Studi Karakteristik Serat Basalt, Serbuk Kerang dan Alumunium sebagai Penguat Komposit Epoxy pada Kampas Rem Kendaraan Bermotor.
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR .............................................................................................................................. vii
SAMBUTAN KETUA PANITIA............................................................................................................ ix
SAMBUTAN KETUA LPPM UNIVERSITAS UDAYANA ................................................................ xi
HUMANIORA
NILAI LOKAL DALAM PENGELOLAAN SUMBER DAYA IKAN
DAN PENGEMBANGAN HUKUM
Fenty U. Puluhulawa, Nirwan Yunus ..........................................................................................................3
KEBIJAKAN LOKAL DAN ETNISITAS MENUJU
INTEGRASI KELOMPOK ETNIS
DI KABUPATEN POHUWATO
Wantu Sastro ...............................................................................................................................................8
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMENGARUHI KEBERHASILAN IMPLEMENTASI EKONOMI
HIJAU DALAM RESTORASI DAN KONSERVASI TERUMBU KARANG DI PEMUTERAN BALI
SEBAGAI DAYA TARIK EKOWISATA
I Ketut Surya Diarta, I Gede Setiawan Adi Putra ....................................................................................13
KEMAMPUAN BAHASA BALI GENERASI MUDA BALI DI UBUD GIANYAR BALI
Ni Luh Nyoman Seri Malini, Luh Putu Laksminy, I Ketut Ngurah Sulibra .............................................21
INTENSITAS KAPITAL INDUSTRI DAN DINAMISME KEUNGGULAN
KOMPARATIF PRODUK EKSPOR INDONESIA
Ni Putu Wiwin Setyari ..............................................................................................................................29
MODEL ESTIMASI KINERJA KEUANGAN BERDASARKAN FAKTOR-FAKTOR
INTERNAL UKM DI KABUPATEN BANDUNG
Rivan Sutrisno, Mardha Tri Meilani ..........................................................................................................38
KAMUS PRIMITIVA SEMANTIK BALI-INDONESIA-INGGRIS BIDANG ADAT DAN AGAMA
Dr. I Made Netra, S.S., M.Hum, Drs. I Nyoman Udayana, M.Litt., Ph.D,
Dr. Drs. I wayan Suardiana, M.Hum, Drs. I Ketut Ngurah Sulibra, M.Hum.,
Dr. Drs. Frans I Made Brata, M.Hum .......................................................................................................46
MODEL KONFIGURASI MAKNA TEKS CERITA RAKYAT TENTANG PRAKTIK-PRAKTIK
BUDAYA RANAH AGAMA DAN ADAT
UNTUK MEMPERKOKOH JATI DIRI MASYARAKAT BALI
Dr. Dra. Ni Ketut Ratna Erawati, M.Hum, Dr. I Made Netra, S.S., M.Hum,
Dr. Frans I Made Brata, M.Hum, Prof. Dr. I Made Suastika, S.U ............................................................ 54
Kuta, 29-30 Oktober 2015 | xiii
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
KETAHANAN AUS GESEK KAMPAS REM BERBASIS KOMPOSIT
EPOXY DENGAN PENGUAT BUBUK BASALT
I.D.G Ary Subagia1*, IKT Adi Atmika1, MD Parwata1,
Wayan Nata Septiadi1, MD.Dwi Budiana P1
1
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana, Bukit Jimbaran Badung (80361)
E-mail : arsubmt@gmail.com
ABSTRAK
Penelitian ini menginvestigasi ketahanan aus gesek kampas rem komposit dengan penguat material basalt dan
pengikat epoksi. Kampas rem komposit diprodukasi dengan menggunakan tahapan penekanan dan sintering. Tujuan
penelitian adalah untuk mengetahui tingkat keausan material komposit dengan penguat basalt akibat gesekan yang
berikan dengan menggunakan pengujian pin on disk. Kecepatan putar pada pengujian adalah .05Rpm dengan 200
putaran. Penelitian ini adalah menggunakan standar ASTM G 99-95a 2000. Material basalt yang dipergunakan
memiliki ukuran butir sebesar 105+50 µm, dan komposisi komposit yang di produksi adalah 30:70wt.%; 60:40wt.%
dan 80:20wt.%. Pada pembuatan material komposit digunakan akselerator yaitu 02% dan 0.6%. Hasil pengujian
didapatkan nilai rata - rata kehilangan masa dari setiap variasi spesimen, dimana untuk spesimen dengan komposisi
60;40 wt.% meiliki tingkat keausan akibat gesekan yang paling rendah dibandingkan dengan komposisi 30:70 wt%
dan 80;20wt%. Tingkat laju ketahan aus dari komposit tersebut adalah sebesar 10.9% dan 11.38% masing - masing.
Berdasarkan hasil yang diperoleh, maka dapat disimpulkan bahwa bahwa basalt adalah salah satu bahan alam yang
dapat dipergunakan sebagai pengganti asbeton pada kampas rem kendaraan bermotor.
Kata kunci: Ketahanan aus, Kampas rem, Komposit, Basalt, kompaksi, Sintering
1.
PENDAHULUAN
Keamanan berkendaraan telah menjadi tututan bagi semua pengendara baik roda dua maupun roda
empat dan lebih. Pengereman sebagai salah satu komponen keamanan aktif pada kendaraan haruslah
mampu mengendalikan dan menghentikan kendaraan dengan baik pada jarak yang pendek terhadap setiap
kecepatan (R Bosch Gmbh,2006). Kampas rem merupakan salah satu komponen utama dari sistem rem
yang berfungsi untuk menyerap energi kinetik kendaraan. Kampas rem bekerja dengan menimbulkan
USaSYO¥ O¥bO`O ^ZOb `S[ RO¥ YO[^Oa aVW¥UUO RWVOaWZYO¥ ¥WZOW ^S¥US`O[O¥ gO¥U RWaSPcb RS¥UO¥ Y]STpaWS¥
gesekan. Kampas rem pada umumnya adalah terbentuk dari material penguat dan pengikat, yang dalam
fungsingsi memiliki ketahanan aus, penyerapan air yang rendah dan tahan temperatur tinggi, serta mampu
[S¥UVOaWZYO¥ ¥WZOW Y]STpaWS¥ USaSYO¥ gO¥U bW¥UUW&
Asbeston merupakan bahan yang lazim digunakan sebagai bahan pembentuk kampas rem karena
beberapa keunggulan yang dimiliki seperti tahan panas, rendah dalam penyerapan air, murah, dan
memiliki ketahanan aus yang tinggi (Hossein Kakooei et al.,2007,V. S. Aigbodion et al.,2010). Akan tetapi,
salah satu kelemahan dari asbes adalah tidak ramah lingkungan, dalam arti kata debu yang dihasilkan
bersifat racun dan dapat menyebabkan terjadinya kanker paru-paru. Berkait dengan hal tersebut, komisi
keamanan komponen kendaraan bermotor internasional telah melarang penggunaan bahan asbes sebagai
bahan pembuat komponen kampas rem sejak sepuluh tahun terakhir. Bertitik tolak dari larangan tersebut,
banyak penelitian terhadap bahan alternatif sebagai pembentuk kampas rem telah dilakukan diantaranya
(A.N. Enetanya et al.,2000) meneliti unjuk kerja bahan kayu sebagai bahan lapisan gesekan kampas rem.
FS¥SZWbWO¥ gO¥U RWZOYcYO¥ bS`[OacY STTSY bS[^S`Obc` RO¥ bSYO¥O¥ bS`VORO^ Y]STpaWS¥ USaSY YO[^Oa
rem. Kemudian formulasi untuk karakteristik bahan gesekan pada sepatu rem dipelajai oleh (Darius G.
Solomon et al.,2007), Selanjutnya, pemanfaatan material alami sebagai bahan alternatif kampas rem juga
telah diteliti oleh (Kiswiranti D et al.,2009,M.A. Maleque et al.,2010,Sutikno,2008). Penelitian lain untuk
[ObS`WOZ YO[^Oa `S[ RS¥UO¥ [S¥UO^ZWYOaWYO¥ Y][^]aWb aS`Ob PO[Pc$ pPS` UZOaa$ aS`PcY OZc[c¥Wc[
dengan pengikat resin polyester telah dilakukan oleh (Pramuko Ilmu Purboputro,2012). Berkaitan
dengan teknologi manufaktur kampas rem juga telah teliti diantaranya (M Ikhbal Mursan et al.,2014,Moh
Kuta, 29-30 Oktober 2015 | 1469
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
Fawaid et al.,2013), Disamping itu terkait dengan metode pembuatan kampas rem telah dilakukan oleh
(Idg Subagia et al.,2014,Weiming Liu et al.,2014). Komposit adalah material yang lazim dibentuk untuk
kampas rem karena terdiri dari bahan penguat dan pengikat. Pada saat ini, dalam upaya mengganti asbes
sebagai kampas rem kendaraan bermotor, telah diperkenalkan material komposit berbasis penguat basalt.
Basalt adalah batuan beku bersifat basa yang terbentuk dari proses pembekuan magma di permukaan atau
dekat permukaan bumi. Karena terbentuk pada permukaan bumi maka termasuk ke dalam batu ekstrusif
(vulkanik) (V. Lopresto et al.,2011). Material basalt memiliki sifat mekanis yang cukup baik terhadap
strength, hardness dan tougness. Selain itu basalt memiliki density yang rendah, tahan temperatur panas
tinggi, murah dan ramah lingkungan.(A Todić et al.,2013)
Penelitian ini dilakukan dengan merancang material komposit dengan penguat serbuk basalt dan
epoxy sebagai matrik untuk kampas rem kendaraan dengan menggunakan metode kompasi dan sintering.
Tujuan penelitian adalah menguji dan menginvestigasi karakteristik ketahanan aus akibat gesekan dengan
menggunakan pin on disk test.
2.
2.1
METODE DAN FABRIKASI
Material
Bubuk basalt telah diimplementasikan sebagai penguat material komposit epoxy sebagai kampas
rem kendaraan bermotor. Basalt seperti telah dijelaskan di atas, adalah bersumber dari pengerasan lahar
gunung (lihat gambar 1) yang tersusun dari unsur-unsur kimia sebagaimana tunjukkan pada Tabel 1.
Ukuran butir basalt pada penelitian ini digunakan adalah 150+50 µm. Disamping itu sifat mekanis basalt
adalah ditunjukkan seperti Tabel 2.
Gambar 1 Material basalt
Tabel 1 Unsur senyawa pembentuk basalt
Unsur
Fe2O3
MnO
TiO2
CaO
K2O
SiO2
Na2O
Al2O3
P2O5
MgO
%
14.3
0.22
3.3
11.8
1.3
43
2.5
12.7
0.65
9.8
Tabel 2 Karakteristik mekanis material basalt
:ObO paWY 8OaOZb
Nilai (unit)
Density
Tensile strength
Temperatur sintering
Temperatur operasi
Modulus of elastisitas
Mohs Hardness @20oC
Melting point
Heat resistance
Elongation at break
Modulus elastik
2600-2630 (kg/m3)
500k-550k (psi)
1050 (oC)
-265-+700 (oC)
9100-1100 (kg/mm3)
5-9
1170(oC)
700-1000 (deg.C)
3.15(%)
89 (kg/mm3)
1470 | Kuta, 29-30 Oktober 2015
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
2.2 Proses Manufaktur
Kampas rem pada penelitian ini adalah diproduksi dengan melakukan tahap pencampuran (mixing),
penekanan (kompaksi) dan pemanasan (sintering) serta pemotongan benda uji. Komposisi komposit adalah
ditunjukkan seperti pada Tabel 3 berdasarkan pada standart ASTM D 3171-09. Pada proses pembuatan
penekanan dilakukan dengan pembebanan sebesar 2500 N selama kurang lebih 30 menit untuk setiap
veriasi komposit kampas rem. Selanjutnya komposit di sintering pada temperatur 60o selama 2 jam untuk
masing masing variasi. Kemudian, material komposi kampas rem setiap variasi masing - masing dipotong
dengan dimensi 20 x 13.75 mm2. Pin on disk adalah alat yang dipergunakan untuk menguji keausan benda
uji kampas rem dengan menggunakan standar ASTM G 99-95a 2000 seperti diilutrasikan pada gambar 2.
Pin-On-Disc merupakan alat tribotester untuk menguji gesekan dan keausan suatu bahan material yang
saling bersentuhan(Eko Armanto et al.,2012,Darmanto et al.,2014). Pada penelitian ini, kecepatan putaran
disk adalah 0.05Rpm dengan 200 putaran pada sample.
Komposisi material komposit dengan penguat basalt dan pengikat epoxy adalah didasarkan pada
fraksi berat yaitu 30:70wt.%; 60:40wt.% dan 80:20wt.%, masing-masing diuji sebanyak 5 buah specimen.
Adapun komposisi tersebut ditunjukkan seperti pada tabel 3 sebagai berikut:
Tabel 3 variasi komposisi komposit basalt/epoxy
Kode
ABICa
ABICb
ABIICa
ABIICb
ABIIICa
A (µm)
150+50µm
ABIIICa
B (%)
I
40%
II
60%
III
80%
a
b
a
b
a
C (%)
0.2%
0.6%
0.2%
0.6%
0.2%
b
0.6%
Gambar 2 mesin uji keausan Pin-on disk
Komposisi dan keausan dari komposit basalt-epoxy ditentukan berdasarkan persamaan matematik
sebagai berikut;
Fraksi berat: wc = wm + w f
(1)
wf
w
Wm =
m
wc
,W f =
wc
Wm + W f = 1
dimana; ωc adalah berat komposit, ωf PS`Ob POVO¥ ^S¥UcOb "pZZS`#$ ωm berat pengikat (matrik), dan
PS`Ob T`OYaW pZZS` RWbc¥XcYYO¥ RS¥UO¥ Wf serta fraksi berat matrik adalah Wm.
FS`VWbc¥UO¥ PS`Ob YSOcaO¥ OROZ RWRSp¥WaWYO¥ aSPOUOW PS`Ob YSOcaO¥ 5 PS`Ob OeOZ % PS`Ob OYVW`$
sedangkan untuk volume keausan ditentukan dengan persamaan:
Kuta, 29-30 Oktober 2015 | 1471
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
Vol.keausan=
(2)
Berat keausan (gram)
Berat jenis ( gram
mm 3 )
Faktor keausan:
Faktor.keausan=
Vol. keausan (mm3 )
Beban (N) x Jarak tempuh (m)
(3)
Keausan permukaan pada penelitian ini adalah disebabkan oleh penanmpang yang berbetuk semisperical, sehingga dihitung menggunakan persamaan:
P = a.l → l =
p rj
180o
(4)
m g
Kehilangan masssa perluas penampang dihitung dengan persamaan:
z = ( 2 ) (5)
P 2.75
cm cm, dan
Hasil perhitungan menggunakan persamaan (4) dimana a adalah lebar spesimen uji
2
panjang port l = 3.335 cm sehingga nilai P adalah 9.17125 cm . Selanjutnya hasil perhitungan ketahanan
aus komposit basalt/epoxy rata - rata adalah eseperti pada Tabel 4.
Tabel 4 Hasil perhitungan dari ketahanan keausan komposit basalt/epoxy
Gambar 3 Diagram batang keausan benda uji komposit basalt/epoxy penggunaan acelerator 0.2% dan 0.6%
3.
3.1
Analisa dan diskusi
Karakteristik Ketangguhan keausan
Gambar 3 dan tabel 4 masing - masing menunjukkan diagram batang distribusi keausan dan nilai rata
- rata kehilangan massa dari komposit dengan penguat basalt/epoxy untuk material kampas rem kendaraan
bermotor. Dari Tabel 4 dapat dilihat bahwa kehausan terendah terjadi adalah pada spesimen dengan variasi
ABIICa dan ABIICb dengan akselerator masing - masing 0.2% dan 0.6%. Dimana, kehilangan masa yang
dialami oleh kedua sample masing - masing adalah 10.9% dan 11.38%. Sedangkan pada variasi komposit
untuk ABICa dan ABICb adalah memiliki rata-rata keausan yang paling tinggi masing-masing 0.03g karena
1472 | Kuta, 29-30 Oktober 2015
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
jumlah butuir yang rendah yaitu sebesar 30 wt% dibandingkan dengan matrik yaitu 70 wt%. Selanjutnya
untuk campuran komposit dengan komposisi 80wt% penguat dan 20wt% pengikat yang ditunjukkan
dengan material ABIIICa dan ABIIICb dibandingkan dengan komposit dengan komposisi 60:40wt%.
Berdasarkan analisa, diperoleh bahwa pada komposisi rendah keausan adalah lebih banyak
disebabkan oleh hilangnya massa matrik, dan sebaliknya pada komposisi tinggi keausan terjadi karena
butir penguat dengan mudah terlepas dari ikatan. Hal ini dikarenak matrik tidak sepenuhnya mengikat
butir - butir penguat (basat). Sedangkan pada komposisi 60:40wt% merupakan komposis yang paling
]^bW[OZ$ gO¥U[O¥O O¥bO`O [Ob`WY RO¥ ^S¥UcOb "pZZS`# aSQO`O c¥WT]`[ PS`aObc c¥bcY [S[PSbcY WYObO¥&
Dengan hasil tersebut, dengan ini dapat disimpulkan bahwa komposis antara jumlah butir dan jumlah
[Ob`WY [S[PS`WYO¥ ^S¥UO`cV gO¥U aWU¥WpYO¥ bS`VORO^ ZOXc YSOcaO¥ OYWPOb USaSYO¥ RO`W [ObS`WOZ Y][^]aWb
basalt epoksi. Disamping itu basalt merupakan salah satu bahan alternatif alami yang dapat dipergunakan
sebagai alternatif bahan untuk kampas rem pengganti asbes.
4.
Kesimpulan
Material komposit basalt/epoxy untuk bahan kampas rem kendaraan bermotor telah dibuat
dengan tahapan pencampuran, compaction dan sintering. Spesimen diuji untuk ketahan keausan dengan
menggunakan pin-on disk test, pada kecepatan 0.05 rpm untuk setiap variasi benda uji, yang masing masing
variasi diuji sebanyak 5 (lima) kali sehingga diperoleh rata-rata ketahanan aus.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa keasuan terrendah adalah terjadi pada variasi spesimen ABIICa
dan ABIICb dibandingkan dengan variasi komposit basalt/epoksi untuk kampas rem lainnya. Besarnya
kehilangan massa dari spesimen tersebut masing-masing adalah 10.9% dan 11.38%. Dengan hasil tersebut,
dapat disimpulkan bahwa basalt adalah salah satu bahan alam yang dapat dipergunakan sebagai pengganti
asbes pada kampas rem kendaraan bermotor.
Ucapan Terimakasih
Ucapan terimakasih disampaikan kepada Lembaga Riset dan Teknologi atas pendanaan Riset SINAS
2014. Selain itu juga diucapkan terima kasih kepada pihak Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada
Masyarakat Universitas Udayan atas kesempatan dan waktu yang telah disediakan sehingga paper ini dapat
dideseminasikan pada Senimar Nasional “SENASTEK-2015.
DAFTAR PUSTAKA
A.N. Enetanya,L.E.S. Akpanisi, (2000), Performance characteristics of a wood by-product as base friction
lining material, Nigerian Journal of Technology, 19 (1), pp. 1-14.
Eko Armanto, Aan Burhanudin, Didi Dwi Krisnandi,Dian Prabowo. (2012). Perancangan mesin uji
tribologi pin-on-disc. Paper presented at the Prosiding Seminar Nasional Sains Dan Teknologi
Fakultas Teknik.
Darius G. Solomon,Mohamad N. Berhan. (2007). Characterization of friction material formulations for
brake pads. Paper presented at the The World Congress on Engineering (WCE) London, U.K.
Darmanto, Muhamad Thufik Ridwan,Imam Syafa’at, (2014), Analisis keausan alumunium menggunakan
tribotester pin-on-disc dengan variasi kondisi pelumas, Momentum, 10 (1), pp. Issn: 0216-7395.
Hossein Kakooei, Mahmod Sameti,Ali Akbar Kakooei., (2007), Asbestos exposure during routine brake
lining manufacture, Industrial Health, 45 (pp. 787-792.
Kiswiranti D, Sugianto, Hindarto N,Sutikno, (2009), Pemanfaatan serbuk tempurung kelapa sebagai
alternatif serat penguat bahan gesek non-asbes pada pembuatan kampas rem sepeda motor, Jurnal
Pendidikan Fisika Indonesia (JPFI), 9, No. 1 (pp. 87-93.
V. Lopresto, C. Leone,I. De Iorio, (2011), Mechanical characterisation of basalt fibre reinforced plastic,
Composites Part B: Engineering, 42 (4), pp. 717-723. Issn: 13598368.
Kuta, 29-30 Oktober 2015 | 1473
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
M Ikhbal Mursan, Daswarman Daswarman,Erzeddin Alwi, (2014), Pengaruh intensitas tekanan kampas
rem terhadap tingkat keausan kampas rem sepeda motor yamaha mio tahun 2008, Automotive
Engineering Education Journal, 1 (2), pp. Issn: 2302-335.
M.A. Maleque, S.Dyuti,M.M. Rahman. (2010). Material selection method in design of automotive brake
disc. Paper presented at the Proceedings of the World Congress on Engineering. Vol III (WCE),
London, U.K.
Moh Fawaid, Sunardi,Shafnur Hamdi. (2013). Pengaruh variasi tekanan kompaksi terhadap karakteristik
komposit bahan alternatif kampas rem berpenguat serat bambu. Paper presented at the Seminar
Nasional Industrial Services (SNIS) III, Cilegon.
Pramuko Ilmu Purboputro. (2012). Pengembangan kampas rem sepeda motor dari komposit serat
bambu, fiber glass, serbuk aluminium dengan pengikat resin polyester terhadap ketahanan aus dan
karakteristik pengeremannya. Paper presented at the Seminar Nasional Aplikasi Sains & Teknologi
(SNAST) Periode III, Yogyakarta.
R Bosch Gmbh. (2006). Safety, comfort and convenience system. England: John Wiley & Son Ltd. Isbn:
0-470-05903-6.
Idg Subagia,Yonjig Kim, (2014), Tensile behavior of hybrid epoxy composite laminate containing carbon
and basalt fibers, Science and Engineering of Composite Materials, 21 (2), pp. 211-217. Issn: 21910359.
Sutikno, (2008), Pengaruh komposisi serbuk tempurung kelapa terhadap sifat-sifat fisik dan mekanik bahan
gesek non asbes untuk aplikasi kampas rem sepeda motor, Jurnal Ilmiah Populer dan Teknologi
Terapan, 6, No. 2 (pp. 893-904.
A Todić, D Čikara, V Lazić, T Todić, I Čamagić,A Skulić. (2013). Examination of wear resistance of
polymer–basalt composites: Tribology in Industry.
V. S. Aigbodion, U. Akadike, S.B. Hassan, F. Asuke,J.O. Agunsoye, (2010), Development of asbestos
- free brake pad using bagasse, Tribology in industry, 32, No.1 (pp. 12-18.
Weiming Liu, Rodney G. Silvey,Jason Heath Mahan. (2014). US8689421 B2.
1474 | Kuta, 29-30 Oktober 2015
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR .............................................................................................................................. vii
SAMBUTAN KETUA PANITIA............................................................................................................ ix
SAMBUTAN KETUA LPPM UNIVERSITAS UDAYANA ................................................................ xi
HUMANIORA
NILAI LOKAL DALAM PENGELOLAAN SUMBER DAYA IKAN
DAN PENGEMBANGAN HUKUM
Fenty U. Puluhulawa, Nirwan Yunus ..........................................................................................................3
KEBIJAKAN LOKAL DAN ETNISITAS MENUJU
INTEGRASI KELOMPOK ETNIS
DI KABUPATEN POHUWATO
Wantu Sastro ...............................................................................................................................................8
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMENGARUHI KEBERHASILAN IMPLEMENTASI EKONOMI
HIJAU DALAM RESTORASI DAN KONSERVASI TERUMBU KARANG DI PEMUTERAN BALI
SEBAGAI DAYA TARIK EKOWISATA
I Ketut Surya Diarta, I Gede Setiawan Adi Putra ....................................................................................13
KEMAMPUAN BAHASA BALI GENERASI MUDA BALI DI UBUD GIANYAR BALI
Ni Luh Nyoman Seri Malini, Luh Putu Laksminy, I Ketut Ngurah Sulibra .............................................21
INTENSITAS KAPITAL INDUSTRI DAN DINAMISME KEUNGGULAN
KOMPARATIF PRODUK EKSPOR INDONESIA
Ni Putu Wiwin Setyari ..............................................................................................................................29
MODEL ESTIMASI KINERJA KEUANGAN BERDASARKAN FAKTOR-FAKTOR
INTERNAL UKM DI KABUPATEN BANDUNG
Rivan Sutrisno, Mardha Tri Meilani ..........................................................................................................38
KAMUS PRIMITIVA SEMANTIK BALI-INDONESIA-INGGRIS BIDANG ADAT DAN AGAMA
Dr. I Made Netra, S.S., M.Hum, Drs. I Nyoman Udayana, M.Litt., Ph.D,
Dr. Drs. I wayan Suardiana, M.Hum, Drs. I Ketut Ngurah Sulibra, M.Hum.,
Dr. Drs. Frans I Made Brata, M.Hum .......................................................................................................46
MODEL KONFIGURASI MAKNA TEKS CERITA RAKYAT TENTANG PRAKTIK-PRAKTIK
BUDAYA RANAH AGAMA DAN ADAT
UNTUK MEMPERKOKOH JATI DIRI MASYARAKAT BALI
Dr. Dra. Ni Ketut Ratna Erawati, M.Hum, Dr. I Made Netra, S.S., M.Hum,
Dr. Frans I Made Brata, M.Hum, Prof. Dr. I Made Suastika, S.U ............................................................ 54
Kuta, 29-30 Oktober 2015 | xiii
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
KETAHANAN AUS GESEK KAMPAS REM BERBASIS KOMPOSIT
EPOXY DENGAN PENGUAT BUBUK BASALT
I.D.G Ary Subagia1*, IKT Adi Atmika1, MD Parwata1,
Wayan Nata Septiadi1, MD.Dwi Budiana P1
1
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana, Bukit Jimbaran Badung (80361)
E-mail : arsubmt@gmail.com
ABSTRAK
Penelitian ini menginvestigasi ketahanan aus gesek kampas rem komposit dengan penguat material basalt dan
pengikat epoksi. Kampas rem komposit diprodukasi dengan menggunakan tahapan penekanan dan sintering. Tujuan
penelitian adalah untuk mengetahui tingkat keausan material komposit dengan penguat basalt akibat gesekan yang
berikan dengan menggunakan pengujian pin on disk. Kecepatan putar pada pengujian adalah .05Rpm dengan 200
putaran. Penelitian ini adalah menggunakan standar ASTM G 99-95a 2000. Material basalt yang dipergunakan
memiliki ukuran butir sebesar 105+50 µm, dan komposisi komposit yang di produksi adalah 30:70wt.%; 60:40wt.%
dan 80:20wt.%. Pada pembuatan material komposit digunakan akselerator yaitu 02% dan 0.6%. Hasil pengujian
didapatkan nilai rata - rata kehilangan masa dari setiap variasi spesimen, dimana untuk spesimen dengan komposisi
60;40 wt.% meiliki tingkat keausan akibat gesekan yang paling rendah dibandingkan dengan komposisi 30:70 wt%
dan 80;20wt%. Tingkat laju ketahan aus dari komposit tersebut adalah sebesar 10.9% dan 11.38% masing - masing.
Berdasarkan hasil yang diperoleh, maka dapat disimpulkan bahwa bahwa basalt adalah salah satu bahan alam yang
dapat dipergunakan sebagai pengganti asbeton pada kampas rem kendaraan bermotor.
Kata kunci: Ketahanan aus, Kampas rem, Komposit, Basalt, kompaksi, Sintering
1.
PENDAHULUAN
Keamanan berkendaraan telah menjadi tututan bagi semua pengendara baik roda dua maupun roda
empat dan lebih. Pengereman sebagai salah satu komponen keamanan aktif pada kendaraan haruslah
mampu mengendalikan dan menghentikan kendaraan dengan baik pada jarak yang pendek terhadap setiap
kecepatan (R Bosch Gmbh,2006). Kampas rem merupakan salah satu komponen utama dari sistem rem
yang berfungsi untuk menyerap energi kinetik kendaraan. Kampas rem bekerja dengan menimbulkan
USaSYO¥ O¥bO`O ^ZOb `S[ RO¥ YO[^Oa aVW¥UUO RWVOaWZYO¥ ¥WZOW ^S¥US`O[O¥ gO¥U RWaSPcb RS¥UO¥ Y]STpaWS¥
gesekan. Kampas rem pada umumnya adalah terbentuk dari material penguat dan pengikat, yang dalam
fungsingsi memiliki ketahanan aus, penyerapan air yang rendah dan tahan temperatur tinggi, serta mampu
[S¥UVOaWZYO¥ ¥WZOW Y]STpaWS¥ USaSYO¥ gO¥U bW¥UUW&
Asbeston merupakan bahan yang lazim digunakan sebagai bahan pembentuk kampas rem karena
beberapa keunggulan yang dimiliki seperti tahan panas, rendah dalam penyerapan air, murah, dan
memiliki ketahanan aus yang tinggi (Hossein Kakooei et al.,2007,V. S. Aigbodion et al.,2010). Akan tetapi,
salah satu kelemahan dari asbes adalah tidak ramah lingkungan, dalam arti kata debu yang dihasilkan
bersifat racun dan dapat menyebabkan terjadinya kanker paru-paru. Berkait dengan hal tersebut, komisi
keamanan komponen kendaraan bermotor internasional telah melarang penggunaan bahan asbes sebagai
bahan pembuat komponen kampas rem sejak sepuluh tahun terakhir. Bertitik tolak dari larangan tersebut,
banyak penelitian terhadap bahan alternatif sebagai pembentuk kampas rem telah dilakukan diantaranya
(A.N. Enetanya et al.,2000) meneliti unjuk kerja bahan kayu sebagai bahan lapisan gesekan kampas rem.
FS¥SZWbWO¥ gO¥U RWZOYcYO¥ bS`[OacY STTSY bS[^S`Obc` RO¥ bSYO¥O¥ bS`VORO^ Y]STpaWS¥ USaSY YO[^Oa
rem. Kemudian formulasi untuk karakteristik bahan gesekan pada sepatu rem dipelajai oleh (Darius G.
Solomon et al.,2007), Selanjutnya, pemanfaatan material alami sebagai bahan alternatif kampas rem juga
telah diteliti oleh (Kiswiranti D et al.,2009,M.A. Maleque et al.,2010,Sutikno,2008). Penelitian lain untuk
[ObS`WOZ YO[^Oa `S[ RS¥UO¥ [S¥UO^ZWYOaWYO¥ Y][^]aWb aS`Ob PO[Pc$ pPS` UZOaa$ aS`PcY OZc[c¥Wc[
dengan pengikat resin polyester telah dilakukan oleh (Pramuko Ilmu Purboputro,2012). Berkaitan
dengan teknologi manufaktur kampas rem juga telah teliti diantaranya (M Ikhbal Mursan et al.,2014,Moh
Kuta, 29-30 Oktober 2015 | 1469
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
Fawaid et al.,2013), Disamping itu terkait dengan metode pembuatan kampas rem telah dilakukan oleh
(Idg Subagia et al.,2014,Weiming Liu et al.,2014). Komposit adalah material yang lazim dibentuk untuk
kampas rem karena terdiri dari bahan penguat dan pengikat. Pada saat ini, dalam upaya mengganti asbes
sebagai kampas rem kendaraan bermotor, telah diperkenalkan material komposit berbasis penguat basalt.
Basalt adalah batuan beku bersifat basa yang terbentuk dari proses pembekuan magma di permukaan atau
dekat permukaan bumi. Karena terbentuk pada permukaan bumi maka termasuk ke dalam batu ekstrusif
(vulkanik) (V. Lopresto et al.,2011). Material basalt memiliki sifat mekanis yang cukup baik terhadap
strength, hardness dan tougness. Selain itu basalt memiliki density yang rendah, tahan temperatur panas
tinggi, murah dan ramah lingkungan.(A Todić et al.,2013)
Penelitian ini dilakukan dengan merancang material komposit dengan penguat serbuk basalt dan
epoxy sebagai matrik untuk kampas rem kendaraan dengan menggunakan metode kompasi dan sintering.
Tujuan penelitian adalah menguji dan menginvestigasi karakteristik ketahanan aus akibat gesekan dengan
menggunakan pin on disk test.
2.
2.1
METODE DAN FABRIKASI
Material
Bubuk basalt telah diimplementasikan sebagai penguat material komposit epoxy sebagai kampas
rem kendaraan bermotor. Basalt seperti telah dijelaskan di atas, adalah bersumber dari pengerasan lahar
gunung (lihat gambar 1) yang tersusun dari unsur-unsur kimia sebagaimana tunjukkan pada Tabel 1.
Ukuran butir basalt pada penelitian ini digunakan adalah 150+50 µm. Disamping itu sifat mekanis basalt
adalah ditunjukkan seperti Tabel 2.
Gambar 1 Material basalt
Tabel 1 Unsur senyawa pembentuk basalt
Unsur
Fe2O3
MnO
TiO2
CaO
K2O
SiO2
Na2O
Al2O3
P2O5
MgO
%
14.3
0.22
3.3
11.8
1.3
43
2.5
12.7
0.65
9.8
Tabel 2 Karakteristik mekanis material basalt
:ObO paWY 8OaOZb
Nilai (unit)
Density
Tensile strength
Temperatur sintering
Temperatur operasi
Modulus of elastisitas
Mohs Hardness @20oC
Melting point
Heat resistance
Elongation at break
Modulus elastik
2600-2630 (kg/m3)
500k-550k (psi)
1050 (oC)
-265-+700 (oC)
9100-1100 (kg/mm3)
5-9
1170(oC)
700-1000 (deg.C)
3.15(%)
89 (kg/mm3)
1470 | Kuta, 29-30 Oktober 2015
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
2.2 Proses Manufaktur
Kampas rem pada penelitian ini adalah diproduksi dengan melakukan tahap pencampuran (mixing),
penekanan (kompaksi) dan pemanasan (sintering) serta pemotongan benda uji. Komposisi komposit adalah
ditunjukkan seperti pada Tabel 3 berdasarkan pada standart ASTM D 3171-09. Pada proses pembuatan
penekanan dilakukan dengan pembebanan sebesar 2500 N selama kurang lebih 30 menit untuk setiap
veriasi komposit kampas rem. Selanjutnya komposit di sintering pada temperatur 60o selama 2 jam untuk
masing masing variasi. Kemudian, material komposi kampas rem setiap variasi masing - masing dipotong
dengan dimensi 20 x 13.75 mm2. Pin on disk adalah alat yang dipergunakan untuk menguji keausan benda
uji kampas rem dengan menggunakan standar ASTM G 99-95a 2000 seperti diilutrasikan pada gambar 2.
Pin-On-Disc merupakan alat tribotester untuk menguji gesekan dan keausan suatu bahan material yang
saling bersentuhan(Eko Armanto et al.,2012,Darmanto et al.,2014). Pada penelitian ini, kecepatan putaran
disk adalah 0.05Rpm dengan 200 putaran pada sample.
Komposisi material komposit dengan penguat basalt dan pengikat epoxy adalah didasarkan pada
fraksi berat yaitu 30:70wt.%; 60:40wt.% dan 80:20wt.%, masing-masing diuji sebanyak 5 buah specimen.
Adapun komposisi tersebut ditunjukkan seperti pada tabel 3 sebagai berikut:
Tabel 3 variasi komposisi komposit basalt/epoxy
Kode
ABICa
ABICb
ABIICa
ABIICb
ABIIICa
A (µm)
150+50µm
ABIIICa
B (%)
I
40%
II
60%
III
80%
a
b
a
b
a
C (%)
0.2%
0.6%
0.2%
0.6%
0.2%
b
0.6%
Gambar 2 mesin uji keausan Pin-on disk
Komposisi dan keausan dari komposit basalt-epoxy ditentukan berdasarkan persamaan matematik
sebagai berikut;
Fraksi berat: wc = wm + w f
(1)
wf
w
Wm =
m
wc
,W f =
wc
Wm + W f = 1
dimana; ωc adalah berat komposit, ωf PS`Ob POVO¥ ^S¥UcOb "pZZS`#$ ωm berat pengikat (matrik), dan
PS`Ob T`OYaW pZZS` RWbc¥XcYYO¥ RS¥UO¥ Wf serta fraksi berat matrik adalah Wm.
FS`VWbc¥UO¥ PS`Ob YSOcaO¥ OROZ RWRSp¥WaWYO¥ aSPOUOW PS`Ob YSOcaO¥ 5 PS`Ob OeOZ % PS`Ob OYVW`$
sedangkan untuk volume keausan ditentukan dengan persamaan:
Kuta, 29-30 Oktober 2015 | 1471
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
Vol.keausan=
(2)
Berat keausan (gram)
Berat jenis ( gram
mm 3 )
Faktor keausan:
Faktor.keausan=
Vol. keausan (mm3 )
Beban (N) x Jarak tempuh (m)
(3)
Keausan permukaan pada penelitian ini adalah disebabkan oleh penanmpang yang berbetuk semisperical, sehingga dihitung menggunakan persamaan:
P = a.l → l =
p rj
180o
(4)
m g
Kehilangan masssa perluas penampang dihitung dengan persamaan:
z = ( 2 ) (5)
P 2.75
cm cm, dan
Hasil perhitungan menggunakan persamaan (4) dimana a adalah lebar spesimen uji
2
panjang port l = 3.335 cm sehingga nilai P adalah 9.17125 cm . Selanjutnya hasil perhitungan ketahanan
aus komposit basalt/epoxy rata - rata adalah eseperti pada Tabel 4.
Tabel 4 Hasil perhitungan dari ketahanan keausan komposit basalt/epoxy
Gambar 3 Diagram batang keausan benda uji komposit basalt/epoxy penggunaan acelerator 0.2% dan 0.6%
3.
3.1
Analisa dan diskusi
Karakteristik Ketangguhan keausan
Gambar 3 dan tabel 4 masing - masing menunjukkan diagram batang distribusi keausan dan nilai rata
- rata kehilangan massa dari komposit dengan penguat basalt/epoxy untuk material kampas rem kendaraan
bermotor. Dari Tabel 4 dapat dilihat bahwa kehausan terendah terjadi adalah pada spesimen dengan variasi
ABIICa dan ABIICb dengan akselerator masing - masing 0.2% dan 0.6%. Dimana, kehilangan masa yang
dialami oleh kedua sample masing - masing adalah 10.9% dan 11.38%. Sedangkan pada variasi komposit
untuk ABICa dan ABICb adalah memiliki rata-rata keausan yang paling tinggi masing-masing 0.03g karena
1472 | Kuta, 29-30 Oktober 2015
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
jumlah butuir yang rendah yaitu sebesar 30 wt% dibandingkan dengan matrik yaitu 70 wt%. Selanjutnya
untuk campuran komposit dengan komposisi 80wt% penguat dan 20wt% pengikat yang ditunjukkan
dengan material ABIIICa dan ABIIICb dibandingkan dengan komposit dengan komposisi 60:40wt%.
Berdasarkan analisa, diperoleh bahwa pada komposisi rendah keausan adalah lebih banyak
disebabkan oleh hilangnya massa matrik, dan sebaliknya pada komposisi tinggi keausan terjadi karena
butir penguat dengan mudah terlepas dari ikatan. Hal ini dikarenak matrik tidak sepenuhnya mengikat
butir - butir penguat (basat). Sedangkan pada komposisi 60:40wt% merupakan komposis yang paling
]^bW[OZ$ gO¥U[O¥O O¥bO`O [Ob`WY RO¥ ^S¥UcOb "pZZS`# aSQO`O c¥WT]`[ PS`aObc c¥bcY [S[PSbcY WYObO¥&
Dengan hasil tersebut, dengan ini dapat disimpulkan bahwa komposis antara jumlah butir dan jumlah
[Ob`WY [S[PS`WYO¥ ^S¥UO`cV gO¥U aWU¥WpYO¥ bS`VORO^ ZOXc YSOcaO¥ OYWPOb USaSYO¥ RO`W [ObS`WOZ Y][^]aWb
basalt epoksi. Disamping itu basalt merupakan salah satu bahan alternatif alami yang dapat dipergunakan
sebagai alternatif bahan untuk kampas rem pengganti asbes.
4.
Kesimpulan
Material komposit basalt/epoxy untuk bahan kampas rem kendaraan bermotor telah dibuat
dengan tahapan pencampuran, compaction dan sintering. Spesimen diuji untuk ketahan keausan dengan
menggunakan pin-on disk test, pada kecepatan 0.05 rpm untuk setiap variasi benda uji, yang masing masing
variasi diuji sebanyak 5 (lima) kali sehingga diperoleh rata-rata ketahanan aus.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa keasuan terrendah adalah terjadi pada variasi spesimen ABIICa
dan ABIICb dibandingkan dengan variasi komposit basalt/epoksi untuk kampas rem lainnya. Besarnya
kehilangan massa dari spesimen tersebut masing-masing adalah 10.9% dan 11.38%. Dengan hasil tersebut,
dapat disimpulkan bahwa basalt adalah salah satu bahan alam yang dapat dipergunakan sebagai pengganti
asbes pada kampas rem kendaraan bermotor.
Ucapan Terimakasih
Ucapan terimakasih disampaikan kepada Lembaga Riset dan Teknologi atas pendanaan Riset SINAS
2014. Selain itu juga diucapkan terima kasih kepada pihak Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada
Masyarakat Universitas Udayan atas kesempatan dan waktu yang telah disediakan sehingga paper ini dapat
dideseminasikan pada Senimar Nasional “SENASTEK-2015.
DAFTAR PUSTAKA
A.N. Enetanya,L.E.S. Akpanisi, (2000), Performance characteristics of a wood by-product as base friction
lining material, Nigerian Journal of Technology, 19 (1), pp. 1-14.
Eko Armanto, Aan Burhanudin, Didi Dwi Krisnandi,Dian Prabowo. (2012). Perancangan mesin uji
tribologi pin-on-disc. Paper presented at the Prosiding Seminar Nasional Sains Dan Teknologi
Fakultas Teknik.
Darius G. Solomon,Mohamad N. Berhan. (2007). Characterization of friction material formulations for
brake pads. Paper presented at the The World Congress on Engineering (WCE) London, U.K.
Darmanto, Muhamad Thufik Ridwan,Imam Syafa’at, (2014), Analisis keausan alumunium menggunakan
tribotester pin-on-disc dengan variasi kondisi pelumas, Momentum, 10 (1), pp. Issn: 0216-7395.
Hossein Kakooei, Mahmod Sameti,Ali Akbar Kakooei., (2007), Asbestos exposure during routine brake
lining manufacture, Industrial Health, 45 (pp. 787-792.
Kiswiranti D, Sugianto, Hindarto N,Sutikno, (2009), Pemanfaatan serbuk tempurung kelapa sebagai
alternatif serat penguat bahan gesek non-asbes pada pembuatan kampas rem sepeda motor, Jurnal
Pendidikan Fisika Indonesia (JPFI), 9, No. 1 (pp. 87-93.
V. Lopresto, C. Leone,I. De Iorio, (2011), Mechanical characterisation of basalt fibre reinforced plastic,
Composites Part B: Engineering, 42 (4), pp. 717-723. Issn: 13598368.
Kuta, 29-30 Oktober 2015 | 1473
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
M Ikhbal Mursan, Daswarman Daswarman,Erzeddin Alwi, (2014), Pengaruh intensitas tekanan kampas
rem terhadap tingkat keausan kampas rem sepeda motor yamaha mio tahun 2008, Automotive
Engineering Education Journal, 1 (2), pp. Issn: 2302-335.
M.A. Maleque, S.Dyuti,M.M. Rahman. (2010). Material selection method in design of automotive brake
disc. Paper presented at the Proceedings of the World Congress on Engineering. Vol III (WCE),
London, U.K.
Moh Fawaid, Sunardi,Shafnur Hamdi. (2013). Pengaruh variasi tekanan kompaksi terhadap karakteristik
komposit bahan alternatif kampas rem berpenguat serat bambu. Paper presented at the Seminar
Nasional Industrial Services (SNIS) III, Cilegon.
Pramuko Ilmu Purboputro. (2012). Pengembangan kampas rem sepeda motor dari komposit serat
bambu, fiber glass, serbuk aluminium dengan pengikat resin polyester terhadap ketahanan aus dan
karakteristik pengeremannya. Paper presented at the Seminar Nasional Aplikasi Sains & Teknologi
(SNAST) Periode III, Yogyakarta.
R Bosch Gmbh. (2006). Safety, comfort and convenience system. England: John Wiley & Son Ltd. Isbn:
0-470-05903-6.
Idg Subagia,Yonjig Kim, (2014), Tensile behavior of hybrid epoxy composite laminate containing carbon
and basalt fibers, Science and Engineering of Composite Materials, 21 (2), pp. 211-217. Issn: 21910359.
Sutikno, (2008), Pengaruh komposisi serbuk tempurung kelapa terhadap sifat-sifat fisik dan mekanik bahan
gesek non asbes untuk aplikasi kampas rem sepeda motor, Jurnal Ilmiah Populer dan Teknologi
Terapan, 6, No. 2 (pp. 893-904.
A Todić, D Čikara, V Lazić, T Todić, I Čamagić,A Skulić. (2013). Examination of wear resistance of
polymer–basalt composites: Tribology in Industry.
V. S. Aigbodion, U. Akadike, S.B. Hassan, F. Asuke,J.O. Agunsoye, (2010), Development of asbestos
- free brake pad using bagasse, Tribology in industry, 32, No.1 (pp. 12-18.
Weiming Liu, Rodney G. Silvey,Jason Heath Mahan. (2014). US8689421 B2.
1474 | Kuta, 29-30 Oktober 2015