Studi Eksperimental Dan Analisa Respon Mekanik Helmet Sepeda Dari Bahan Komposit Busa Polimer Diperkuat Serat Tkks Akibat Beban Impak Jatuh Bebas

BAB I
PENDAHULUAN

1.1.1. Latar Belakang
Pengunaan polimer dan komposit dewasa ini semakin meningkat di segala
bidang. Komposit berpenguat serat alam banyak diaplikasikan pada alat-alat
material yang mempunyai dua perpaduan sifat dasar, yaitu kuat dan ringan. Serat
yang berbeda akan menghasilkan kualitas bahan yang berbeda. Untuk proses
pembuatan helmet sepeda, desain serta kualitas harus di perhatikan. Karena,
helmet sepeda harus mampu melindungi kepala pengendara dari benturan (impak).
Oleh karena itu, bahan pembuatan helmet sepeda haruslah berasal dari bahan
berkualitas tinggi. Biasanya helmet sepeda yang berkualitas harganya mahal. Hal
ini dikarenakan bahan baku dan teknologi yang digunakan untuk membuat helmet
sepeda juga mahal.
Bahan baku yang biasa digunakan untuk pembuatan helmet sepeda adalah
plastic,rubber, fiberglass, polycarbonate,kevlar, maupun serat karbon. Teknologi
pembuatannya menggunakan teknik cetak suntik (injection molding) dan
thermoforming. Bahan dan cara pembuatan diatas membutuhkan biaya yang
sangat mahal. Hal inilah yang melatar belakangi peneliti ingin mendesain dan
membuat helmet sepeda berbahan komposit busa polimer dengan bahan penguat
serat tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dengan metode cetak tuang.

Diantara serat alam tersebut ialah serat dari tandan kosong kelapa sawit
(TKKS) yang telah diteliti di Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara sejak
tahun 2009. Serat TKKS merupakan serat alam yang diolah dari tandan kosong
kelapa sawit sisa dari proses produksi crude palm oil.

1
Universitas Sumatera Utara

Berdasarkan penelitian-penelitian sebelumnya serat alam dari tandan
kosong kelapa sawit (TKKS) diperkirakan cukup ekonomis dan dikembangkan
menjadi material alternatif bagi industri helmet. Pengembangan

material ini

sebagai material penguat komposit dengan matriks berasal dari material-material
polimer baru masih jarang ditemukan. Penulis tertarik untuk meneliti respon
material komposit yang berpenguat serat TKKS apabila dibuat dalam bentuk
helmet sepeda.

1.2.

Rumusan Masalah
Rumusan masalah yang diangkat dalam penelitian ini adalah bagaimana

teknologi pembentukan material polymeric foam diperkuat serat alam TKKS
secara tepat, sehingga sifat mekanik ketangguhan impak dan tegangan patah dapat
diperoleh.
Benturan yang terjadi pada kepala dapat menimbulkan cedera pada
jaringan kulit, tulang maupun struktur dikepala dan otak. Resiko benturan akibat
kecelakaan tersebut diatas dapat diminimalisir dengan penggunaan helmet.
Beberapa standard dan aturan hukum telah mewajibkan semua pengendara
kendaraan menggunakan helmet sebagai alat pelindung bagi pengendara.
Pada umumnya beban impak yang dialami pada helmet sepeda terjadi
pada sisi samping dan belakang. Untuk mengetahui besarnya tegangan dan
regangan tersebut perlu dilakukan pengujian impak jatuh bebas.

2
Universitas Sumatera Utara

1.3.

Tujuan Penelitian

1.3.1. Tujuan Umum
Tujuan umum penelitian ini untuk menganalisa struktur helmet sepeda dari
bahan polymeric foam diperkuat dengan serat TKKS.
1.3.2. Tujuan Kusus
Tujuan khusus penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui besar energi impak pada helmet sepeda.
2. Untuk mengetahui tegangan impak helmet sepeda dari bahan polymeric
foam yang diperkuat dengan serat tandan kosong kelapa sawit (TKKS).
1.4.

Batasan Masalah
Masalah yang muncul dapat diselesaikan dengan baik dan penelitian ini

mencapai tujuan yang diinginkan, maka diperlukan batasan masalah yang meliputi
antara lain :
1. Material yang digunakan polymeric foam yang diperkuat dengan serat
TKKS.

2. Pengujian yang dilakukan adalah uji impak jatuh bebas dan titik
pembebanan impak pada sisi samping dan belakang helmet sepeda.
1.5.

Manfaat Penelitian

1.5.1. Pengembangan Akademis
1. Bagi peneliti dapat menambah pengetahuan, wawasan dan pengalaman
tentang material komposit polymeric foam yang diperkuat serat TKKS.
2. Bagi akademik, penelitian ini dapat digunakan sebagai referensi tambahan
untuk penelitian tentang komposit serat TKKS.

3
Universitas Sumatera Utara

1.5.2. Pengembangan Industri
Sebagai pertimbangan bagi pihak industri untuk menjadikan material
polymeric foam yang diperkuat dengan serat TKKS sebagai bahan baku
pembuatan helmet yang ramah lingkungan, murah dan tahan terhadap beban
impak.

1.6.

Sistematika Penulisan
Pada penelitian ini akan berisikan:

BAB 1. PENDAHULUAN
Bab ini membahas latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian,
batasan masalah, manfaat penelitian dan sistematika penulisan.
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini membahas literatur dan referensi yang diperlukan berkenaan
dengan masalah yang dikaji dalam penelitian mengenai uji tekan, uji
brazilian, dan uji impak jatuh bebas.
BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisi urutan dan cara yang dilakukan. Dimulai dari alat, bahan,
dan proses yang dilaksanakan.
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini menampilkan data-data yang diperoleh dari penelitian dan hasil
pengujian berupa tabel-tabel maupun grafik hasil pengujian.
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini yaitu penutup, berisi tentang kesimpulan dan saran dari semua

hasil analisa pengamatan serta perhitungan.

4
Universitas Sumatera Utara

6. DAFTAR PUSTAKA
Daftar pustaka berisikan literatur yang digunakandalam penelitian dan
penyusunan laporan ini.
7. LAMPIRAN

5
Universitas Sumatera Utara