), dapat terurai secara alami

JAGUNG SEBAGAI

ALTERNATIF BAHAN FRIKSI KAMPAS NON-ASBESTOS SEPEDA MOTOR.”

B. Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dikemukakan di atas, maka didapatkan beberapa permasalahan. Untuk itu perlu suatu identifikasi terhadap permasalahan yang ada sebagai berikut:

1. Kampas rem asbestos lebih banyak berdampak negatif dan tidak ramah lingkungan.

2. Dibutuhkan suatu inovasi dalam pembuatan kampas rem non-asbestos.

3. Pemanfaatan limbah tongkol jagung yang kurang optimal, sehingga perlu dikembangkan terutama untuk material komposit.

C. Pembatasan Masalah

Agar permasalahan yang dibahas tidak melebar, maka perlu diadakan pembatasan masalah sebagai berikut:

1. Bahan kampas rem yang digunakan adalah serbuk tongkol jagung, serbuk

kuningan (Cu-Zn), magnesium oksida (MgO), resin polyester.

2. Proses pembuatan kampas rem menggunakan tekanan kompaksi hidrolis dengan beban 2 ton atau 2000 kg dengan waktu kompaksi 15 menit, dan disinterring dengan suhu 200 o C selama 30 menit.

3. Pengujian spesimen kampas rem.

menggunakan metode pengujian ogoshi.

b. Pengujian kekerasan yang diuji adalah kekerasan kampas rem dengan metode pengujian kekerasan brinel).

D. Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang dan identifikasi masalah tersebut di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut:

1. Adakah pengaruh variasi komposisi bahan serbuk tongkol jagung, MgO, serbuk kuningan dan resin polyester terhadap nilai kekerasan dan nilai keausan?

2. Manakah variasi komposisi campuran bahan serbuk tongkol jagung, MgO, serbuk kuningan dan resin polyester yang paling optimal yang mendekati nilai standar kampas rem?

E. Tujuan Penelitian

Suatu penelitian akan lebih mudah apabila mempunyai tujuan yang jelas. Tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Mengetahui pengaruh variasi komposisi bahan serbuk tongkol jagung, MgO, serbuk kuningan dan resin polyester terhadap nilai kekerasan dan nilai keausan.

2. Mengetahui variasi komposisi campuran bahan serbuk tongkol jagung, MgO, serbuk kuningan dan resin polyester yang paling optimal yang mendekati nilai standar kampas rem.

Hasil penilitian ini diharapkan akan mempunyai manfaat dan berguna bagi peneliti dan pihak lain yang berkepentingan. Manfaat yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah :

1. Manfaat Teoritis

a. Menambah khasanah ilmu pengetahuan khususnya bidang studi teknik mesin yang berkaitan dengan penelitian ini.

b. Sebagai referensi bagi pihak lain yang mengadakan penelitian sejenis.

c. Membangkitkan minat mahasiswa untuk melanjutkan penelitian tentang komposit.

2. Manfaat Praktis

a. Memberikan alternatif solusi untuk memanfaatkan limbah tongkol jagung.

b. Dapat digunakan sebagai acuan bagi masyarakat dalam upaya meningkatkan industri otomotif, khususnya kampas rem.

KAJIAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka

1. Dasar – dasar Komposit

a. Pengertian Komposit

Menurut Pratama (2011) material komposit adalah material yang terbuat dari dua bahan atau lebih yang tetap terpisah dan berbeda dalam level makroskopik selagi membentuk komponen tunggal. Composite berasal dari kata kerja “to compose“ yang berarti menyusun atau menggabung. Jadi secara sederhana bahan komposit berarti bahan gabungan dari dua atau lebih bahan yang berlainan. Kata komposit dalam pengertian bahan komposit berarti terdiri dari dua atau lebih bahan yang berbeda yang digabung atau dicampur secara makroskopis. Pada umumnya bentuk dasar suatu bahan komposit adalah tunggal dimana merupakan susunan dari paling tidak terdapat dua unsur yang bekerja bersama untuk menghasilkan sifat-sifat bahan yang berbeda terhadap sifat-sifat unsur bahan penyusunnya.

Material komposit terdiri dari lebih dari satu tipe material dan dirancang untuk mendapatkan kombinasi karakteristik terbaik dari setiap

komponen penyusunnya. Bahan komposit memiliki banyak keunggulan, diantaranya berat yang lebih ringan, kekuatan dan ketahanan yang lebih tinggi, tahan korosi dan ketahanan aus.

Dapat disimpulkan bahwa bahan komposit (atau komposit) adalah suatu jenis bahan baru hasil rekayasa yang terdiri dari dua atau lebih bahan dimana sifat masing-masing bahan berbeda satu sama lainnya baik itu sifat kimia maupun fisika dan tetap terpisah dalam hasil akhir bahan tersebut (bahan komposit). Jika perpaduan ini terjadi dalam skala makroskopis, maka disebut sebagai komposit. Jika perpaduan ini bersifat mikroskopis (molekular level) , maka disebut sebagai alloy (paduan).

Berikut ini adalah tujuan dari dibentuknya komposit, yaitu :

1) Memperbaiki sifat mekanik dan sifat spesifik tertentu.

2) Mempermudah design yang sulit pada manufaktur.

3) Keleluasaan dalam bentuk/design yang dapat menghemat biaya.

4) Menjadikan bahan lebih ringan.

c. Bagian-Bagian Utama dari Komposit

1) Serat

Serat berperan sebagai penyangga kekuatan dari struktur komposit, beban yang awalnya diterima oleh matriks kemudian diteruskan ke serat oleh karena itu serat harus mempunyai kekuatan tarik dan elastisitas yang lebih tinggi daripada matriks. Serat secara umum terdiri dari dua jenis yaitu serat alam dan serat sintetis.

Serat alam adalah serat yang dapat langsung diperoleh dari alam. Biasanya berupa serat yang dapat langsung diperoleh dari tumbuh- tumbuhan dan binatang. Serat ini telah banyak digunakan oleh manusia di antaranya kapas, wol, sutera, pelepah pisang, sabut kelapa, ijuk, bambu, nanas dan kenaf atau goni. Keunggulan serat alam sebagai filler komposit dibandingkan dengan serat sintetis sudah dapat diterima dan mendapat perhatian khusus dari para ahli material di dunia. Keunggulan tersebut antara lain densitas rendah, harga lebih murah, ramah lingkungan, dan tidak beracun. Serat alam memiliki kelemahan yaitu ukuran serat yang tidak seragam, kekuatan serat sangat dipengaruhi oleh usia.

Serat sintetis adalah serat yang dibuat dari bahan-bahan anorganik dengan komposisi kimia tertentu. Serat sintetis mempunyai beberapa kelebihan yaitu sifat dan ukurannya yang relatif seragam, kekuatan serat dapat diupayakan sama sepanjang serat. Serat sintetis yang telah banyak digunakan antara lain serat gelas, serat karbon, kevlar , nylon, dan lain-lain (Yanu Rianto, 2011).

2) Matriks

Matriks adalah fasa dalam komposit yang mempunyai bagian atau fraksi volume terbesar (dominan). Matriks mempunyai beberapa fungsi yaitu mentransfer tegangan ke serat, membentuk ikatan koheren, permukaan matriks/serat, melindungi serat, memisahkan serat, melepas ikatan dan tetap stabil setelah proses manufaktur.

Menurut Gibson (1994), bahwa matriks dalam struktur komposit dapat berasal dari bahan polimer, logam, maupun keramik. Syarat utama yang harus dimiliki oleh bahan matriks adalah bahan matriks tersebut harus dapat meneruskan beban, sehingga serat harus bisa melekat pada matriks dan kompatibel antara serat dan matriks. Umumnya matriks yang dipilih adalah matriks yang memiliki ketahanan panas yang tinggi.

Matriks sebagai pengisi ruang komposit memegang peranan penting dalam mentransfer tegangan, melindungi serat dari lingkungan dan menjaga permukaan serat dari pengikisan. Matriks harus memiliki kompatibilitas yang baik dengan serat. Gibson (1994) menyatakan bahwa matriks dalam struktur komposit bisa berasal dari bahan polimer, logam, maupun keramik. Matriks secara umum berfungsi untuk mengikat serat menjadi satu struktur komposit. Matriks memiliki fungsi:

a) Mengikat serat menjadi satu kesatuan struktur.

b) Melindungi serat dari kerusakan akibat kondisi lingkungan.

c) Mentransfer dan mendistribusikan beban ke filler.

d) Menyumbangkan beberapa sifat seperti: kekakuan, ketangguhan, dan tahanan listrik.

Dalam proses pembuatan material komposit, matriks harus memiliki kemampuan meregang yang lebih tinggi dibandingkan dengan serat. Apabila tidak demikian, maka material komposit tersebut akan mengalami patah pada bagian matriksnya terlebih dahulu. Akan tetapi apabila hal itu dipenuhi, maka material komposit tersebut akan patah secara alami bersamaan antara serat dan matriks.

organik dan inorganik. Matriks organik adalah matriks yang terbuat dari bahan-bahan organik. Matriks ini banyak digunakan karena proses penggunaannya menjadi komposit cepat dan mudah serta dengan biaya yang rendah. Salah satu contoh matriks organik adalah resin polyester. Matriks inorganik adalah matriks yang terbentuk dari bahan logam yang pada umumnya memiliki berat dan kekuatan tinggi.

d. Jenis-jenis Komposit

1) Menurut Struktur dari Penyusunnya

Menurut Yanu Rianto (mengutip buku Schwartz, 1984) komposit dibedakan menjadi 5 kelompok menurut bentuk struktur dari penyusunnya (2011), yaitu:

a) Komposit Serat (Fiber Composite)

Komposit serat merupakan jenis komposit yang menggunakan serat sebagai bahan penguatnya. Dalam pembuatan komposit, serat dapat diatur memanjang (unidirectional composites) atau dapat dipotong kemudian disusun secara acak (random fibers) serta juga dapat dianyam (cross-ply laminate). Komposit serat sering digunakan dalam industri otomotif dan pesawat terbang.

a. unidirectional fiber composite

b. random fiber composite

Gambar 2.1. Komposit Serat (Sumber: Yanu Rianto, 2011)

Flake Composites adalah komposit dengan penambahan material berupa serpih kedalam matrikssnya. Flake dapat berupa serpihan mika, glass dan metal.

Gambar 2.2. Komposit Serpih (Sumber: Yanu Rianto, 2011)

c) Komposit Butir (Particulate Composite)

Particulate composites adalah salah satu jenis komposit di mana dalam matriks ditambahkan material lain berupa serbuk/butir. Perbedaan dengan flake dan fiber composites terletak pada distribusi dari material penambahnya. Dalam particulate composites, material penambah terdistribusi secara acak atau kurang terkontrol daripada flake composites .

Gambar 2.3. Komposit Partikel (Sumber: Yanu Rianto, 2011)

Filled composites adalah komposit dengan penambahan material ke dalam matrikss dengan struktur tiga dimensi dan biasanya filler juga dalam bentuk tiga dimensi.

Gambar 2.4. Filled (Skeletal) Composites

(Sumber: Yanu Rianto, 2011)

e) Komposit Lapisan (Laminar Composite)

Laminar composites adalah komposit dengan susunan dua atau lebih layer, dimana masing – masing layer dapat berbeda – beda dalam hal material, bentuk, dan orientasi penguatannya.

Gambar 2.5. Laminar Composites (Sumber: Yanu Rianto, 2011)

2) Berdasarkan Matriksnya

Berdasarkan bentuk dari matriksnya komposit dapat dibedakan menjadi sebagai berikut (Gibson, 1994):

Komposit jenis ini terdiri dari polimer sebagai matriks baik itu thermoplastic maupun jenis thermosetting. Thermoplastic adalah plastik yang dapat dilunakkan berulang kali (recycle) dengan menggunakan panas. Thermoplastic merupakan polimer yang akan menjadi keras apabila didinginkan. Thermoplastic akan meleleh pada suhu tertentu, serta melekat mengikuti perubahan suhu dan mempunyai sifat dapat kembali (reversibel) kepada sifat aslinya, yaitu kembali mengeras bila didinginkan. Thermoplastic yang lazim dipergunakan sebagai matriks misalnya polyolefin (polyethylene, polypropylene),

vinylic

(polyvinylchloride,

polystyrene, polytetrafluorethylene), nylon, polyacetal, polycarbonate, dan polyfenylene.

Thermosets tidak dapat mengikuti perubahan suhu (irreversibel) . Bila sekali pengerasan telah terjadi maka bahan tidak dapat dilunakkan kembali. Pemanasan yang tinggi tidak akan melunakkan termoset melainkan akan membentuk arang dan terurai karena sifatnya yang demikian sering digunakan sebagai tutup ketel, seperti jenis-jenis melamin. Thermosets yang banyak digunakan saat ini adalah epoxy dan polyester tak jenuh. Resin polyester tak jenuh adalah matriks thermosetting yang paling banyak dipakai untuk pembuatan komposit. Resin jenis ini digunakan pada proses pembuatan dengan metode hand lay-up.

b) Komposit Matriks Logam (Metal Matrix Composites – MMC)

Metal Matrix composites adalah salah satu jenis komposit yang memiliki matriks logam. Komposit ini menggunakan suatu logam seperti alumunium sebagai matriks dan penguatnya dengan serat seperti silikon karbida. Material MMC mulai dikembangkan sejak tahun 1996. Komposit MMC berkembang pada industri otomotif digunakan sebagai bahan untuk pembuatan komponen otomotif seperti blok silinder mesin, pully, poros, dan gardan.

CMC)

CMC merupakan material 2 fasa dengan 1 fasa berfungsi sebagai reinforcement dan 1 fasa sebagai matriks, dimana matriksnya terbuat dari keramik. Reinforcement yang umum digunakan pada CMC adalah oksida, carbide, dan nitrid. Salah satu proses pembuatan dari CMC yaitu dengan proses DIMOX, yaitu proses pembentukan komposit dengan reaksi oksidasi leburan logam untuk pertumbuhan matriks keramik di sekeliling daerah filler (penguat).

3) Berdasarkan Strukturnya

a) Struktur Laminate

Laminate adalah gabungan dari dua atau lebih lamina (satu lembar komposit dengan arah serat tertentu) yang membentuk elemen struktur secara integral pada komposit. Proses pembentukan lamina ini menjadi laminate dinamakan proses laminai. Sebagai elemen sebuah struktur, lamina yang serat penguatnya searah saja (unidirectional lamina) pada umumnya tidak menguntungkan karena memiliki sifat yang buruk. Untuk itulah struktur komposit dibuat dalam bentuk laminate yang terdiri dari beberapa macam lamina atau lapisan yang diorientasikan dalam arah yang diinginkan dan digabungkan bersama sebagai sebuah unit struktur.

b) Struktur Sandwich

Komposit sandwich merupakan salah satu jenis komposit struktur yang sangat potensial untuk dikembangkan. Komposit sandwich merupakan komposit yang tersusun dari 3 lapisan yang terdiri dari flat composite (metal sheet) sebagai kulit permukaan (skin) serta meterial inti (core) di bagian tengahnya (berada di antaranya). Komposit sandwich dibuat dengan tujuan untuk efisiensi berat yang optimal, namun mempunyai kekakuan dan kekuatan yang Komposit sandwich merupakan salah satu jenis komposit struktur yang sangat potensial untuk dikembangkan. Komposit sandwich merupakan komposit yang tersusun dari 3 lapisan yang terdiri dari flat composite (metal sheet) sebagai kulit permukaan (skin) serta meterial inti (core) di bagian tengahnya (berada di antaranya). Komposit sandwich dibuat dengan tujuan untuk efisiensi berat yang optimal, namun mempunyai kekakuan dan kekuatan yang

Komposit sandwich merupakan jenis komposit yang sangat cocok untuk menahan beban lentur, impak, meredam getaran dan suara. Komposit sandwich dibuat untuk mendapatkan struktur yang ringan tetapi mempunyai kekakuan dan kekuatan yang tinggi. Biasanya pemilihan bahan untuk komposit sandwich, syaratnya adalah ringan, tahan panas dan korosi, serta harga juga dipertimbangkan. Dengan menggunakan material inti yang sangat ringan, maka akan dihasilkan komposit yang mempunyai sifat kuat, ringan, dan kaku. Komposit sandwich dapat diaplikasikan sebagai struktural maupun non-struktural bagian internal dan eksternal pada kereta, bus, truk, dan jenis kendaraan yang lainnya.

e. Kelebihan Bahan Komposit

Bahan komposit mempunyai beberapa kelebihan berbanding dengan bahan konvensional seperti logam. Kelebihan tersebut dapat dilihat dari beberapa sudut yang penting, seperti sifat mekanikal dan fisikal serta biaya.

1) Sifat-Sifat Mekanikal dan Fisikal

Pada umumnya pemilihan bahan matriks dan serat memainkan peranan penting dalam menentukan sifat-sifat mekanik dan sifat komposit. Gabungan matriks dan serta dapat menghasilkan komposit yang mempunyai kekuatan dan kekakuan yang lebih tinggi dari bahan konvensional seperti keluli.

a) Bahan komposit mempunyai density yang jauh lebih rendah berbanding dengan bahan konvensional. Ini memberikan implikasi yang penting dalam konteks penggunaan karena komposit akan mempunyai kekuatan dan kekakuan spesifik yang lebih tinggi dari bahan konvensional. Implikasi kedua ialah produk komposit yang dihasilkan akan mempunyai kerut yang lebih rendah dari logam.

pembuatan seperti automobile dan angkasa lepas. Ini karena berhubungan dengan penghematan bahan bakar.

b) Dalam industri angkasa lepas terdapat kecendrungan untuk menggantikan komponen yang diperbuat dari logam dengan komposit karena telah terbukti komposit mempunyai rintangan terhadap fatigue yang baik terutamanya komposit yang menggunakan serat karbon.

c) Kelemahan logam yang agak terlihat jelas ialah rintangan terhadap kakisa yang lemah terutama produk yang kebutuhan sehari-hari. Kecendrungan komponen logam untuk mengalami kakisan menyebabkan biaya pembuatan yang tinggi. Bahan komposit sebaiknya mempunyai rintangan terhadap kakisan yang baik.

d) Bahan komposit juga mempunyai kelebihan dari segi versatility (berdaya guna) yaitu produk yang mempunyai gabungan sifat-sifat yang menarik yang dapat dihasilkan dengan mengubah sesuai jenis matrikss dan serat yang digunakan. Contoh dengan menggabungkan lebih dari satu serat dengan matrikss untuk menghasilkan komposit hibrid.

e) Massa jenis rendah (ringan).

f) Lebih kuat dan lebih ringan.

g) Perbandingan kekuatan dan berat yang menguntungkan.

h) Lebih kuat (stiff), ulet (tough) dan tidak getas.

i) Koefisien pemuaian yang rendah. j) Tahan terhadap cuaca. k) Tahan terhadap korosi. l) Mudah diproses (dibentuk). m) Lebih mudah dibanding metal.

2) Biaya

Faktor biaya juga memainkan peranan yang sangat penting dalam membantu perkembangan industri komposit. Biaya yang berkaitan erat dengan penghasilan suatu produk yang seharusnya Faktor biaya juga memainkan peranan yang sangat penting dalam membantu perkembangan industri komposit. Biaya yang berkaitan erat dengan penghasilan suatu produk yang seharusnya

f. Kekurangan Bahan Komposit

1) Tidak tahan terhadap beban shock (kejut) dan crash (tabrak) dibandingkan dengan metal.

2) Kurang elastis.

3) Lebih sulit dibentuk secara plastis.

2. Kampas Rem

Gambar 2.6. Kampas Rem

a. Pengertian Kampas Rem

Kampas rem merupakan salah satu komponen yang terdapat dalam setiap kendaraan. Kampas rem merupakan media yang berfungsi untuk memperlambat maupun menghentikan laju kendaraaan. Terutama pada saat kendaraan berkecepatan tinggi fungsi kampas rem memiliki beban mencapai 90% dari komponen lainnya, bahkan keselamatan jiwa manusia tergantung pada kualitas dari komponen tersebut. Dibutuhkan kampas rem dengan kemampuan yang baik dan efisien agar didapatkan daya pengereman yang optimal. Kampas rem memiliki peranan yang sangat penting, bahkan keselamatan jiwa pengendara tergantung pada kualitas kampas rem tersebut.

Kampas rem dari bahan asbestos hanya memiliki 1 jenis fiber yaitu asbes yang merupakan komponen yang menimbulkan karsinogenik. Hal ini bertujuan agar membuat kampas menjadi awet, tetapi ada kerugian yang ditimbulkan antara lain kelemahan dalam kondisi basah. Karena asbestos hanya terdiri dari 1 jenis fiber, ketika kondisi basah bahan tersebut akan mengalami efek licin seperti menggesekkan jari di atas kaca basah (licin/tidak pakem), juga dapat membuat piringan menjadi cepat habis, rem kurang pakem, asbestos hanya bisa bertahan sampai dengan suhu 200 o C hal ini berarti bahwa rem asbestos akan blong (fading) pada temperatur 250 o C dan harganya juga lebih murah. Kampas rem asbestos juga tidak ramah lingkungan dan dapat menyebatkan penyakit kanker.

c. Kampas Rem Non Asbestos

Kampas rem yang terbuat dari bahan non asbestos biasanya terdiri dari 4 s/d 5 macam fiber di antaranya kevlar, steel fiber, rock wool, cellulose dan carbon fiber yang memiliki serat panjang. Hal ini bertujuan agar efek licin tersebut dapat teratasi. Rem non-asbestos mempunyai keuntungan bertahan sampai suhu 360 o

C sehingga cenderung stabil (tidak blong). Kampas rem non-asbestos yang terbuat dari material berkualitas seperti Kevlar/aramyd. Kevlar ini bahan yang digunakan untuk baju anti peluru di mana Kevlar mampu menghambat laju putaran peluru sampai berhenti, jadi pada dasarnya Kevlar itu menghentikan putaran peluru bukan memantulkan peluru seperti baja. Inilah yang kadang kadang orang berpendapat non-asbestos keras padahal tidak, terbukti putaran peluru bisa dihentikan apalagi putaran rotor atau drum kendaraan bermotor, dapat dibayangkan kalau baju peluru terbuat dari asbestos. Karena sifat tersebut maka non-asbestos lebih mahal dan ramah lingkungan.

1) Sifat Fisis Kampas Rem

Sifat fisik adalah segala aspek dari suatu objek atau zat yang dapat diukur atau dipersepsikan tanpa mengubah identitasnya. Sifat fisik dapat berupa sifat intensif atau ekstensif. Sifat intensif tidak tergantung pada ukuran dan jumlah materi pada objek, sedangkan sifat ekstensif bergantung pada hal tersebut. Sifat fisis kampas rem merupakan sifat yang dimiliki oleh suatu kampas rem mengenai tampilan atau bentuk dari suatu kampas rem tersebut.

2) Sifat Mekanis Kampas Rem

Sifat mekanik menyatakan kemampuan suatu bahan kampas rem untuk menerima beban / gaya / energi tanpa menimbulkan kerusakan pada bahan / komponen kampas rem tersebut. Seringkali bila suatu bahan mempunya sifat mekanik yang baik tetapi kurang baik pada sifat yang lain, maka diambil langkah untuk mengatasi kekurangan tersebut dengan berbagai cara yang diperlukan.

Untuk mendapatkan standar acuan tentang spesifikasi teknik kampas rem, maka nilai kekerasan, keausan, bending dan sifat mekanik lainnya harus mendekati nilai standar keamanannya.

3. Bahan dan Proses Pembuatan Kampas Rem

a. Serbuk Tongkol Jagung

Gambar 2.7. Tongkol Jagung dan Serbuk Tongkol Jagung Gambar 2.7. Tongkol Jagung dan Serbuk Tongkol Jagung

Sebagai sumber karbohidrat utama di Amerika Tengah dan Selatan, jagung juga menjadi alternatif sumber pangan di Amerika Serikat. Penduduk beberapa daerah di Indonesia (misalnya di Madura dan Nusa Tenggara) juga menggunakan jagung sebagai pangan pokok. Selain sebagai sumber karbohidrat, jagung juga ditanam sebagai pakan ternak (hijauan maupun tongkolnya), diambil minyaknya (dari bulir), dibuat tepung (dari bulir, dikenal dengan istilah tepung jagung atau maizena), dan bahan baku industri (dari tepung bulir dan tepung tongkolnya).

Potensi energi limbah pada komoditas jagung sangat besar dan diharapkan akan terus meningkat sejalan dengan program pemerintah dalam meningkatkan produksi jagung secara nasional. Namun, limbah jagung memiliki banyak kegunaan, diantaranya adalah untuk pakan ternak dan tongkolnya sebagai kayu bakar. Oleh karena itu, optimasi pemanfaatan limbah jagung sangat diperlukan untuk mendapatkan keuntungan yang optimal.

b. MgO (Magnesium Oksida)

Gambar 2.8. Magnesium Oksida (MgO) Gambar 2.8. Magnesium Oksida (MgO)

berstruktur logam yang sangat ringan dengan berat jenis (1,74 gr/cm 3 ), titik lebur (650 o

C ), titik didih (1097 o C), modulus elastis (110 MPa), kekuatan luluh (255 MPa), kekerasan (12 VHN). Serbuk MgO merupakan jenis zat tambahan yang dicampurkan pada pembuatan CMCs, selain itu juga magnesium oksida sebagai wetting agent yang membuat ikatan antar kuningan lebih kuat, tidak mudah terkikis permukaannya. Komposit dengan penambahan sedikit kadar MgO dengan yang tanpa serbuk MgO lebih baik dengan yang memakai kadar MgO. Serbuk MgO walaupun persentasenya kecil memegang peranan penting dalam meningkatkan kemampuan pembasahan (wettability) dengan mengkodisikan permukaan padat juga mempunyai kemampuan untuk mengisi setiap perbedaan ketinggian dari permukaan yang kasar dan menurunkan tegangan interfacial. Ketahanan aus dapat ditingkatkan melalui penambahan unsur magnesium oksida. Selain MgO ada beberapa pilihan bahan yang dapat dijadikan alternatif

sebagai zat pengisi seperti Al 2 O 3 , SiO 2 , Fe 3 O 4 , Cr 2 O 3 , SiC, ZrSiO 4 dan

kianit/Al 2 SiO 5

c. Serbuk Kuningan

Gambar 2.9. Serbuk Kuningan

dan seng. Tembaga merupakan komponen utama dari kuningan, dan kuningan biasanya diklasifikasikan sebagai paduan tembaga. Warna kuningan bervariasi dari coklat kemerahan gelap hingga ke cahaya kuning keperakan tergantung pada jumlah kadar seng. Seng lebih banyak mempengaruhi warna kuningan tersebut. Kuningan lebih kuat dan lebih keras daripada tembaga, tetapi tidak sekuat atau sekeras seperti baja. Kuningan sangat mudah untuk di bentuk ke dalam berbagai bentuk, sebuah konduktor panas yang baik, dan umumnya tahan terhadap korosi dari air garam. Karena sifat-sifat tersebut, kuningan kebanyakan digunakan untuk membuat pipa, tabung, sekrup, radiator, alat musik, aplikasi kapal laut, dan casing cartridge untuk senjata api.

Komponen utama kuningan adalah tembaga. Jumlah kandungan tembaga bervariasi antara 55% sampai dengan 95% menurut beratnya tergantung pada jenis kuningan dan tujuan penggunaan kuningan. Kuningan yang mengandung persentase tinggi tembaga terbuat dari tembaga yang dimurnikan dengan cara elektrik. Yang setidaknya menghasilkan kuningan murni 99,3% agar jumlah bahan lainnya bisa di minimalkan. Kuningan yang mengandung persentase rendah tembaga juga dapat dibuat dari tembaga yang dimurnikan dengan elektrik, namun lebih sering dibuat dari scrap tembaga. Ketika proses daur ulang terjadi, persentase tembaga dan bahan lainnya harus diketahui sehingga produsen dapat menyesuaikan jumlah bahan yang akan ditambahkan untuk mencapai komposisi kuningan yang diinginkan.

Komponen kedua dari kuningan adalah seng. Jumlah seng bervariasi antara 5% sampai dengan 40% menurut beratnya tergantung pada jenis kuningan

Kuningan dengan persentase seng yang lebih tinggi memiliki sifat lebih kuat dan lebih keras, tetapi juga lebih sulit untuk dibentuk, dan memiliki ketahanan yang kurang terhadap korosi. Seng yang digunakan untuk membuat kuningan bernilai komersial dikenal sebagai spelter.