TUGAS AKHIR Pengaruh Penggunaan Resin Polyester Dan Resin Phenolic Terhadap Komposisi Serat Bambu, Serbuk Tembaga, Fiber Glass Pada Pembuatan Bahan Kampas Rem.
TUGAS AKHIR
PENGARUH PENGGUNAAN RESIN POLYESTER DAN
RESIN PHENOLIC TERHADAP KOMPOSISI SERAT BAMBU,
SERBUK TEMBAGA, FIBER GLASS PADA PEMBUATAN
BAHAN KAMPAS REM
Diajukan Untuk Memenuhi Tugas Dan Syarat-Syarat Guna Memperoleh
Gelar Sarjana Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Univesitas
Muhammadiyah Surakarta
Disusun :
DWI HASTA YANUAR PERWIRA
NIM : D.200.06.0090
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
November 2011
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :
PENGARUH PENGGUNAAN RESIN POLYESTER DAN
RESIN PHENOLIC TERHADAP KOMPOSISI SERAT BAMBU,
SERBUK TEMBAGA, FIBER GLASS PADA PEMBUATAN
BAHAN KAMPAS REM
yang dibuat untuk memenuhi syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau
duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/atau pernah dipakai
untuk
mendapatkan
gelar
kesarjanaan
di
lingkungan
Universitas
Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali bagian yang
sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana mestinya.
Surakarta, 1 November 2011
Yang menyatakan
Dwi Hasta Yanuar .P
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas Akhir berjudul “Pengaruh Penggunaan Resin Polyester Dan Resin
Phenolic Terhadap Komposisi Serat Bambu, Serbuk Tembaga, Fiber
Glass Pada Pembuatan Bahan Kampas Rem”, telah disetujui oleh
Pembimbing dan diterima untuk memenuhi sebagian persyaratan
memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Nama
: Dwi Hasta Yanuar Perwira
NIM
: D.200.06.0090
Disetujui pada :
Hari
:
Tanggal
:
Pembimbing Utama
Pembimbing Pendamping
Ir. Pramuko Ilmu Purboputro, MT.
Dr. Supriyono
iii
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir berjudul “Pengaruh Penggunaan Resin Polyester Dan Resin
Phenolic Terhadap Komposisi Serat Bambu, Serbuk Tembaga, Fiber
Glass Pada Pembuatan Bahan Kampas Rem “ telah dipertahankan di
hadapan Tim Penguji dan telah dinyatakan sah untuk memenuhi
sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik
Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Nama
: Dwi Hasta Yanuar Perwira
NIM
: D.200.06.0090
Disahkan pada :
Hari
:
Tanggal
:
Tim Penguji :
Ketua
: Ir. Pramuko Ilmu Purbo, MT.
………...………….
Anggota 1
: Dr. Supriyono
…...……………….
Anggota 2
: Ir. Masyrukan, MT
.......……………….
Dekan,
Ketua Jurusan,
Ir. Sartono Putro, MT
Ir. Agus Riyanto, MT.
iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR
v
MOTTO
Ilmu Itu Ibarat Buruan, Sedangkan Tulisan Adalah Talinya
Ikatlah Buruanmu Dengan Tali Yang Kokoh
(Imam Syafi’i)
vi
PERSEMBAHAN
Tugas Akhir Ini Saya Persembahkan Untuk :
1. Bapak Dan Ibuku Tercinta
2. Nenekku Tersayang
3. Kakak Dan Kedua Adikku Yang Saya Cintai
4. Keponakanku Tersayang “Kayisah Putri Arika”
vii
ABSTRAKSI
Perkembangan dan penggunaan kampas selama ini semakin
berkembang pesat dan semakin banyak jenisnya sehingga peneliti ingin
memahami dan membuat suatu bahan komposit yang berfungsi untuk
pembuatan kampas dengan jenis-jenis bahan ramah lingkungan dan
dengan beberapa variasi komposisi yang berbeda dengan menggunakan
teknologi serbuk dan teknologi kompaksi.
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah serat bambu,
fiber glass, serbuk tembaga, resin polyester, resin phenolic dengan
katalis
sebagai
pengikatnya.
Pembuatan
kampas
rem
ini
dipress/dikompaksi dengan beban sebesar 2000kg dengan waktu tahan
penekanan selama 15 menit, dilanjutkan dioven dengan temperature
2100 C, kemudian dilakukan pengujian meliputi uji keausan Ogoshi dan
uji kekerasan Brinell.
Dalam pengujian keausan diperoleh material yang tingkat
keausan terbaik adalah campuran dari variasi komposisi sebesar 25 %
serat bambu + 30 % serbuk tembaga (Cu) + 20 % fiber glass + 15 %
polyester, dengan tingkat keausan yaitu sebesar 0,00000597 mm2/kg.
dibandingkan dengan tingkat keausan kampas rem Aspira sebesar
0,00000559 mm2/kg. sedangkan dalam pengujian kekerasan, dapat
disimpulkan bahwa material dengan variasi komposisi sebesar 25 %
serat bambu + 30 % serbuk tembaga (Cu) + 20 % fiber glass + 15 %
polyester,dengan nilai angka kekerasan sebesar 29,89 kg/mm2.
dibandingkan dengan nilai angka kekerasan kampas rem Aspira
sebesar 29,45 kg/mm2.
Kata kunci : Serat Bambu, Fiber Glass, Serbuk Tembaga,resin
polyester dan phenolic, Keausan, Kekerasan
viii
KATA PENGANTAR
Assalamu‟alaikum. Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT
atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini
dapat terselesaikan.
Tugas akhir berjudul “Pengaruh Penggunaan Resin Polyester Dan Resin
Phenolic Terhadap Komposisi Serat Bambu, Serbuk Tembaga, Fiber
Glass Pada Pembuatan Bahan Kampas Rem”, dapat terselesaikan atas
dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, penulis
dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa
terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
1. Ir. Agus Riyanto, MT. sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2. Ir. Sartono Putro, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin.
3. Ir. Pramuko Ilmu Purboputro, MT. selaku Pembimbing Utama yang
telah memberikan materi, metode-metode dari ilmu yang telah di
berikan dalam pemecahan permasalahan dalam pembuatan skripsi.
4. Dr. Supriyono. selaku pembimbing pendamping yang telah banyak
memberikan bimbingan, arahan dan masukan dalam pembuatan
skripsi.
5. Nur Aklis, ST. selaku Pembimbing Akademik.
ix
6. Bapak Bambang Waluyo Febriantoko, ST., MT. Sekeluarga yang
telah bersedia meminjamkan Alat dan tempatnya.
7. Bapak dan Ibu Tercinta yang telah membantu baik dukungan materi
maupun non materi, terima kasih atas do‟a dan bantuannya. serta
selalu memberi semangat sehingga bisa menyelesaikan skripsi ini.
8. Kakak dan kedua adikku terima kasih atas do‟a dan dukungannya.
9. Teman-teman satu bidang Wasis, Dedy, Fendi, yang saling berbagi
baik suka maupun duka, terima kasih atas bantuannya.
10. Teman-teman Seperjuangan Agung, Ardi, Azmi, Edi, Kusnanto,
Ikhsan, Rustam, Ulin, terima kasih atas bantuannya.
11. Rekan-rekan Teknik Mesin semuanya dan semua pihak yang telah
membantu, semoga Allah membalas kebaikanmu.
Penulis menyadari dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih
banyak kekurangan. Oleh karena itu penulis mengharap kritik dan saran
dari semua pihak.
Wassalamu „alaikum Wr. Wb.
Surakarta, 1 November 2011
Penulis
x
DAFTAR ISI
Hal
Halaman Judul ..................................................................................... i
Pernyataan Keaslian Skripsi ................................................................ ii
Halaman Persetujuan .......................................................................... iii
Halaman Pengesahan ......................................................................... iv
Lembar Soal Tugas Akhir .................................................................... v
Lembar Motto ....................................................................................... vi
Lembar Persembahan.......................................................................... vii
Abstraksi .............................................................................................. viii
Kata Pengantar .................................................................................... ix
Daftar Isi .............................................................................................. xi
Daftar Gambar ..................................................................................... xv
Daftar Tabel ......................................................................................... xviii
Daftar Simbol ....................................................................................... xix
Daftar Lampiran ................................................................................... xx
BAB I PENDAHULUAN ………………………………………………...
1
1.1 Latar Belakang Masalah ……………………………………
1
1.2 Perumusan Masalah ………………………………………..
3
1.3 Tujuan Penelitian ……………………………………………
4
1.4 Batasan Masalah ……………………………………………
4
1.5 Manfaat Penelitian …………………………………………..
5
1.6 Sistematika Penulisan ………………………………………
5
BAB II LANDASAN TEORI......…………………………………………..
8
2.1 Tinjauan Pustaka ……………………………………………
8
2.2 Landasan Teori ……………………………………………… 10
2.2.1 Pengertian Komposit ………………………………… 10
2.2.2 Metalurgi Serbuk …………………………………….. 11
2.2.3 Proses Kompaksi …………………………………… 12
xi
2.2.4 Sintering ……………………………………………… 14
2.3 Bahan-bahan Pembentukan Komposit …………………… 15
2.3.1 Serat Bambu …………………………………………. 15
2.3.2 Fiber Glass ………………………………………….... 16
2.3.3 Tembaga (Cu) ……………………………………….. 16
2.3.4 Matriks....................…………………………………... 25
2.3.4.1 Polyester...................................................... 18
2.3.4.2 Phenolic ...................................................... 19
2.3.5 Catalist ………………………………………………... 20
2.4 Pengujian Spesimen ………………………………………... 20
2.4.1 Pengujian Keausan …………………………………. 20
2.4.2 Pengujian Kekerasan ……………………………….. 22
BAB III METODOLOGI PENELITIAN …………………………………… 25
3.1 Rancangan Penelitian ………………………………………. 25
3.1.1 Studi Lapangan Dan Studi Pustaka ………………… 27
3.2 Persiapan Bahan dan Alat ………………………………….. 28
3.2.1. Persiapan Bahan …………………………………….. 28
3.2.2. Pesiapan Alat ………………………………………… 31
3.3 Percampuran Bahan Baku …………………………………. 34
3.4 Pembuatan Spesiman ………………………………………. 35
3.4.1 Kompaksi 2000 kg …………………………………….. 35
3.4.2 Sintering Dengan Suhu 210°C ……………………….. 36
3.4.3 Spesimen uji …………………………………………… 36
3.5 Pengujian Komposit …………………………………………. 37
3.5.1. Alat Uji Keausan (Type-OAT-U)…………………….. 37
3.5.2. Persiapan Spesimen Uji Keausan (Type-OAT-U) ... 39
3.5.3. Pengujian Keausan (Type-OAT-U) ………………… 39
3.5.4. Alat Uji Kekerasan (Brinell) …………………………. 40
3.5.5. Persiapan Spesimen Uji Kekerasan (Brinell) ……... 40
3.5.6. Persiapan Alat Uji Kekerasan (Brinell) .................... 41
3.5.7. Prosedur Pengujian Kekerasan (Brinell) ................. 42
xii
3.5.8. Pengukuran …………………………………………... 44
3.6 Hasil Pengujian ……………………………………………… 45
3.6.1. Pengambilan Data ………………………………….. 46
3.7 Analisa Data …………………………………………………. 47
3.7.1. Kesulitan …………………………………………….... 47
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN …………………………………… 49
4.1 Hasil Penelitian ……………………………………………… 49
4.1.1 Analisis Bahan Penelitian …………………….....….. 49
4.1.2 Data Hasil Pengujian Keausan (Type-OAT-U) ....... 52
4.1.3 Grafik Perbandingan Matriks Polyester Dengan
Phenolic Variasi Komposisi Spesimen 1 & 4
Terhadap Keausan Kampas ……………….............. 53
4.1.4 Grafik Perbandingan Matriks Polyester Dengan
Phenolic Variasi Komposisi Spesimen 2 & 5
Terhadap Keausan Kampas ………………............... 53
4.1.5 Grafik Perbandingan Matriks Polyester Dengan
Phenolic Variasi Komposisi Spesimen 3 & 6
Terhadap Keausan Kampas ………………............... 54
4.1.6 Data Hasil Pengujian Kekerasan .............................. 56
4.1.7 Grafik Perbandingan Matriks Polyester Dengan
Phenolic Variasi Komposisi Spesimen 1 & 4
Terhadap Kekerasan Kampas ………….................. 57
4.1.8 Grafik Perbandingan Matriks Polyester Dengan
Phenolic Variasi Komposisi Spesimen 2 & 5
Terhadap Kekerasan Kampas ………………............ 57
4.1.9 Grafik Perbandingan Matriks Polyester Dengan
Phenolic Variasi Komposisi Spesimen 3 & 6
Terhadap Kekerasan Kampas ………………............ 58
4.1.10 Foto Makro .............................................................. 60
4.1.10.1 Foto Makro Uji Keausan ……………..…… 60
4.1.10.2 Foto Makro Uji Kekerasan ……....……...... 64
4.2 Pembahasan ………………………………………………… 67
xiii
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN …………………………………… 68
5.1 Kesimpulan …………………………………………………… 68
5.2 Saran ………………………………………………………….. 69
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiv
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1.
Diagram alir metode metalurgi serbuk ……………...
12
Gambar 2.2.
Proses Kompaksi ……………………………………..
13
Gambar 2.3.
Pengujian Keausan Metode Ogoshi.........................
21
Gambar 3.1.
Skema Diagram Alir Penelitian ……………………...
26
Gambar 3.2.
Gambar Bahan-bahan Dasar Pembuatan Kampas
Rem .........................................................................
29
Gambar 3.3.
Alat Penyaringan Bahan Kampas ............................
32
Gambar 3.4.
Timbangan Digital …………………….......…………..
32
Gambar 3.5.
Alat Cetak Spesimen ...............................................
35
Gambar 3.6.
Alat Press ………………………………………..........
35
Gambar 3.7.
Alat Sintering. ..........................................................
36
Gambar 3.8.
Spesimen Uji Dengan Variasi Komposisi.................
37
Gambar 3.9.
Mesin Pengujian Keausan (Type OAT-U) ………….
38
Gambar 3.10. Alat Pengujian Kekerasan (Brinell) ………………….
40
Gambar 3.11. Tombol Pemilihan Beban (Load) Pada Alat Uji .......
41
Gambar 3.12. Jarum Penunjuk Alat Uji Kekerasan Brinell .............
42
Gambar 3.13. Tombol Start Alat Uji Kekerasan Brinell ...................
43
Gambar 3.14. Mikroskop ................................................................
45
Gambar 4.1.
Sampel Spesimen Uji Kekerasan dan uji kekerasan
50
Gambar 4.2.
Grafik Perbandingan Nilai Keausan Kampas Pada
Variasi Komposisi 20% Serat Bambu + 50% Serbuk
Tembaga + 10% Fiber Glass + 10% Catalist + 10%
Resin, Dengan Aspira Sebagai Pembanding..................53
Gambar 4.3.
Grafik Perbandingan Nilai Keausan Kampas Pada
Variasi Komposisi 30% Serat Bambu + 40%Serbuk
Tembaga + 15% Fiber Glass + 5% Catalist + 10%
Resin, Dengan Aspira Sebagai Pembanding..................53
xv
Gambar 4.4.
Grafik Perbandingan Nilai Keausan Kampas Pada
Variasi Komposisi 30% Serat Bambu + 40%Serbuk
Tembaga + 15% Fiber Glass + 5% Catalist + 10%
Resin, Dengan Aspira Sebagai Pembanding............
Gambar 4.5.
54
Grafik Perbandingan Nilai Kekerasan Kampas
Pada Variasi Komposisi 20% Serat Bambu + 50%
Serbuk Tembaga + 10% Fiber Glass + 10%
Catalist + 10% Resin, Aspira Sebagai Pembanding
Gambar 4.6.
57
Grafik Perbandingan Nilai Kekerasan Kampas Pada
Variasi Komposisi 30% Serat Bambu + 40%Serbuk
Tembaga + 15% Fiber Glass + 5% Catalist + 10%
Resin, Dengan Aspira Sebagai Pembanding...........
Gambar 4.7.
57
Grafik Perbandingan Nilai Kekerasan Kampas Pada
Variasi Komposisi 30% Serat Bambu + 40%Serbuk
Tembaga + 15% Fiber Glass + 5% Catalist + 10%
Resin, Dengan Aspira Sebagai Pembanding............
Gambar 4.8.
Gambar Foto Makro Spesimen 1 Pada Uji Keausan
Dengan Pembesaran 3x ……………………………..
Gambar 4.9.
58
60
Gambar Foto Makro Spesimen 2 Pada Uji Keausan
Dengan Pembesaran 3x ……………………………..
61
Gambar 4.10. Gambar Foto Makro Spesimen 3 Pada Uji Keausan
Dengan Pembesaran 3x ……………………………..
61
Gambar 4.11. Gambar Foto Makro Spesimen 4 Pada Uji Keausan
Dengan Pembesaran 3x ……………………………..
62
Gambar 4.12. Gambar Foto Makro Spesimen 5 Pada Uji Keausan
Dengan Pembesaran 3x ……………………………..
62
Gambar 4.13. Gambar Foto Makro Spesimen 6 Pada Uji Keausan
Dengan Pembesaran 3x ……………………………..
63
Gambar 4.14. Gambar Foto Makro Kampas Rem Aspira Pada Uji
Keausan Dengan Pembesaran 3x …………………..
63
Gambar 4.15. Gambar Foto Makro Spesimen 1 Pada Uji
Kekerasan Dengan Pembesaran 3x ………………..
xvi
64
Gambar 4.16. Gambar Foto Makro Spesimen 2 Pada Uji
Kekerasan Dengan Pembesaran 3x ………………..
64
Gambar 4.17. Gambar Foto Makro Spesimen 3 Pada Uji
Kekerasan Dengan Pembesaran 3x ………………..
65
Gambar 4.18. Gambar Foto Makro Spesimen 4 Pada Uji
Kekerasan Dengan Pembesaran 3x ………………..
65
Gambar 4.19. Gambar Foto Makro Spesimen 5 Pada Uji
Kekerasan Dengan Pembesaran 3x ………………..
66
Gambar 4.20. Gambar Foto Makro Spesimen 6 Pada Uji
Kekerasan Dengan Pembesaran 3x ………………..
66
Gambar 4.21. Gambar Foto Makro Kampas Rem Aspira Pada Uji
Kekerasan Dengan Pembesaran 3x ………………..
xvii
67
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 2.1.
Sifat mekanik dari beberapa jenis material polymers
18
Tabel 4.1.
Hasil Pengujian Keausan …………...…………………
52
Tabel 4.2.
Hasil Pengujian Keausan Kampas Rem Aspira …….
53
Tabel 4.3.
Hasil Pengujian Kekerasan ………..………………….
56
Tabel 4.4.
Hasil Pengujian Kekerasan Kampas Rem Aspira …..
56
xviii
DAFTAR SIMBOL
Simbol
2
Ws
: Harga keausan spesifik
(mm /kg)
B
: Lebar piringan pengaus
(mm)
Bo
: Lebar keausan pada benda uji
(mm)
r
: Jari-jari piringan pengaus
(mm)
Po
: Gaya tekan pada proses keausan
(kg)
lo
: Jarak tempuh pada proses pengausan
(detik)
BHN : Nilai kekerasan dengan metode Brinell
(kg/mm2)
P
: Beban yang menekan
(kg)
D
: Diameter penetrator
(mm)
d
: Diameter injakan penetrator
(mm)
π
: 3,14
xix
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Data Hasil Pengujian Keausan Spesimen Kampas Dan
Aspira
Lampiran 2. Grafik Perbandingan Nilai Keausan Spesimen Kampas
Dengan Pembanding Aspira
Lampiran 3. Data Hasil Pengujian Kekerasan Spesimen Kampas Dan
Aspira
Lampiran 4. Grafik Perbandingan Nilai Kekerasan Spesimen Kampas
Dengan Pembanding Aspira
Lampiran 5. Kartu Revisi Ujian Tugas Akhir
xx
PENGARUH PENGGUNAAN RESIN POLYESTER DAN
RESIN PHENOLIC TERHADAP KOMPOSISI SERAT BAMBU,
SERBUK TEMBAGA, FIBER GLASS PADA PEMBUATAN
BAHAN KAMPAS REM
Diajukan Untuk Memenuhi Tugas Dan Syarat-Syarat Guna Memperoleh
Gelar Sarjana Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Univesitas
Muhammadiyah Surakarta
Disusun :
DWI HASTA YANUAR PERWIRA
NIM : D.200.06.0090
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
November 2011
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :
PENGARUH PENGGUNAAN RESIN POLYESTER DAN
RESIN PHENOLIC TERHADAP KOMPOSISI SERAT BAMBU,
SERBUK TEMBAGA, FIBER GLASS PADA PEMBUATAN
BAHAN KAMPAS REM
yang dibuat untuk memenuhi syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau
duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/atau pernah dipakai
untuk
mendapatkan
gelar
kesarjanaan
di
lingkungan
Universitas
Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali bagian yang
sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana mestinya.
Surakarta, 1 November 2011
Yang menyatakan
Dwi Hasta Yanuar .P
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas Akhir berjudul “Pengaruh Penggunaan Resin Polyester Dan Resin
Phenolic Terhadap Komposisi Serat Bambu, Serbuk Tembaga, Fiber
Glass Pada Pembuatan Bahan Kampas Rem”, telah disetujui oleh
Pembimbing dan diterima untuk memenuhi sebagian persyaratan
memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Nama
: Dwi Hasta Yanuar Perwira
NIM
: D.200.06.0090
Disetujui pada :
Hari
:
Tanggal
:
Pembimbing Utama
Pembimbing Pendamping
Ir. Pramuko Ilmu Purboputro, MT.
Dr. Supriyono
iii
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir berjudul “Pengaruh Penggunaan Resin Polyester Dan Resin
Phenolic Terhadap Komposisi Serat Bambu, Serbuk Tembaga, Fiber
Glass Pada Pembuatan Bahan Kampas Rem “ telah dipertahankan di
hadapan Tim Penguji dan telah dinyatakan sah untuk memenuhi
sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik
Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Nama
: Dwi Hasta Yanuar Perwira
NIM
: D.200.06.0090
Disahkan pada :
Hari
:
Tanggal
:
Tim Penguji :
Ketua
: Ir. Pramuko Ilmu Purbo, MT.
………...………….
Anggota 1
: Dr. Supriyono
…...……………….
Anggota 2
: Ir. Masyrukan, MT
.......……………….
Dekan,
Ketua Jurusan,
Ir. Sartono Putro, MT
Ir. Agus Riyanto, MT.
iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR
v
MOTTO
Ilmu Itu Ibarat Buruan, Sedangkan Tulisan Adalah Talinya
Ikatlah Buruanmu Dengan Tali Yang Kokoh
(Imam Syafi’i)
vi
PERSEMBAHAN
Tugas Akhir Ini Saya Persembahkan Untuk :
1. Bapak Dan Ibuku Tercinta
2. Nenekku Tersayang
3. Kakak Dan Kedua Adikku Yang Saya Cintai
4. Keponakanku Tersayang “Kayisah Putri Arika”
vii
ABSTRAKSI
Perkembangan dan penggunaan kampas selama ini semakin
berkembang pesat dan semakin banyak jenisnya sehingga peneliti ingin
memahami dan membuat suatu bahan komposit yang berfungsi untuk
pembuatan kampas dengan jenis-jenis bahan ramah lingkungan dan
dengan beberapa variasi komposisi yang berbeda dengan menggunakan
teknologi serbuk dan teknologi kompaksi.
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah serat bambu,
fiber glass, serbuk tembaga, resin polyester, resin phenolic dengan
katalis
sebagai
pengikatnya.
Pembuatan
kampas
rem
ini
dipress/dikompaksi dengan beban sebesar 2000kg dengan waktu tahan
penekanan selama 15 menit, dilanjutkan dioven dengan temperature
2100 C, kemudian dilakukan pengujian meliputi uji keausan Ogoshi dan
uji kekerasan Brinell.
Dalam pengujian keausan diperoleh material yang tingkat
keausan terbaik adalah campuran dari variasi komposisi sebesar 25 %
serat bambu + 30 % serbuk tembaga (Cu) + 20 % fiber glass + 15 %
polyester, dengan tingkat keausan yaitu sebesar 0,00000597 mm2/kg.
dibandingkan dengan tingkat keausan kampas rem Aspira sebesar
0,00000559 mm2/kg. sedangkan dalam pengujian kekerasan, dapat
disimpulkan bahwa material dengan variasi komposisi sebesar 25 %
serat bambu + 30 % serbuk tembaga (Cu) + 20 % fiber glass + 15 %
polyester,dengan nilai angka kekerasan sebesar 29,89 kg/mm2.
dibandingkan dengan nilai angka kekerasan kampas rem Aspira
sebesar 29,45 kg/mm2.
Kata kunci : Serat Bambu, Fiber Glass, Serbuk Tembaga,resin
polyester dan phenolic, Keausan, Kekerasan
viii
KATA PENGANTAR
Assalamu‟alaikum. Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT
atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini
dapat terselesaikan.
Tugas akhir berjudul “Pengaruh Penggunaan Resin Polyester Dan Resin
Phenolic Terhadap Komposisi Serat Bambu, Serbuk Tembaga, Fiber
Glass Pada Pembuatan Bahan Kampas Rem”, dapat terselesaikan atas
dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, penulis
dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa
terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
1. Ir. Agus Riyanto, MT. sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2. Ir. Sartono Putro, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin.
3. Ir. Pramuko Ilmu Purboputro, MT. selaku Pembimbing Utama yang
telah memberikan materi, metode-metode dari ilmu yang telah di
berikan dalam pemecahan permasalahan dalam pembuatan skripsi.
4. Dr. Supriyono. selaku pembimbing pendamping yang telah banyak
memberikan bimbingan, arahan dan masukan dalam pembuatan
skripsi.
5. Nur Aklis, ST. selaku Pembimbing Akademik.
ix
6. Bapak Bambang Waluyo Febriantoko, ST., MT. Sekeluarga yang
telah bersedia meminjamkan Alat dan tempatnya.
7. Bapak dan Ibu Tercinta yang telah membantu baik dukungan materi
maupun non materi, terima kasih atas do‟a dan bantuannya. serta
selalu memberi semangat sehingga bisa menyelesaikan skripsi ini.
8. Kakak dan kedua adikku terima kasih atas do‟a dan dukungannya.
9. Teman-teman satu bidang Wasis, Dedy, Fendi, yang saling berbagi
baik suka maupun duka, terima kasih atas bantuannya.
10. Teman-teman Seperjuangan Agung, Ardi, Azmi, Edi, Kusnanto,
Ikhsan, Rustam, Ulin, terima kasih atas bantuannya.
11. Rekan-rekan Teknik Mesin semuanya dan semua pihak yang telah
membantu, semoga Allah membalas kebaikanmu.
Penulis menyadari dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih
banyak kekurangan. Oleh karena itu penulis mengharap kritik dan saran
dari semua pihak.
Wassalamu „alaikum Wr. Wb.
Surakarta, 1 November 2011
Penulis
x
DAFTAR ISI
Hal
Halaman Judul ..................................................................................... i
Pernyataan Keaslian Skripsi ................................................................ ii
Halaman Persetujuan .......................................................................... iii
Halaman Pengesahan ......................................................................... iv
Lembar Soal Tugas Akhir .................................................................... v
Lembar Motto ....................................................................................... vi
Lembar Persembahan.......................................................................... vii
Abstraksi .............................................................................................. viii
Kata Pengantar .................................................................................... ix
Daftar Isi .............................................................................................. xi
Daftar Gambar ..................................................................................... xv
Daftar Tabel ......................................................................................... xviii
Daftar Simbol ....................................................................................... xix
Daftar Lampiran ................................................................................... xx
BAB I PENDAHULUAN ………………………………………………...
1
1.1 Latar Belakang Masalah ……………………………………
1
1.2 Perumusan Masalah ………………………………………..
3
1.3 Tujuan Penelitian ……………………………………………
4
1.4 Batasan Masalah ……………………………………………
4
1.5 Manfaat Penelitian …………………………………………..
5
1.6 Sistematika Penulisan ………………………………………
5
BAB II LANDASAN TEORI......…………………………………………..
8
2.1 Tinjauan Pustaka ……………………………………………
8
2.2 Landasan Teori ……………………………………………… 10
2.2.1 Pengertian Komposit ………………………………… 10
2.2.2 Metalurgi Serbuk …………………………………….. 11
2.2.3 Proses Kompaksi …………………………………… 12
xi
2.2.4 Sintering ……………………………………………… 14
2.3 Bahan-bahan Pembentukan Komposit …………………… 15
2.3.1 Serat Bambu …………………………………………. 15
2.3.2 Fiber Glass ………………………………………….... 16
2.3.3 Tembaga (Cu) ……………………………………….. 16
2.3.4 Matriks....................…………………………………... 25
2.3.4.1 Polyester...................................................... 18
2.3.4.2 Phenolic ...................................................... 19
2.3.5 Catalist ………………………………………………... 20
2.4 Pengujian Spesimen ………………………………………... 20
2.4.1 Pengujian Keausan …………………………………. 20
2.4.2 Pengujian Kekerasan ……………………………….. 22
BAB III METODOLOGI PENELITIAN …………………………………… 25
3.1 Rancangan Penelitian ………………………………………. 25
3.1.1 Studi Lapangan Dan Studi Pustaka ………………… 27
3.2 Persiapan Bahan dan Alat ………………………………….. 28
3.2.1. Persiapan Bahan …………………………………….. 28
3.2.2. Pesiapan Alat ………………………………………… 31
3.3 Percampuran Bahan Baku …………………………………. 34
3.4 Pembuatan Spesiman ………………………………………. 35
3.4.1 Kompaksi 2000 kg …………………………………….. 35
3.4.2 Sintering Dengan Suhu 210°C ……………………….. 36
3.4.3 Spesimen uji …………………………………………… 36
3.5 Pengujian Komposit …………………………………………. 37
3.5.1. Alat Uji Keausan (Type-OAT-U)…………………….. 37
3.5.2. Persiapan Spesimen Uji Keausan (Type-OAT-U) ... 39
3.5.3. Pengujian Keausan (Type-OAT-U) ………………… 39
3.5.4. Alat Uji Kekerasan (Brinell) …………………………. 40
3.5.5. Persiapan Spesimen Uji Kekerasan (Brinell) ……... 40
3.5.6. Persiapan Alat Uji Kekerasan (Brinell) .................... 41
3.5.7. Prosedur Pengujian Kekerasan (Brinell) ................. 42
xii
3.5.8. Pengukuran …………………………………………... 44
3.6 Hasil Pengujian ……………………………………………… 45
3.6.1. Pengambilan Data ………………………………….. 46
3.7 Analisa Data …………………………………………………. 47
3.7.1. Kesulitan …………………………………………….... 47
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN …………………………………… 49
4.1 Hasil Penelitian ……………………………………………… 49
4.1.1 Analisis Bahan Penelitian …………………….....….. 49
4.1.2 Data Hasil Pengujian Keausan (Type-OAT-U) ....... 52
4.1.3 Grafik Perbandingan Matriks Polyester Dengan
Phenolic Variasi Komposisi Spesimen 1 & 4
Terhadap Keausan Kampas ……………….............. 53
4.1.4 Grafik Perbandingan Matriks Polyester Dengan
Phenolic Variasi Komposisi Spesimen 2 & 5
Terhadap Keausan Kampas ………………............... 53
4.1.5 Grafik Perbandingan Matriks Polyester Dengan
Phenolic Variasi Komposisi Spesimen 3 & 6
Terhadap Keausan Kampas ………………............... 54
4.1.6 Data Hasil Pengujian Kekerasan .............................. 56
4.1.7 Grafik Perbandingan Matriks Polyester Dengan
Phenolic Variasi Komposisi Spesimen 1 & 4
Terhadap Kekerasan Kampas ………….................. 57
4.1.8 Grafik Perbandingan Matriks Polyester Dengan
Phenolic Variasi Komposisi Spesimen 2 & 5
Terhadap Kekerasan Kampas ………………............ 57
4.1.9 Grafik Perbandingan Matriks Polyester Dengan
Phenolic Variasi Komposisi Spesimen 3 & 6
Terhadap Kekerasan Kampas ………………............ 58
4.1.10 Foto Makro .............................................................. 60
4.1.10.1 Foto Makro Uji Keausan ……………..…… 60
4.1.10.2 Foto Makro Uji Kekerasan ……....……...... 64
4.2 Pembahasan ………………………………………………… 67
xiii
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN …………………………………… 68
5.1 Kesimpulan …………………………………………………… 68
5.2 Saran ………………………………………………………….. 69
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiv
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1.
Diagram alir metode metalurgi serbuk ……………...
12
Gambar 2.2.
Proses Kompaksi ……………………………………..
13
Gambar 2.3.
Pengujian Keausan Metode Ogoshi.........................
21
Gambar 3.1.
Skema Diagram Alir Penelitian ……………………...
26
Gambar 3.2.
Gambar Bahan-bahan Dasar Pembuatan Kampas
Rem .........................................................................
29
Gambar 3.3.
Alat Penyaringan Bahan Kampas ............................
32
Gambar 3.4.
Timbangan Digital …………………….......…………..
32
Gambar 3.5.
Alat Cetak Spesimen ...............................................
35
Gambar 3.6.
Alat Press ………………………………………..........
35
Gambar 3.7.
Alat Sintering. ..........................................................
36
Gambar 3.8.
Spesimen Uji Dengan Variasi Komposisi.................
37
Gambar 3.9.
Mesin Pengujian Keausan (Type OAT-U) ………….
38
Gambar 3.10. Alat Pengujian Kekerasan (Brinell) ………………….
40
Gambar 3.11. Tombol Pemilihan Beban (Load) Pada Alat Uji .......
41
Gambar 3.12. Jarum Penunjuk Alat Uji Kekerasan Brinell .............
42
Gambar 3.13. Tombol Start Alat Uji Kekerasan Brinell ...................
43
Gambar 3.14. Mikroskop ................................................................
45
Gambar 4.1.
Sampel Spesimen Uji Kekerasan dan uji kekerasan
50
Gambar 4.2.
Grafik Perbandingan Nilai Keausan Kampas Pada
Variasi Komposisi 20% Serat Bambu + 50% Serbuk
Tembaga + 10% Fiber Glass + 10% Catalist + 10%
Resin, Dengan Aspira Sebagai Pembanding..................53
Gambar 4.3.
Grafik Perbandingan Nilai Keausan Kampas Pada
Variasi Komposisi 30% Serat Bambu + 40%Serbuk
Tembaga + 15% Fiber Glass + 5% Catalist + 10%
Resin, Dengan Aspira Sebagai Pembanding..................53
xv
Gambar 4.4.
Grafik Perbandingan Nilai Keausan Kampas Pada
Variasi Komposisi 30% Serat Bambu + 40%Serbuk
Tembaga + 15% Fiber Glass + 5% Catalist + 10%
Resin, Dengan Aspira Sebagai Pembanding............
Gambar 4.5.
54
Grafik Perbandingan Nilai Kekerasan Kampas
Pada Variasi Komposisi 20% Serat Bambu + 50%
Serbuk Tembaga + 10% Fiber Glass + 10%
Catalist + 10% Resin, Aspira Sebagai Pembanding
Gambar 4.6.
57
Grafik Perbandingan Nilai Kekerasan Kampas Pada
Variasi Komposisi 30% Serat Bambu + 40%Serbuk
Tembaga + 15% Fiber Glass + 5% Catalist + 10%
Resin, Dengan Aspira Sebagai Pembanding...........
Gambar 4.7.
57
Grafik Perbandingan Nilai Kekerasan Kampas Pada
Variasi Komposisi 30% Serat Bambu + 40%Serbuk
Tembaga + 15% Fiber Glass + 5% Catalist + 10%
Resin, Dengan Aspira Sebagai Pembanding............
Gambar 4.8.
Gambar Foto Makro Spesimen 1 Pada Uji Keausan
Dengan Pembesaran 3x ……………………………..
Gambar 4.9.
58
60
Gambar Foto Makro Spesimen 2 Pada Uji Keausan
Dengan Pembesaran 3x ……………………………..
61
Gambar 4.10. Gambar Foto Makro Spesimen 3 Pada Uji Keausan
Dengan Pembesaran 3x ……………………………..
61
Gambar 4.11. Gambar Foto Makro Spesimen 4 Pada Uji Keausan
Dengan Pembesaran 3x ……………………………..
62
Gambar 4.12. Gambar Foto Makro Spesimen 5 Pada Uji Keausan
Dengan Pembesaran 3x ……………………………..
62
Gambar 4.13. Gambar Foto Makro Spesimen 6 Pada Uji Keausan
Dengan Pembesaran 3x ……………………………..
63
Gambar 4.14. Gambar Foto Makro Kampas Rem Aspira Pada Uji
Keausan Dengan Pembesaran 3x …………………..
63
Gambar 4.15. Gambar Foto Makro Spesimen 1 Pada Uji
Kekerasan Dengan Pembesaran 3x ………………..
xvi
64
Gambar 4.16. Gambar Foto Makro Spesimen 2 Pada Uji
Kekerasan Dengan Pembesaran 3x ………………..
64
Gambar 4.17. Gambar Foto Makro Spesimen 3 Pada Uji
Kekerasan Dengan Pembesaran 3x ………………..
65
Gambar 4.18. Gambar Foto Makro Spesimen 4 Pada Uji
Kekerasan Dengan Pembesaran 3x ………………..
65
Gambar 4.19. Gambar Foto Makro Spesimen 5 Pada Uji
Kekerasan Dengan Pembesaran 3x ………………..
66
Gambar 4.20. Gambar Foto Makro Spesimen 6 Pada Uji
Kekerasan Dengan Pembesaran 3x ………………..
66
Gambar 4.21. Gambar Foto Makro Kampas Rem Aspira Pada Uji
Kekerasan Dengan Pembesaran 3x ………………..
xvii
67
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 2.1.
Sifat mekanik dari beberapa jenis material polymers
18
Tabel 4.1.
Hasil Pengujian Keausan …………...…………………
52
Tabel 4.2.
Hasil Pengujian Keausan Kampas Rem Aspira …….
53
Tabel 4.3.
Hasil Pengujian Kekerasan ………..………………….
56
Tabel 4.4.
Hasil Pengujian Kekerasan Kampas Rem Aspira …..
56
xviii
DAFTAR SIMBOL
Simbol
2
Ws
: Harga keausan spesifik
(mm /kg)
B
: Lebar piringan pengaus
(mm)
Bo
: Lebar keausan pada benda uji
(mm)
r
: Jari-jari piringan pengaus
(mm)
Po
: Gaya tekan pada proses keausan
(kg)
lo
: Jarak tempuh pada proses pengausan
(detik)
BHN : Nilai kekerasan dengan metode Brinell
(kg/mm2)
P
: Beban yang menekan
(kg)
D
: Diameter penetrator
(mm)
d
: Diameter injakan penetrator
(mm)
π
: 3,14
xix
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Data Hasil Pengujian Keausan Spesimen Kampas Dan
Aspira
Lampiran 2. Grafik Perbandingan Nilai Keausan Spesimen Kampas
Dengan Pembanding Aspira
Lampiran 3. Data Hasil Pengujian Kekerasan Spesimen Kampas Dan
Aspira
Lampiran 4. Grafik Perbandingan Nilai Kekerasan Spesimen Kampas
Dengan Pembanding Aspira
Lampiran 5. Kartu Revisi Ujian Tugas Akhir
xx