Pengembanganmodel Dan Analisa Respon Parking Bumper Dari Bahan Polymeric Foam Diperkuat Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (Tkks) Terhadap Beban Impak Jatuh Bebas Chapter I
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Saat ini perkembangan teknologi akan material (bahan) semakin pesat.
Pemenuhan kebutuhan akan bahan dengan karakteristik tertentu juga menjadi
faktor pendorongnya. Berbagai macam bahan telah digunakan dan juga penelitian
lebih lanjut terus dilakukan untuk mendapatkan bahan yang tepat guna, salah
satunya bahan komposit polimer. Kemampuannya yang mudah dibentuk sesuai
kebutuhan, baik dalam segi kekuatan maupun keunggulan sifat-sifat yang lain,
mendorong penggunaan bahan komposit polimer sebagai bahan alternatif atau
bahan pengganti material logam konvensional pada berbagai produk yang
dihasilkan oleh industri khususnya industri manufaktur.
Komposit dari bahan serat (fibrous composite) terus diteliti dan
dikembangkan guna menjadi bahan alternatif baru yang dapat memperkaya fungsi
logam, hal ini disebabkan sifat dari komposit serat yang kuat dan mempunyai
berat yang lebih ringan dibandingkan dengan logam.Penelitian yang mengarah
pada pengembangan bahan komposit telah banyak dilakukan, terutama yang
berkaitan dengan komposit penguatan serat alam yang berbahan matrik
polimer.Penelitian ini dilakukan seiring dengan majunya eksploitasi penggunaan
bahan alami dalam kehidupan sehari-hari. Salah satu pengembangan serat alam
yang masih dalam pengembangan yaitu serat Kelapa, serat Rotan, serat Tanda
Kosong Kelapa Sawit (TKKS) dan berbagai macam serat – serat lainnya.
Salah satu hasil industri sawit yaitu tandan kosongnya atau biasa disebut
tandan kosong kelapa sawit (TKKS) setiap tahunnya menghasilkan perhektar
sebanyak ±23,3 ton limbah sawit [1]. Biasanya setelah dilepaskan dari brondolan
tandan kosong ini lalu dibuang dan dibiarkan membusuk didaerah perkebunan
yang nantinya lama kelamaan menjadi pupuk, bau ditimbulkan dari pembusukan
ini dapat mengganggu aktivitas masyarakat lain yang tinggal di sekeliling daerah
ini. Namun kini semakin dikembangkan menjadi produk-produk yang bermanfaat
1
Universitas Sumatera Utara
bahkan telah menjadi produk-produk yang memiliki nilai jual. Banyak penelitian
ilmiah yang berhubungan dengan limbah tandan kosong kelapa sawit yang telah
dikerjakan seperti: pembuatan papan partikel dengan perekat fenol formaldehyde
[2], dan bahan baku kertas [3].
Keuntungan mendasar yang dimiliki oleh serat alam adalah jumlahnya
berlimpah, memiliki specific cost yang rendah, dapat diperbarui dan didaur ulang,
serta tidak mencemari lingkungan. Untuk memperoleh sifat mekanik yang tinggi
(kekuatan tekan maksimum dan modulus elastisitas) maka serat alam telah diberi
bermacam perlakuan yang dapat
meningkatkan sifat mekanik tersebut.
Penggunaan serat TKKS sebagai bahan komposit merupakan langkah yang
tepat.Pada penelitian ini digunakan bahan dasar polymeric foam yang diperkuat
serat TKKS untuk pembuatan parking bumper dan diharapkan hasil yang
diperoleh nantinya berkekuatan tinggi dan ringan (low density) dibandingkan
dengan bentuk komposit polimer padat (compact). Serta bisa didapat sifat-sifat
mekanis dari bahan tersebut setelah mengalami pengembangan pola bentuk dari
pola bentuk sebelumnya.
1.2
Perumusan Masalah
Penelitian ini fokus terhadap pengembangan bentuk profil parking bumper
dari material polymeric foam yang diperkuat serat TKKS agar diperoleh desain
struktur parking bumper yang lebih baik dikarenakan bentuk profil dari parking
bumper sebelumnya masih terdapat kekurangan yaitu masih belum meratanya
permukaan parking bumper apabila menyentuh ban mobil sewaktu parkir karena
ini mempengaruhi distribusi tegangan pada parking bumper, maka nantinya pada
permukaan parking bumper yang mengenai ban roda 4 akan dibentuk radius
sesuai ban roda 4 pada umumnya. Selanjutnya yaitu belum stabilnya kedudukan
parking bumper apabila terjadi gaya-gaya dari luar maka nantinya akan disisipkan
beton sebagai pemberat. Serta untuk mengetahui distribusi tegangan pada profil
dengan menggunakan pengujian impak jatuh bebas. Nantinya akan dibandingkan
dengan hasil analisa tegangan parking bumper sebelumnya dan setelah diredesain.
2
Universitas Sumatera Utara
1.3
Tujuan Penelitian
1.3.1. Tujuan Umun
Tujuan umum pada penelitian ini adalah untuk mendapatkan proses
pembuatan dan menganalisa respon parking bumper dari bahan polymeric foam
diperkuat serat tandan kosong kelapa sawit (TKKS) yang telah diredesain
terhadap beban impak jatuh bebas
.
1.3.2. Tujuan Khusus
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Untuk mendapatkan proses desain/pembuatan parking bumper setelah
terdapat perubahan pada cetakan serta redesain bentuk profil dari parking
bumper itu sendiri.
2. Mengamati serta menyelidiki tegangan yang terjadi pada parking bumper
redesain dengan menggunakan pengujian impak jatuh bebas.
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah dapat mengubah fungsi serta mengolah tandan
kosong kelapa sawit (TKKS) dulunya hanya digunakan sebagai pupuk
kompos kelapa sawit kini dapat bernilai ekonomis dan berdaya jual tinggi,
nantinya hasil penelitian ini semoga bisa menjadi barang komersial yang
bisa digunakan masyarakat luas
1.5 Roadmap Penelitian
Kegiatan penelitian dengan menggunakan material polymeric foam
diperkuat serat tandan kosong kelapa sawit seperti terlihat pada tabel 1.1.
Tabel 1.1. Roadmap Penelitian
NO
1
NAMA PENELITI
Zulfikar
JUDUL PENELITIAN
PROSES
Pembuatan
dan
penyelidikan
perilaku
mekanik
material
Selesai
polymeric foam diperkuat serat
tandan kosong kelapa sawit Desember
(TKKS) akibat beban statik dan
2010
impak
3
Universitas Sumatera Utara
Sambungan Tabel 1.1............................
NO
2
3
5
6
7
8
NAMA PENELITI
Syurkarni Ali
Zainal Arif
Ade Irawan
Reyhan Almer
Zulfadhli
Fernando Binsar
Siagian
JUDUL PENELITIAN
PROSES
Desain struktur dan pembuatan
parking bumper dari bahan
polymeric foam diperkuat serat
Selesai
tandan kosong kelapa sawit
Juni 2012
(TKKS) terhadap beban impak dan
tekan.
Respon parking bumper dari
polymeric foam diperkuat
tandan kosong kelapa
(TKKS) terhadap beban
statik.
bahan
serat
Selesai
sawit
tekan Juni 2012
Analisa struktur parking bumper
material komposit polymeric foam
Selesai
diperkuat serat tandan kosong
September
kelapa sawit akibat beban tekan
2011
statik menggunakan ansys rel. 5.4
Simulasi statik dan dinamik
parking
bumper
redesain
menggunakan software ansys 12.0
Pembuatan dan analisa respon
parking bumper dari bahan
polymeric foam diperkuat serat
tandan kosong kelapa sawit
(TKKS) terhadap beban impak
jatuh bebas
Pengembangan model dan analisa
respon parking bumper dari bahan
polymeric foam diperkuat serat
tandan kosong kelapa sawit
(TKKS) terhadap beban impak
jatuh bebas
Proses
Proses
Proses
1.6 Batasan masalah
Untuk dapat arah penelitian yang baik, maka perlu adanya batasan masalah
sebagai berikut:
4
Universitas Sumatera Utara
Membuat paking bumper komposit polymeric foam diperkuat dengan
serat TKKS.
Spesimen yang dibuat dengan dimensi 75×204×142 mm untuk
pengujian impak beban jatuh bebas dan untuk spesimen dengan
dimensi 250×204×142 mm sebagai contoh digunakan dilapangan.
Pengujian dilakukan untuk mengetahui tegangan yang terjadi sewaktu
diberikan gaya maksimum pada saat pengujian impak jatuh bebas
pada spesimen dan melihat ketahanan spesimen secara visual dengan
pameter ukur retak atau tidaknya spesimen uji pada uji lindas
dilapangan.
1.7 Sistematika Penulisan
Agar penyusunan skripsi ini dapat tersusun secara sistematis dan
mempermudah pembaca memahami tulisan ini, maka skripsi ini dibagi dalam
beberapa bagian yaitu: halaman judul, lembar pengesahan, abstrak, kata
pengantar, daftar isi, daftar gambar, daftar tabel, bab 1 pendahuluan (pada bab ini
akan dibahas mengenai latar belakang dari judul skripsi yang telah ditetapkan,
tujuan, manfaat, batasan masalah, sistematika penulisan dan metodologi penulisan
skripsi), bab 2 dasar teori (pada bab ini akan dibahas mengenai teori-teori yang
berhubungan dengan penulisan skripsi. Dasar teori didapatkan dari berbagai
sumber, diantaranya berasal dari: buku - buku pedoman, jurnal, paper, tugas
akhir, e-mail, e-book, dan e news), Bab 3 metodologi (pada bab ini akan dibahas
mengenai metode yang akan digunakan untuk menyelesaikan penulisan skripsi.
Pada bab ini juga akan dibahas mengenai langkah-langkah penelitian, pengolahan
dan analisa data yang akan digunakan untuk menyelesaikan permasalahan dari
topik yang diangkat), Bab 4 analisa data dan pembahasan (pada bab ini akan
dianalisa dan dibahas mengenai data-data yang telah diperoleh dari hasil
penelitian yang telah dilakukan), Bab 5 kesimpulan dan saran (pada bab ini berisi
kesimpulan dari penulisan tugas akhir dan saran-saran), daftar pustaka, lampiran
5
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Saat ini perkembangan teknologi akan material (bahan) semakin pesat.
Pemenuhan kebutuhan akan bahan dengan karakteristik tertentu juga menjadi
faktor pendorongnya. Berbagai macam bahan telah digunakan dan juga penelitian
lebih lanjut terus dilakukan untuk mendapatkan bahan yang tepat guna, salah
satunya bahan komposit polimer. Kemampuannya yang mudah dibentuk sesuai
kebutuhan, baik dalam segi kekuatan maupun keunggulan sifat-sifat yang lain,
mendorong penggunaan bahan komposit polimer sebagai bahan alternatif atau
bahan pengganti material logam konvensional pada berbagai produk yang
dihasilkan oleh industri khususnya industri manufaktur.
Komposit dari bahan serat (fibrous composite) terus diteliti dan
dikembangkan guna menjadi bahan alternatif baru yang dapat memperkaya fungsi
logam, hal ini disebabkan sifat dari komposit serat yang kuat dan mempunyai
berat yang lebih ringan dibandingkan dengan logam.Penelitian yang mengarah
pada pengembangan bahan komposit telah banyak dilakukan, terutama yang
berkaitan dengan komposit penguatan serat alam yang berbahan matrik
polimer.Penelitian ini dilakukan seiring dengan majunya eksploitasi penggunaan
bahan alami dalam kehidupan sehari-hari. Salah satu pengembangan serat alam
yang masih dalam pengembangan yaitu serat Kelapa, serat Rotan, serat Tanda
Kosong Kelapa Sawit (TKKS) dan berbagai macam serat – serat lainnya.
Salah satu hasil industri sawit yaitu tandan kosongnya atau biasa disebut
tandan kosong kelapa sawit (TKKS) setiap tahunnya menghasilkan perhektar
sebanyak ±23,3 ton limbah sawit [1]. Biasanya setelah dilepaskan dari brondolan
tandan kosong ini lalu dibuang dan dibiarkan membusuk didaerah perkebunan
yang nantinya lama kelamaan menjadi pupuk, bau ditimbulkan dari pembusukan
ini dapat mengganggu aktivitas masyarakat lain yang tinggal di sekeliling daerah
ini. Namun kini semakin dikembangkan menjadi produk-produk yang bermanfaat
1
Universitas Sumatera Utara
bahkan telah menjadi produk-produk yang memiliki nilai jual. Banyak penelitian
ilmiah yang berhubungan dengan limbah tandan kosong kelapa sawit yang telah
dikerjakan seperti: pembuatan papan partikel dengan perekat fenol formaldehyde
[2], dan bahan baku kertas [3].
Keuntungan mendasar yang dimiliki oleh serat alam adalah jumlahnya
berlimpah, memiliki specific cost yang rendah, dapat diperbarui dan didaur ulang,
serta tidak mencemari lingkungan. Untuk memperoleh sifat mekanik yang tinggi
(kekuatan tekan maksimum dan modulus elastisitas) maka serat alam telah diberi
bermacam perlakuan yang dapat
meningkatkan sifat mekanik tersebut.
Penggunaan serat TKKS sebagai bahan komposit merupakan langkah yang
tepat.Pada penelitian ini digunakan bahan dasar polymeric foam yang diperkuat
serat TKKS untuk pembuatan parking bumper dan diharapkan hasil yang
diperoleh nantinya berkekuatan tinggi dan ringan (low density) dibandingkan
dengan bentuk komposit polimer padat (compact). Serta bisa didapat sifat-sifat
mekanis dari bahan tersebut setelah mengalami pengembangan pola bentuk dari
pola bentuk sebelumnya.
1.2
Perumusan Masalah
Penelitian ini fokus terhadap pengembangan bentuk profil parking bumper
dari material polymeric foam yang diperkuat serat TKKS agar diperoleh desain
struktur parking bumper yang lebih baik dikarenakan bentuk profil dari parking
bumper sebelumnya masih terdapat kekurangan yaitu masih belum meratanya
permukaan parking bumper apabila menyentuh ban mobil sewaktu parkir karena
ini mempengaruhi distribusi tegangan pada parking bumper, maka nantinya pada
permukaan parking bumper yang mengenai ban roda 4 akan dibentuk radius
sesuai ban roda 4 pada umumnya. Selanjutnya yaitu belum stabilnya kedudukan
parking bumper apabila terjadi gaya-gaya dari luar maka nantinya akan disisipkan
beton sebagai pemberat. Serta untuk mengetahui distribusi tegangan pada profil
dengan menggunakan pengujian impak jatuh bebas. Nantinya akan dibandingkan
dengan hasil analisa tegangan parking bumper sebelumnya dan setelah diredesain.
2
Universitas Sumatera Utara
1.3
Tujuan Penelitian
1.3.1. Tujuan Umun
Tujuan umum pada penelitian ini adalah untuk mendapatkan proses
pembuatan dan menganalisa respon parking bumper dari bahan polymeric foam
diperkuat serat tandan kosong kelapa sawit (TKKS) yang telah diredesain
terhadap beban impak jatuh bebas
.
1.3.2. Tujuan Khusus
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Untuk mendapatkan proses desain/pembuatan parking bumper setelah
terdapat perubahan pada cetakan serta redesain bentuk profil dari parking
bumper itu sendiri.
2. Mengamati serta menyelidiki tegangan yang terjadi pada parking bumper
redesain dengan menggunakan pengujian impak jatuh bebas.
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah dapat mengubah fungsi serta mengolah tandan
kosong kelapa sawit (TKKS) dulunya hanya digunakan sebagai pupuk
kompos kelapa sawit kini dapat bernilai ekonomis dan berdaya jual tinggi,
nantinya hasil penelitian ini semoga bisa menjadi barang komersial yang
bisa digunakan masyarakat luas
1.5 Roadmap Penelitian
Kegiatan penelitian dengan menggunakan material polymeric foam
diperkuat serat tandan kosong kelapa sawit seperti terlihat pada tabel 1.1.
Tabel 1.1. Roadmap Penelitian
NO
1
NAMA PENELITI
Zulfikar
JUDUL PENELITIAN
PROSES
Pembuatan
dan
penyelidikan
perilaku
mekanik
material
Selesai
polymeric foam diperkuat serat
tandan kosong kelapa sawit Desember
(TKKS) akibat beban statik dan
2010
impak
3
Universitas Sumatera Utara
Sambungan Tabel 1.1............................
NO
2
3
5
6
7
8
NAMA PENELITI
Syurkarni Ali
Zainal Arif
Ade Irawan
Reyhan Almer
Zulfadhli
Fernando Binsar
Siagian
JUDUL PENELITIAN
PROSES
Desain struktur dan pembuatan
parking bumper dari bahan
polymeric foam diperkuat serat
Selesai
tandan kosong kelapa sawit
Juni 2012
(TKKS) terhadap beban impak dan
tekan.
Respon parking bumper dari
polymeric foam diperkuat
tandan kosong kelapa
(TKKS) terhadap beban
statik.
bahan
serat
Selesai
sawit
tekan Juni 2012
Analisa struktur parking bumper
material komposit polymeric foam
Selesai
diperkuat serat tandan kosong
September
kelapa sawit akibat beban tekan
2011
statik menggunakan ansys rel. 5.4
Simulasi statik dan dinamik
parking
bumper
redesain
menggunakan software ansys 12.0
Pembuatan dan analisa respon
parking bumper dari bahan
polymeric foam diperkuat serat
tandan kosong kelapa sawit
(TKKS) terhadap beban impak
jatuh bebas
Pengembangan model dan analisa
respon parking bumper dari bahan
polymeric foam diperkuat serat
tandan kosong kelapa sawit
(TKKS) terhadap beban impak
jatuh bebas
Proses
Proses
Proses
1.6 Batasan masalah
Untuk dapat arah penelitian yang baik, maka perlu adanya batasan masalah
sebagai berikut:
4
Universitas Sumatera Utara
Membuat paking bumper komposit polymeric foam diperkuat dengan
serat TKKS.
Spesimen yang dibuat dengan dimensi 75×204×142 mm untuk
pengujian impak beban jatuh bebas dan untuk spesimen dengan
dimensi 250×204×142 mm sebagai contoh digunakan dilapangan.
Pengujian dilakukan untuk mengetahui tegangan yang terjadi sewaktu
diberikan gaya maksimum pada saat pengujian impak jatuh bebas
pada spesimen dan melihat ketahanan spesimen secara visual dengan
pameter ukur retak atau tidaknya spesimen uji pada uji lindas
dilapangan.
1.7 Sistematika Penulisan
Agar penyusunan skripsi ini dapat tersusun secara sistematis dan
mempermudah pembaca memahami tulisan ini, maka skripsi ini dibagi dalam
beberapa bagian yaitu: halaman judul, lembar pengesahan, abstrak, kata
pengantar, daftar isi, daftar gambar, daftar tabel, bab 1 pendahuluan (pada bab ini
akan dibahas mengenai latar belakang dari judul skripsi yang telah ditetapkan,
tujuan, manfaat, batasan masalah, sistematika penulisan dan metodologi penulisan
skripsi), bab 2 dasar teori (pada bab ini akan dibahas mengenai teori-teori yang
berhubungan dengan penulisan skripsi. Dasar teori didapatkan dari berbagai
sumber, diantaranya berasal dari: buku - buku pedoman, jurnal, paper, tugas
akhir, e-mail, e-book, dan e news), Bab 3 metodologi (pada bab ini akan dibahas
mengenai metode yang akan digunakan untuk menyelesaikan penulisan skripsi.
Pada bab ini juga akan dibahas mengenai langkah-langkah penelitian, pengolahan
dan analisa data yang akan digunakan untuk menyelesaikan permasalahan dari
topik yang diangkat), Bab 4 analisa data dan pembahasan (pada bab ini akan
dianalisa dan dibahas mengenai data-data yang telah diperoleh dari hasil
penelitian yang telah dilakukan), Bab 5 kesimpulan dan saran (pada bab ini berisi
kesimpulan dari penulisan tugas akhir dan saran-saran), daftar pustaka, lampiran
5
Universitas Sumatera Utara