Lampiran 4. Data keteguhan lentur dan keteguhan patah kayu raru No.
Sampel
ΔP/ΔY
(kg/cm) (kg) P (cm) b (cm) h (cm) L (kg/cmMOE 2
MOR ) (kg/cm2) 1 0,0015 306,17 2 2 27,9 226225,4 1601,652 2 0,0018 258,88 2 2 27,9 188521,2 1354,266 3 0,0019 255,38 2 2 27,9 178599,0 1335,957 4 0,0016 287,95 2 2 27,9 212086,3 1506,338 5 0,002 218,82 2 2 27,9 169669,1 1144,702
Rata-rata 195020,2 1388,583
Keterangan:
ΔP/ΔY = Beban sangga sebelum batas proporsi per lenturan pada beban P = Beban maksimum
lxii
Lampiran 5. Persentase Cacat dan Bebas Cacat pada Permukaan Contoh Uji pada Proses Penyerutan Kayu Raru
Lampiran 6. Persentase Cacat dan Bebas Cacat pada Permukaan Contoh Uji pada Proses Pembentukan Kayu Raru (Cotylelobium melanoxylon)
lxiv
Lampiran 7. Persentase Cacat dan Bebas Cacat pada Permukaan Contoh Uji pada Proses Pengeboran Kayu Raru (Cotylelobium melanoxylon)
No. Kayu Cacat Permukaan Kayu (%)
Permukaan Bebas Cacat (%)
Sifat Pemesinan Bulu Halus Penyobekan
DAFTAR PUSTAKA
Abdurachman, A.J, N. Hadjib. 2006. Pemanfaatan Kayu Hutan Rakyat Untuk Komponen Bangunan. Prosiding Seminar Hasil Litbang Hasil Hutan.
Adha, N.I. 2005. Sifat-sifat Pemesinan Kayu Durian (Durio zibethinus). Departemen Kehutanan. Jurusan Teknologi Hasil Hutan. Universitas Sumatera Utara. Medan. Tidak Diterbitkan.
Asdar, M. 2010. Sifat Pemesinan Kayu Surian Toona sinensis (Adr.Juss.) M.J. Roemer) DAN KEPAYANG (Pangium edule Reinw.). Balai Penelitian Kehutanan Makasar. Jurnal Penelitan Hasil Hutan Vol. 28 (1).
Asdar, M. 2006. Sifat Pemesinan Tiga Jenis Kayu Asal Sulawesi. Balai Penelitian Kehutanan Makassar. Jurnal Penelitan Hasil Hutan Vol. 24 (1).
Asdar, M., M. Lempang. 2006. Beberapa Sifat Dasar dan Kegunaan Tiga Jenis Kurang Dikenal Asal Hutan Alam Sulawesi. Balai Penelitian Kehutanan Makassar. Jurnal Penelitan Hasil Hutan Vol. 24 (1).
Bakar,E.S. 2003. Sekelumit Tentang Pemesinan Kayu. Forum Komunikasi Teknologi dan Industri Kayu. Vol. 1 (1).
Bowyer JL, R. Shmulsky, JG. Haygreen. 2003. Forest Products and Wood Science An Introduction 4th ED USA: Iowa State Press Blackwell Publishing.
[BS] British Standar (1957). Methods of Testing Small Clear Specimens of Timber. BS 373 : 1957.
Darmawan, W. 1997. Pengaruh Laju Pengumpanan dan Tebal Ketaman Terhadap Kualitas Pengetaman Kayu Pinus, Agathis dan Manii. Jurnal Teknologi Hasil Hutan. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Vol. 10 (1).
Harijadi A.R. 2009. Kadar Air Titik Jenuh Serat Beberapa Jenis Kayu Perdagangan Indonesia. Departemen Hasil Hutan. FakultasKehutanan. Institut Pertanian Bogor. [SKRIPSI]
Iswanto, A.H. 2008. Sifat Fisis Kayu: Berat Jenis dan Kadar Air Pada Beberapa Jenis Kayu. Departemen Kehutanan. Fakultas Pertanian. Universitas Sumatera Utara.
lviii
Kurnia A., S.P Gudiwiyanto . 2005. Variasi Sifat Mekanika Kayu Mimba (Azadirachta indica) Pada Arah Aksial dan Umur Pohon Yang Berbeda. Buletin Agro Industri No. 19. Yogyakarta.
Muslich, M., G. Sumarni. 2008. Nyantoh Putih dan Balobo Sebagai Pengganti Kayu Ramin. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan. Buletin Hasil Hutan Vol. 14 (2).
Pasaribu, G. 2007. Sifat Fisis dan Mekanis Empat Jenis Kayu Andalan Asal Sumatera Utara. Jurnal Penelitian Hasil Hutan Volume 25 (1).
Pasaribu. G., B. Sipayung., G. Pari. . 2007. Analisis Komponen Kimia Empat Jenis Kayu Asal Sumatera Utara. Jurnal Penelitian Hasil Hutan Volume 25 (4).
Pasaribu.G. Sahwalita.,Sipayung. B. 2008. Sifat Anatomi Jenis Kayu Kurang Dikenal di Sumatera Utara. Jurnal Penelitian Hasil Hutan Vol. 26 (1).
Pasaribu, G. 2011. Aktivitas Inhibisi Alfa Glukosidase Pada Beberapa Jenis Kulit Kayu Raru. Balai Penelitian Kehutanan Aek Nauli. Jurnal Penelitian Hasil Hutan Vol. 29 (1).
Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia. 1979. Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia NI-5 PKKI 1961. Departemen Pekerjaan Umum dan Tenaga Listrik Direktorat Jenderal Ciptakarya Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan. Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan. Bandung.
PIKA. 1981. Mengenal Sifat-Sifat Kayu Indonesia dan Penggunaanya. Kanisius. Yogyakarta.
Rachman, O., J. Balfas. 1985. Sifat Pemesinan 34 Jenis Kayu dari Maluku dan Sulawesi Tengah. Jurnal Penelitian Hasil Hutan. Vol. 2 (3).
Rachman, O., J. Malik . 2011. Penggergajian dan Pemesinan Kayu Untuk Industri Perkayuan Indonesia. Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan. Kementerian Kehutanan. Jakarta.
Rachman, O., A. Supriadi. 2002. Sifat Pemesinan Empat Jenis Kayu Kurang Dikenal dan Hubungannya Dengan Berat Jenis Serta Ukuran Pori. Buletin Penelitian Hasil Hutan. Vol. 20 (1).
Sitepu S.S.S. 2007. Sifat-sifat Pemesinan Kayu Mangga (Mangifera indica L). Departemen Kehutanan. Jurusan Teknologi Hasil Hutan. Universitas Sumatera Utara. Medan. Tidak Diterbitkan.
xxxiii
METODE PENELITIAN
Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Januari–September 2013. Pembuatan dan pengujian contoh uji dilaksanakan di Workshop dan Laboratorium Teknologi Hasil Hutan, Universitas Sumatera Utara. Pengujian sifat mekanis dilaksanakan di Laboratorium Keteknikan Kayu, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Pengujian sifat pemesinan dilaksanakan di PT. Gorga Duma Sari, Porsea, Kabupaten Samosir.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah gergaji bundar (circular saw), oven, timbangan digital, Universal Testing Machine, caliper, mesin serut (planer), mesin bor (borer), mesin ampelas (sander), mesin pembentuk (shaper), mesin bubut (turner), kaca pembesar (loupe), millimeter block, meteran, kamera digital dan alat tulis. Bahan yang digunakan adalah kayu raru (Cotylelobium melanoxylon) berukuran 120 cm × 12,5 cm × 2,5 cm yang berasal dari PT. Gorga Duma Sari, Porsea, Kabupaten Samosir.
Prosedur Penelitian
sifat pemesinan kayu raru. Jumlah sampel yang digunakan adalah 25 lembar papan.
Pembuatan contoh uji
Contoh uji berupa sortimen papan berukuran 120 cm × 12,5 cm × 2 cm sebanyak 25 lembar, dikeringudarakan terlebih dahulu sampai kadar air 12-18% selama 2 minggu. Selanjutnya contoh uji dipotong sesuai peruntukkan sifat fisis, mekanis dan pemesinan seperti terlihat pada Gambar 1.
90 cm A D
120 cm
B C 30 cm
xxxv
Keterangan:
A = Contoh uji penyerutan dan pembentukan (90 cm × 10 cm × 2 cm) B = Contoh uji pemboran (30 cm × 5 cm × 2 cm)
C = Contoh uji pengamplasan (30 cm × 5 cm × 2 cm)
D = Contoh uji besar untuk sifat fisis (kadar air, kerapatan, penyusutan) dan mekanis kayu (keteguhan lentur dan keteguhan patah )(90 cm × 10 cm × 2 cm)
Selanjutnya contoh uji besar dipotong untuk pengujian sifat fisis dan mekanis kayu dipotong seperti pada gambar 2. Pengujian fisis kayu yang akan diuji antara lain adalah pengujian kadar air dan kerapatan kayu raru dengan contoh uji berukuran 4 cm × 2 cm × 2 cm, penyusutan kayu raru berukuran 10 cm × 2 cm × 2 cm dan pengujian mekanis kayu yaitu pengujian keteguhan lentur dan keteguhan patah dengan contoh uji berukuran 30 cm × 2 cm × 2 cm. Semua pengujian sifat fisis dan mekanis kayu raru dilakukan dengan 5 kali ulangan.
2 cm A B C
30 cm 10 cm 4cm Gambar 2. Pola pembagian contoh uji sifat fisis dan mekanis berdasarkan
BS 373 : 1957
Keterangan :
A = Contoh uji keteguhan lentur (MOE) dan keteguhan patah (MOR) (30 cm × 2 cm × 2 cm)
B = Contoh uji penyusutan kayu (10 cm × 2 cm × 2 cm) C = Contoh uji kadar air, kerapatan (4 cm × 2 cm × 2 cm)
Sebagai gambaran alur penelitian yang dilakukan dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 1. Diagram alur penelitian Contoh uji nduk
(120 cm × 12,5 cm × 2,5 cm), sebanyak 25 lembar papan
Contoh Uji Sifat Fisis dan Mekanis berdasarkan BS 373-1957
1. KA, ρ, BJ kayu (4 cm × 2 cm × 2 cm), sebanyak 5 contoh uji.
2. Penyusutan kayu (10 cm × 2 cm × 2 cm), sebanyak 5 contoh uji. 3. MOE dan MOR (30 cm × 2 cm × 2
cm), sebanyak 5 contoh uji.
Contoh Uji Sifat Pemesinan Kayu berdasarkan ASTM D 1666 – 87 (Reapproved 2004),sebanyak 25 contoh uji
1. Planing dan shaping (90 cm × 10
cm × 2 cm)
2. Boring (30 cm × 5 cm × 2 cm)
3. Sanding (30 cm × 5 cm × 2 cm)
Diambil rata-rata nilai sifat fisis dan mekanis.
Diamati cacat dengan menggunakan loupe
Ditentukan persentase permukaan bebas cacat pada kayu
xxxvii
Pengujian Sifat Fisis
Kadar Air dan Kerapatan Kayu
Kadar air dan kerapatan kayu yang dikelompokan menurut beberapa kondisi yaitu kadar air basah (KA > 30%), kadar air kering udara (KA 15-20%). Seluruh contoh uji untuk pengujian kadar air dan kerapatan uji berukuran 4 cm × 2 cm × 2 cm direndam selama 1 minggu untuk menyeragamkan kadar airnya. Setelah perendaman 1 minggu, dianggap sebagai kondisi basah. Contoh uji dengan kondisi basah kemudian dikeringkan secara alami dalam ruangan sampai mencapai kadar air kering udara (KA 15-20%). Kemudian contoh uji dikeringkan dalam oven pada suhu 103±2 0
Kadar air dan kerapatan kayu kemudian dihitung berdasarkan rumus : C untuk mendapatkan berat kering oven. Setiap kondisi diukur dimensi panjang, lebar dan tebalnya serta ditimbang beratnya.
KA = − ×100%
BKO BKO BA
=
ρ
V m
Keterangan:
KA = kadar air (%) BA = berat awal kayu (g) BKO = berat kering oven (g)
ρ
= kerapatan (g/cm³) m = massa kayu(g) V = volume kayu (cm³)Penyusutan Kayu
dikondisikan sampai mencapai kondisi kering udara. Selanjutnya diovenkan untuk mendapatkan kondisi kering oven. Pada setiap kondisi dilakukan pengukuran pada dimensi longitudinal, radial dan tangensial.
Penyusutan dapat dihitung dengan rumus
b = 100%
Pengujian Sifat Mekanis
Keteguhan Lentur (Modulus of Elasticity)
Pengujian keteguhan lentur (Modulus of Elasticity) dilakukan dengan memakai contoh uji dengan ukuran 30 cm × 2 cm × 2 cm. Besarnya defleksi yang terjadi pada saat pengujian dicatat pada setiap selang beban tertentu. Nilai MOE dihitung dengan rumus :
3
ΔP = beban sebelum batas proporsi (kg) ) L = jarak sangga (cm)
xxxix
Keteguhan Patah (Modulus of Rupture)
Pengujian keteguhan patah (modulus of rupture) dilakukan bersama-sama dengan pengujian keteguhan lentur, memakai contoh uji berukuran 30 cm × 2 cm × 2 cm dalam kondisi kering udara dan menggunakan Universal Testing Machine dengan menggunakan lebar bentang (jarak penyangga) 15 kali tebal nominal. Nilai MOR dihitung dengan rumus :
2 2
3
bh PL
MOR=
Beban
h b
L Penyangga
Gambar 4. Cara pembebanan pengujian keteguhan lentur dan keteguhan patah
Keterangan:
MOR = modulus of Rupture (kg/cm2 P = beban maksimum(kg)
) L = panjang contoh uji (cm) b = lebar contoh uji (cm) h = tebal contoh uji (cm) Sampel uji
Pengujian Sifat Pemesinan Kayu
Pengerjaan Papan Contoh
1. Sifat Penyerutan (planing)
Contoh uji penyerutan dibuat berukuran (90 cm × 10 cm × 2 cm). Sudut potong pisau diatur sebesar 200 – 300
2. Sifat Pembentukan (shaping)
, laju pengumpanan sebesar 12 m/menit, kecepatan putar pisau sebesar 5.000 rpm, serta tebal sayatan sebesar 2 mm. Contoh uji diserut dengan mesin double moulder searah dengan arah serat. Setiap contoh uji yang keluar diberi tanda dengan menunjukkan arah masuk kayu ke dalam mesin. Semua contoh uji yang telah diserut dinilai sifat penyerutannya.
Contoh uji yang digunakan adalah contoh uji yang sudah diserut (pengujian sifat pembentukan (shaping) dan penyerutan (planning) dilakukan pada contoh uji yang sama). Pada salah satu sisi contoh uji kayu dibentuk menyerupai jalur berbentuk segi empat sedangkan sepanjang sisi yang kedua dibentuk jalur dengan bidang miring dengan menggunakan mesin shaper. Pengamatan cacat-cacat pemesinan yang terjadi pada bidang permukaan hasil pembentukan.
3. Sifat Pemboran (boring)
xli
baik. Selain itu untuk menghindarkan terjadinya serpih maka pemboran dilakukan sampai 2 mm melebihi permukaan bawah contoh kayu.
4. Sifat Pengamplasan (sanding)
Contoh uji pengamplasan (sanding)) dibuat dengan ukuran 30 cm × 5 cm × 2 cm degan menggunakan mesin amplas. Kecepatan dorong kayu diatur sebesar ± 360 m/menit.
Penentuan Kelas Mutu Pemesinan
Setiap contoh uji yang telah dikerjakan dengan mesin diamati hasilnya secara visual. Objek yang diamati yaitu cacat yang timbul pada permukaan contoh uji sebagai akibat dilakukan pemesinan. Loupe dengan derajat pembesaran sepuluh kali digunakan sebagai alat bantu untuk melihat lebih jelas bentuk cacat. Bagian-bagian permukaan yang bercacat dijumlahkan luasnya, kemudian dihitung persentasenya terhadap seluruh luas permukaan contoh uji dan diklasifikasikan kualitasnya berdasarkan klasifikasi mutu sifat pemesinan pada Tabel 3.
Tabel 3. Nilai bebas cacat dan klasifikasi mutu sifat pemesinan Nilai Bebas Cacat
(Defect Free Values),%
Kelas Mutu Pemesinan
(Machining Quality) 0 – 20
Sedang (fair/medium) Baik (good)
Sangat baik (very good) Sumber : Rachman dan Balfas (1993) dalam Asdar, 2010
Pengambilan kesimpulan sifat pemesinan kayu dilakukan secara kualitatif berdasarkan persentase rata-rata permukaan contoh uji yang bebas cacat dan selanjutnya dikelompokkan ke salah satu kelas sifat pemesinan.
Analisis Data
Pengujian sifat fisis dan mekanis kayu mengacu pada British Standar 373-1957. Untuk pengujian sifat fisis dan mekanis kayu raru (Cotylelobium melanoxylon) diambil nilai rata-ratanya untuk mendapatkan nilai sifat fisis dan mekanis kayu raru.
Pengolahan data mengenai sifat pemesinan kayu mengacu pada ASTM D 1666 – 87 (Reapproved 2004). Sifat pemesinan kayu didasarkan pada besar kecilnya persentase permukaan bebas cacat setelah proses pemesinan. Selanjutnya data mengenai jenis cacat, luas permukaan bebas cacat serta persentase contoh uji dimasukkan ke dalam kelas pemesinan yang telah ditentukan. Dianalisa secara deskriptif untuk mendapat gambaran tentang sifat pemesinan kayu raru (Cotylelobium melanoxylon).
Persentase permukaan bebas cacat dapat ditentukan dengan rumus, yaitu :
% Bebas Cacat = 100% -
×100%
kayu permukaan Luas
cacat permukaan seluruh
xliii
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Fisis Kayu Raru (Cotylelobium melanoxylon)
Kadar Air dan Kerapatan Kayu
Kadar air menunjukkan banyaknya air yang terdapat dalam kayu. Hasil pengukuran nilai KA kayu raru yang diteliti baik dalam kondisi basah (KA B) maupun kondisi kering udara (KA KU) disajikan dalam Tabel 4.
Tabel 4. Nilai kadar air kayu raru
No.Kayu Kadar Air (%) Kerapatan (g/cm3) Basah Kering Udara Basah Kering Udara 1
Pengukuran sifat fisis kayu raru dilakukan baik pada kondisi basah, kering udara sampai kering tanur. Dari hasil pengukuran sifat fisik seperti pada Tabel 4 diatas diketahui bahwa kadar air rata-rata kayu raru menurun dari kondisi basah (45,67%) ke kondisi kering udara (14,63%). Kadar air basah kayu raru senilai 45,67% diduga dapat lebih tinggi lagi. Hal ini disebabkan karena contoh uji kayu raru yang digunakan berupa sortimen yang berasal dari industri penggergajian dan bukan merupakan kayu segar. Diduga adanya penurunan jumlah kadar air sebelum contoh uji digunakan menyebabkan nilai kadar air pada kondisi basah hanya rata-rata 45,67%.
nilai KA dapat terjadi antar spesies, perbedaan kondisi tempat tumbuh bahkan antar bagian dari pohon yang sama.
Dari hasil pengukuran nilai kerapatan kayu raru, diketahui bahwa kerapatan kayu pada kondisi basah adalah 1,09 g/cm3 dan pada kerapatan kondisi kering udara senilai 0,93 g/cm3. Pada penelitian lain yaitu Pasaribu (2007) yang mendapatkan kerapatan kayu raru mencapai 1,02-1,09 g/cm3. Berdasarkan nilai kerapatan kering udara, kayu raru termasuk kayu kelas kuat I dengan berat jenis ≥ 0,90 (Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia, 1961). Kayu raru dengan kerapatan kering udara >0,90 g/cm3
Beberapa kayu yang termasuk dalam kelas kuat I antara lain adalah eboni (Diospyros sp) dengan berat jenis kering udara rata-rata 1,05. Kayu ini digunakan sebagai kayu perkakas, finir mewah, bahan bubutan. Kayu ulin (Eusideroxylon zwagerii) dengan berat jenis kering udara rata-rata1,04 digunakan sebagai kayu bangunan, lantai, bantalan kereta api, tiang listrik, kayu perkapalan dan jembatan (PIKA, 1981). Kayu kelas kuat I cenderung lebih banyak digunakan untuk konstruksi berat karena kemampuannya menahan beban yang baik.
cocok digunakan untuk konstruksi berat misalnya tiang listrik, perkapalan dan sebagainya.
PenyusutanKayu
xlv
Tabel 5. Penyusutan kayu raru dari kondisi basah ke kondisi kering udara, kondisi kering udara ke kering oven dan kondisi basah ke kering oven
No Sampel
Susut basah ke kering udara (%)
Susut basah ke kering oven (%)
Kayu sebagaimana bahan berlignoselulosa lainnya memiliki sifat higroskopis, yaitu dapat menyerap atau melepas air dari lingkungannya. Tsoumis (1991) menyatakan bahwa susut merupakan pengurangan dimensi kayu sejalan dengan pengurangan kadar air dibawah titik jenuh serat. Karena kayu memiliki sifat anistropis, maka susut kayu pun memiliki perbedaan pada ketiga arah orientasi.
Pada Tabel 5 dapat dilihat adanya perubahan dimensi dari kondisi kadar air basah ke kondisi kering udara dan kondisi basah ke kondisi kering oven. Perubahan spesifik terjadi pada arah radial dan tangensial. Menurut Tobing (1976) dalam Harjadi (2009), rendahnya nilai susut longitudinal disebabkan karena sebagian besar arah mikrofibril dalam lapisan dinding sel hampir sejajar terhadap sumbu sel, sedangkan susut tangesial yang besarnya dua kali susut radial, diakibatkan karena adanya tahanan jari-jari, penyimpangan arah mikrofibril sekitar noktah yang kebanyakan terdapat pada dinding radial sehingga
berpengaruh terhadap penyusutan radial dan adanya perbedaan struktur dinding sel.
Pada Tabel 5, penyusutan yang terjadi pada bidang radial dan tangensial tidak terlalu jauh memiliki perbedaan, namun susut tangensial tetap lebih besar dibandingkan dengan susut radial maupun longitudinal. Skaar (1972) dalam Harjadi (2009) menyatakan bahwa sel-sel jari merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi rasio penyusutan tangensial dan radial. Sel jari-jari yang pendek dan lebar akan memperkecil penyusutan radial dibandingkan sel jari-jari yang terbentuk panjang tapi sempit. Sudut fibril dinding sel radial lebih besar dibanding sudut fibril di dinding sel tangensia. Hal ini menyebabkan susut tangensial lebih besar daripada susut radial.
Adanya variasi nilai yang tidak terlalu signifikan antara susut radial dan susut tangensial kayu raru diduga disebabkan oleh adanya perbedaan ukuran dan bentuk potongan pada contoh uji. Menurut Haygreen dan Bowyer (1993), variasi dalam penyusutan contoh-contoh uji yang berbeda dari spesies yang sama di bawah kondisi yang sama terutama disebabkan adanya perbedaan ukuran dan bentuk potongan. Hal ini mempengaruhi orientasi serat dalam potongan dan keseragaman kandungan air diseluruh bagian tebal pada kayu.
Sifat Mekanis Kayu Raru (Cotylelobium melanoxylon)
xlvii
Tabel 6. Nilai sifat mekanik kayu raru
No. Sampel Modulus of Elasticity (kg/cm2
Modulus of Rupture
) (kg/cm2)
Rata-rata 195020 1389
Berdasarkan tabel diatas, diketahui bahwa nilai keteguhan lentur kayu raru sebesar 195.020 kg/cm2 dan nilai keteguhan patah kayu raru sebesar 1388,6 kg/cm2. Berdasarkan nilai keteguhan lentur dan keteguhan patah yang diperoleh, kayu raru dapat digolongkan dalam kayu kelas kuat I dengan nilai MOE >125.000 kg/cm2
Menurut Tobing (1995) dalam Harijadi (2009) disebutkan bahwa semakin tinggi kerapatan kayu nilai keteguhan patah dan keteguhan lenturnya juga akan semakin tinggi. Kerapatan kayu umumnya dipengaruhi oleh ukuran sel, tebal dinding sel. Semakin tebal dinding sel, kerapatan akan semakin tinggi demikian juga kekuatan kayu tersebut. Kayu yang memiliki serat dengan dinding sel tebal dan lumen kecil cenderung memiliki berat jenis yang lebih tinggi dibandingkan dengan kayu yang dinding seratnya tipis dengan lumen yang besar. Berdasarkan penelitian Pasaribu (2008), berdasarkan klasifikasi serat yang didapat serat kayu raru memiliki lumen yang bagian pangkal termasuk kecil, bagian tengah dan ujung lumen sangat kecil dan tebal dinding sel termasuk tebal.
Sifat Pemesinan Kayu (Cotylelobium melanoxylon)
Penyerutan
Berdasarkan proses penyerutan yang telah dilakukan, diperoleh nilai bebas cacat dan kelas mutu pemesinan yang disajikan pada Tabel 8. Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa kayu raru berada pada kualitas penyerutan mutu sangat baik (Kelas I), dengan persentase permukaan bebas cacat 99,41%
Tabel 7. Persentase rata-rata permukaan bebas cacat pada proses penyerutan kayu raru
Cacat Permukaan Jumlah cacat (%) Bebas Cacat (%) Sifat Pemesinan Serat terangkat
Tanda serpih
0,05 0,54
99,41 Sangat baik
Salah satu bentuk dari cacat serat terangkat yang terjadipada proses penyerutan dapat dilihat pada gambar 5.
Gambar 5. Cacat serat terangkat
xlix
kekasaran permukaan papan yang disebabkan terangkatnya kayu akhir sehingga lebih tinggi daripada kayu awal. Umumnya terjadi pada kayu dari daerah beriklim sedang dengan perbedaan kayu awal dan akhir yang jelas. Penyebabnya adalah kayu akhir lebih keras daripada kayu awal, serta mata pisau tumpul (Sucipto, 2009).
Mutu pemesinan berbeda antar jenis kayu. Salah satu penyebabnya adanya pengaruh berat jenis kayu. Kayu raru memiliki nilai berat jenis kayu kondisi kering udara sebesar 0,95 dan termasuk dalam kayu kelas kuat I. Hal ini sesuai dengan pernyataan Rachman et al., (2002) yang menyatakan bahwa semakin tinggi berat jenis kayu, semakin tinggi nilai bebas cacat sifat pemesinannya. Semakin tinggi berat jenis kayu cenderung akan meningkatkan kualitas pengetaman, pembentukan, pengeboran, pembubutan dan pengampelasan. Hal ini disebabkan dengan tingginya berat jenis kayu berarti makin tinggi kerapatan sel-sel. Kayu yang memiliki kerapatan sel tinggi, cenderung lebih tahan terhadap kemungkinan terjadinya cacat ketika dilakukan proses pengerjaan.
Proses pengetaman (planing) merupakan proses paling penting, karena pada akhirnya semua komponen dari produk furniture ini harus diketam untuk menghasilkan penampilan permukaan dengan kualitas yang baik. Banyak faktor yang memainkan peranan penting dalam menentukan kualitas hasil pengetaman. Salah satu dari faktor tersebut berasal dari jenis kayu yang sedang diketam, sedangkan beberapa faktor lainnya dapat berasal dari mesin ketam yang dipergunakan. Adapun karakteristik kayu yang sering menyulitkan dalam proses pengetaman diantaranya adalah adanya mata kayu dan serat miring yang tumbuh secara alami (Darmawan, 1997).
Pembentukan
Secara umum kayu raru memiliki kualitas pembentukan sangat baik (kelas I), dengan rata-rata persentase bebas cacat sebesar 97,45%. Cacat permukaan dan nilai bebas cacat dapat dilihat pada Tabel 8.
Tabel 8. Persentase rata-rata permukaan bebas cacat pada proses pembentukan kayu raru
Cacat Permukaan Jumlah cacat (%) Bebas Cacat (%) Sifat Pemesinan Serat terserpih
Tanda serpih
0,40 1,86
97,45 Sangat baik
Salah satu bentuk dari cacat serat terserpih yang terjadi pada proses penyerutan dapat dilihat pada gambar 6.
Gambar 6. Cacat serat terserpih
li
pada permukaan kayu. Hal ini disebabkan oleh mata pisau yang tumpul, sudut pisau terlalu besar serata serat kayu miring (Sucipto, 2009). Menurut Darmawan (1997), tanda serpih dapat disebabkan oleh adanya kayu yang menempel pada ujung pisau sehingga ujung pisau menjadi tumpul dan disebabkan oleh resin kayu yang terlalu tinggi.
Berdasarkan Asdar (2006), berat jenis kayu berpengaruh sangat nyata terhadap sifat penyerutan, pembentukan, pengeboran, pembubutan dan pengampelasan. Berat jenis suatu jenis kayu sangat bergantung pada besarnya sel, tebal dinding sel dan hubungan antara jumlah sel yang beragam dipandang dari besarnya sel dan tebal dinding sel. Pengaruh ukuran pori terhadap sifat pemesinan juga menunjukkan bahwa semakin besar diameter pori, semakin rendah sifat pemesinannya. Kayu raru memiliki pembuluh berdiameter kecil yaitu 67,36-
79,18μ. Ukuran pembuluh yang kecil merupakan salah satu faktor kualitas
pemesinan kayu raru berada pada kelas I.
Pengeboran
Berdasarkan Tabel 10 berikut dapat diketahui bahwa kayu raru memiliki kualitas pengeboran yang sangat baik (Kelas 1) dengan persentase rata-rata permukaan bebas cacat sebesar 99,49%.
Tabel 9. Persentase rata-rata permukaan bebas cacat pada proses pengeboran kayu raru
Cacat Permukaan Jumlah cacat (%) Bebas Cacat (%) Sifat Pemesinan Bulu halus
Penyobekan
0,25 0,26
Salah satu bentuk dari cacat bulu halus dan cacat penyobekan yang terjadi pada proses penyerutan dapat dilihat pada gambar 7.
Gambar 7 . Cacat bulu halus Gambar 8. Cacat penyobekan
liii
Menurut Davis (1962) dalam Asdar (2010), semakin tinggi berat jenis, semakin baik kualitas pembentukan kayu yang ditandai dengan penghancuran dan penyobekan yang lebih halus pada saat memotong tegak lurus serat. Pada proses pengeboran, kayu yang memiliki berat jenis sedang sampai tinggi memberikan kualitas yang lebih baik didasarkan pada kehalusan keratan. Terjadinya serat berbulu dalam jumlah banyak juga disebabkan adanya kayu abnormal yang disebut serabut bergelatin sedangkan penyobekan terjadi berhubungan dengan kemiringan serat seperti diagonal, spiral dan berpadu karena keratan pisau berlawanan dengan arah serat.
Pengamplasan
Berdasarkan hasil pengamplasan yang diperoleh untuk kayu raru, termasuk kedalam kelas sangat baik (kelas I). Berdasarkan pengamatan yang dilakukan tidak ditemukan adanya cacat dalam proses pengamplasan. Nilai rata-rata persentase bebas cacat adalah 100%. Hal ini disebabkan, pengamplasan dilakukan searah dengan serat kayu raru. Abu dari hasil pengamplasan menutup permukaan kayu sehingga kayu raru lebih halus dan tidak ditemukan adanya cacat yang terjadi pada pengamplasan seperti cacat bulu halus yang biasa terjadi pada kayu yang diamplas. Tidak adanya cacat dari proses pengampalasn dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 9. Contoh uji pengamplasan tanpa cacat
Hal ini sesuai dengan pernyataan Koch (1964) dalam Siswanto (2002), yang menyatakan bahwa timbulnya cacat pada proses pengamplasan yang pada umumnya adalah cacat bulu halus dipengaruhi oleh karakteristik kayu, ukuran grit amplas yang digunakan serta arah pengumpanan kayu saat memasukkan kayu pada mesin amplas. Jika arah pengumpanan berlawanan dengan arah serat kemungkinan terjadinya cacat bulu halus akan semakin besar, karena pada saat proses pengamplasan serat yang tidak terpotong sempurna akan berdiri oleh gesekan amplas.
lv
Davis (1962) dalam Asdar (2009), pada proses pengampelasan, kayu yang lebih keras akan menghasilkan serat berbulu yang lebih sedikit dibanding kayu yang lebih lunak.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Kayu raru (Cotylelobium melanoxylon) memiliki kadar air kondisi basah rata-rata 45,67%, kadar air kondisi kering udara rata-rata 14,63%, kerapatan kondisi basah rata-rata 1,09 /cm3, kerapatan kondisi kering udara rata-rata 0,93 g/cm2,susut radial dan tangensial dari kondisi basah ke kering udara rata-rata 4,41% dan 6,50%, susut radial dan tangensial dari kondisi basah ke kering oven rata-rata 8,81% dan 12,12%, keteguhan lentur kayu rata-rata 195.020 kg/cm2, keteguhan patah 1389 kg/cm2. Kayu raru dapat digolongkan dalam kayu kelas kuat I dan berdasarkan sifat pemesinan kayu raru baik penyerutan, pembentukan, pengeboran dan pengamplasan termasuk dalam mutu sangat baik (kelas I).
Saran
xvi
TINJAUAN PUSTAKA
Raru (Cotylelobium melanoxylon)
Berdasarkan Silk (2009), taksonomi dari kayu raru adalah sebagai berikut : Kingdom : Plantae
Divisi : Magnoliophyta Kelas : Magnoliopsida Ordo : Malvales
Famili : Dipterocarpaceae Genus : Cotylelobium
Species : Cotylelobium melanoxylon
Berdasarkan penelitian Pasaribu (2011), semua jenis raru yang diteliti termasuk dalam famili Dipterocarpaceae, meliputi tiga genus besar yaitu Cotylelobium, Shorea dan Vatica. Berdasarkan lokasi penyebaran kayu raru ada 5 jenis kayu raru yang dikenal seperti pada Tabel 1 berikut :
Tabel 1. Lokasi dan jenis kayu raru
No. Lokasi Jenis (species)
Cotylelobium melanoxylon Pierre Shorea balanocarpoidy Sesmington Cotylelobium lanceolatum Craib Cotylelobium melanoxylon Pierre Vatica perakensis King
ranting. Kulit pohonnya beralur pendek yang berwarna putih kehijauan. Tebal kulit berkisar 0,6-1 cm. kulit mudah dipisahkan dari bagian batang. Warna kayu kuning kecoklatan. Antara kayu gubal dan kayu teras tidak terdapat perbedaan warna yang jelas. Tekstur kayu halus dengan arah serat yang lurus dan indah (Pasaribu, 2007).
Kulit pohon raru diyakini masyarakat mampu menambah cita rasa dan kadar alkohol dari minuman tuak (minuman tradisional dari aren). Berdasarkan kajian ilmiah, kulit kayu ini mengandung kadar tanin yang cukup tinggi, yang cocok digunakan sebagai bahan pengawet alami pada makanan. Pohon raru (Cotylelobium melanoxylon) hanya dapat dijumpai di lokasi yang jauh dalam hutan yang sudah sulit dijangkau masyarakat. Setelah kulit kayunya diambil, kayu nya akan dibiarkan, padahal kayu ini mempunyai kekuatan yang tinggi (Pasaribu, 2007).
xviii
Persentase sel kayu yang meliputi pembuluh, jari-jari dan parenkim tidak berbeda nyata dengan kecenderungan persentase pembuluh dari pangkal ke ujung semakin meningkat, persentase jari-jari dan parenkim semakin menurun. Parenkim bertipe paratrakea umumnya mengelilingi pori. Kecenderungan persentase pembuluh yang tinggi pada bagian pangkal disebabkan karena bagian pangkal adalah penopang bagi seluruh bagian pohon, sehingga pada bagian ini kemungkinan terjadi peningkatan fotosintesa, selain itu juga dipengaruhi lingkaran pertumbuhan (Pasaribu et al, 2008). Kayu raru memiliki kandungan holoselulosa 66,61%, hemiselulosa 29,26%, alphaselulosa 37,35%, lignin 22,26%, pentosan sebesar 17,31%. Kayu raru termasuk dalam kelas yang mengandung zat ekstraktif rendah karena kurang dari 2%, kadar abu berkisar 0,2- 6,0% (Pasaribu, et al, 2007).
Sifat Fisis Kayu
Kadar Air
Kayu adalah bahan yang bersifat higroskopis yaitu mampu untuk menyerap dan melepaskan air, baik dalam bentuk cairan atau uap air. Penyerapan atau pelepasan air tergantung pada suhu dan kelembaban sekitarnnya, serta jumlah air yang ada dalam kayu. Kadar air kayu akan berubah dengan berubahnya kondisi udara sekitarnya. Perubahan kadar air kayu akan berpengaruh terhadap dimensi dan sifat-sifat kayu (Haygreen dan Bowyer, 2003).
Panshin et al, (1964) dalam Iswanto (2008) menyatakan bahwa kadar air merupakan banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya. Air dalam kayu terdapat dalam dua bentuk
yaitu air bebas yang terdapat pada rongga sel dan air terikat (imbibisi) yang terdapat pada dinding sel. Kondisi dinding sel jenuh dengan air sedangkan rongga sel kosong, dinamakan kondisi kadar air pada titik jenuh serat.
Kadar air titik jenuh serat besarnya tidak sama untuk setiap jenis kayu, hal ini disebabkan oleh perbedaan struktur dan komponen kimia. Pada umumnya kadar air titik jenuh serat berkisar antara 25-30%. Berat basah target dapat ditentukan berdasarkan penelitian Wang et al. (2003) dalam Karlinasari (2005), dikatakan bahwa penurunan kadar air selama proses pengeringan diikuti dengan penurunan berat spesimen.
Kerapatan Kayu
Kayu adalah bahan yang terdiri atas sel-sel. Struktur yang terdiri atas sel yang memberikan kayu banyak sifat-sifat dan ciri-ciri yang unik. Kerapatan kayu berhubungan langsung dengan porositasnya, yaitu proporsi volume rongga kosong. Kerapatan didefenisikan sebagai massa atau berat per satuan volume. Ini biasanya dinyatakan dalam kilogram per meter kubik Kerapatan biasanya dinyatakan dalam pon per kaki atau kg/m3
Menurut Tobing (1995) dalam Harijadi (2009), selain sebagai penduga kekuatan kayu, kerapatan kayu merupakan suatu indikator yang dapat digunakan untuk menduga mudah tidaknya suatu kayu dikerigkan. Kayu yang memiliki kerapatan tinggi umumnya sukar dikeringkan dan mengalami cacat lebih besar
. Menghitung kerapatan kayu, meliputi air yang terkandung dalam kayu. Kerapatan kayu biasanya dipengaruhi oleh
xx
dibandingkan kayu yang memiliki kerapatan rendah. Selanjutnya disebutkan bahwa kerapatan kayu umumnya dipengaruhi oleh ukuran sel, tebal dinding sel. Sel serat sangat penting pengaruhnya terhadap kerapatan karena porsinya yang tergolong tinggi sebagai komponen penyusun kayu. Dengan luasan penampang lintangnya yang relatif kecil, hanya dibutuhkan ruang yang sempit untuk menempatkan jumlah sel yang lebih banyak. Jika serat berdinding tebal dan berongga sempit, maka jumlah rongga udara sedikit dan kerapatan akan tinggi, sebaliknya jika serat berdinding tipis dan berongga besar maka kerapatan akan berkurang.
Rachman dan Supriadi (2002), melakukan penelitain terhadap lima jenis kayu dengan berat jenis yang berbeda menunjukkan bahwa semakin tinggi berat jenis, semakin tinggi pula nilai bebas cacatnya. Kayu yang memilki kerapatan tinggi juga memiliki kekompakan sel yang tinggi dan berdinding sel lebih tebal pula sehingga cenderung lebih tahan terhadap kemungkinan cacat akibat pemesinan. Panshin dan de Zeeuw (1980) dalam Asdar dan Lempang (2006) menyatakan berat jenis suatu jenis kayu sangat bergantung pada diameter sel, tebal dinding sel dan hubungan antara jumlah sel yang beragam. Sel kayu yang berpengaruh terhadap kerapatan kayu terutama adalah sel serat dan pembuluh. Kayu yang memiliki serat dengan dinding sel tebal dan lumen kecil cenderung memiliki berat jenis yang lebih tinggi dibandingkan dengan kayu yang dinding seratnya tipis dengan lumen yang besar. Berat jenis yang rendah juga disebabkan oleh tingginya proporsi pembuluh dalam kayu.
Penyusutan Kayu
Menurut Tsoumis (1991), penyusutan merupakan pengurangan dimensi kayu sejalan dengan berkurangnya kadar air di bawah titik jenuh serat. Perubahan dimensi kayu ini berbeda-beda pada ketiga arah, yang terkecil ada pada arah longitudinal, kemudian lebih besar pada arah radial dan terbesar ada pada arah tangensial. Secara umum penyusutan pada kayu berkerapatan sedang adalah 0,1-0,3% pada arah longitudinal, 2-6% pada arah radial, dan 5-10% pada arah tangensial.
Menurut Tsoumis (1991) penyusutan kayu dipengaruhi oleh banyak faktor seperti kadar air, kerapatan kayu, struktur anatomi, ekstraktif, komposisi kimia kayu dan tekanan mekanis. Faktor-faktor yang mempengaruhi susut kayu antara lain adalah :
1. Perbedaan antara kayu gubal dan kayu teras.
Kayu teras lebih lambat dikeringkan daripada kayu gubal. Hal ini disebabkan kayu gubal lebih permeabel daripada kayu teras.
2. Kayu reaksi.
Dengan adanya kayu reaksi akan menyebabkan susut yang cukup besar pada arah longitudinal sehingga dapat menyebabkan cacat bungkuk atau muntir.
3. Mata kayu.
xxii
tumbuh lagi sehingga terpisah dari bagian lain yang masih tumbuh. Dan cacat yang ditimbulkan adalah lepas atau longgar.
4. Berat jenis kayu.
Pada umumnya semakin tinggi berat jenis makin sukar dikeringkan. Demikian juga makin besar berat jenis susut yang terjadi makin besar. 5. Serat kayu
Serat kayu umumnya digunakan untuk menyatakan secara umum arah serabut dalam kayu. Kayu dengan serat yang beragam akan lebih sedikit mengalami cacat pada pengeringan.
Kayu menyusut, ini berarti kayu kehilangan air di bawah titik jenuh serat, yaitu kehilangan air terikat. Sebaliknya, jika air memasuki struktur dinding sel, kayu mengembang. Penyusutan dan pengembangan adalah suatu proses yang benar-benar terbalikkan dalam potongan-potongan kecil kayu bebas tekanan internal. Besarnya penyusutan sebanding dengan banyaknya air yang dikeluarkan dari dinding sel. Hal ini berarti bahwa spesies dengan kerapatan tinggi haruslah menyusut lebih banyak per persen perubahan kandungan air daripada speseis yang berberat jenis rendah (Haygreen dan Bowyer, 2003). Variasi dalam penyusutan contoh-contoh uji yang berbeda dari spesies yang sama di bawah kondisi yang sama terutama akibat dari 3 faktor :
1. Ukuran dan bentuk potongan yang mempengaruhi orientasi serat dalam potongan dan keseragaman kandungan air diseluruh tebal.
2. Semakin tinggi kerapatan contoh uji, semakin banyak kecenderungan untuk menyusut.
3. Laju pengeringan contoh uji, dimana di bawah kondisi pengeringan yang cepat, tekan internal terjadi karena perbedaan penyusutan.
Sifat Mekanis Kayu
Sifat mekanis kayu sangat dibutuhkan untuk diketahui karena akan menyangkut tujuan penggunaan kayu tersebut agar dapat direncanakan sebelum dilakukan pembangunan bangunan yang menggunakan kayu agar keselamatan dalam penggunaan kayu ini terjaga. Haygreen dan Bowyer (2003) mengatakan bahwa modulus patah (modulus of rupture) merupakan suatu ukuran beban maksimum yang dapat diterima kayu. Modulus patah sangat dipengaruhi oleh kadar air, karena kadar air sangat mempengaruhi kekuatan kayu. Begitu juga dengan kekakuan (modulus of elasticity) merupakan besaran yang menyatakan perbandingan antara tegangan per unit dengan deformasi per unit luas. Sifat ini berhubungan langsung dengan nilai kekakuan kayu.
Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI, 1961) menyatakan kelas kuat kayu didasarkan pada berat jenis, modulus lentur (MOE) dan modulus patah (MOR), dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Kelas kuat kayu
Kelas Kuat Berat Jenis MOE (kg/cm2) MOR (kg/cm2) Sumber : Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia, 1961.
xxiv
kg/cm2 dan nilai keteguhan tarik kayu ini adalah 1.230–1.603 kg/cm2. Berdasarkan nilai MOE dan MOR, kayu raru digolongkan ke dalam kelas kuat I.
Sifat Pengerjaan Kayu
Untuk mengetahui dan menetapkan kegunaan suatu jenis kayu secara baik, maka terlebih dahulu harus diketahui sifat-sifat dasar dari kayu yang tersebut sekaligus dengan sifat pengerjaannya. Salah satu dari sifat-sifat pengerjaan kayu yang perlu dikeahui adalah sifat pemesinan (wood machining properties). Pengujian sifat pemesinan kayu dilakukan dengan mengamati bentuk-bentuk cacat pemesinan yang mungkin terdapat pada kayu gergajian yang dihasilkan (Rachman dan Balfas, 1985).
Bakar (2003) menyatakan ruang lingkup pengerjaan kayu adalah mulai dari perencanaan (planning), pendesainan (designing), pemesinan (machining) atau pemotongan (cutting), perakitan (assembling) dan pengkilapan (finishing). Pengerjaan kayu lebih ditekankan pada proses pemotongan sampai proses pengerjaan berlangsung. Abdurachman dan Hadjib (2006) menambahkan mutu dari suatu jenis kayu ditentukan oleh sifat fisiknya seperti warna, tekstur, serat, kekerasan, kesan raba, bau dan rasa, nilai dekoratif dan sifat-sifat pengerjaan seperti sifat pengetaman, pembubutan, pengeboran dan pengamplasan. Selain itu mutu kayu ditentukan pula oleh cacat pada kayu tersebut yang akan mempengaruhi sifat kayu, pengerjaan maupun pemakaiannya.
Pemesinan Kayu
Pemesinan kayu adalah proses pengolahan kayu menjadi produk-produk kayu seperti kayu gergajian, venir dan komponen meubel. Tujuannya adalah untuk menghasilkan bentuk dan dimensi yang diinginkan dengan ketepatan dan kualitas permukaan yang diharapkan melalui proses yang paling ekonomis (Szymani, 1989 dalam Asdar, 2010).
Secara ideal semua jenis kayu yang akan digunakan sebagai bahan baku pemesinan atau moulding perlu diuji sifat pemesinannya. Uji sifat pemesinan pada prinsipnya melakukan penelitian pada suatu jenis kayu yang dipilih sebagai contoh uji, dengan membandingkan luas permukaan bercacat setelah mengalami pemesinan terhadap luas bidang pengujian. Uji sifat pemesinan ini menjadi lebih penting mengingat ketersediaan jumlah jenis kayu di Indonesia dan daerah tropis sangat beragam. Oleh karena itu, industri pemesinan kayu tidak perlu terfokus menggunakan jenis-jenis tertentu saja tetapi dapat memilih berbagai jenis kayu setelah melakukan pengujian sifat pemesinan kayu. Sifat pemesinan yang diuji meliputi sifat penyerutan (planing), pembentukan (shaping), pembubutan (turning), pemboran (boring) dan pengampelasan (sanding) berdasarkan pemesinan dengan mesin serut, mesin bentuk, mesin bubut, mesin bor dan mesin ampelas (Rachman dan Malik, 2011).
Cacat Kayu Gergajian dan Pemesinan
Cacat kayu adalah penyimpangan yang terjadi pada sepotong kayu dari suatu wujud kayu yang diinginkan. Produk kayu, terutama kayu gergajian dan
xxvi
menyatakan cacat tersebut berdasarkan penyebabnya dapat dikelompokan menjadi empat, yaitu cacat alami, cacat bentuk atau dimensi kayu, serat terpisah dan cacat teknik pemesinan.
A. Cacat Alami
Cacat alami (defect inherent in wood) adalah cacat yang terjadi atau terdapat pada kayu yang disebabkan oleh faktor alami, terdiri dari :
1. Mata Kayu
Mata kayu (knot) adalah potongan melintang atau memanjang bekas cabang atau ranting yang dikelilingi oleh pertumbuhan kayu atau bagian lain dari pohon. Cacat ini dikelompokan menjadi :
a. Mata kayu busuk (dead knot)
Mata kayu busuk (dead knot) yaitu mata kayu yang dihasilkan oleh cabang atau ranting yang sudah mati.
b. Mata kayu sehat (sound knot).
Mata kayu sehat (sound knot) merupakan mata kayu yang bebas dari pembusukan, penampang keras dan warnanya hampir sama dengan warna kayu sekitarnya.
2. Hati Rapuh (brittle heart)
Hati rapuh (brittle heart) adalah bagian poros tengah dari batang kayu sekitar hati (empulur) yang mengalami kerapuhan yang tidak normal, mungkin disebabkan oleh serangan bakteri melalui luka akibat penebangan atau tempat tumbuh.
3. Kantung damar (resin pocket)
Kantung damar (resin pocket) adalah rongga yang terjadi di dalam kayu dan sebagian atau seluruhnya berisi damar.
4. Kantung getah (pith pocket)
Kantung getah (pith pocket) adalah celah yang terdapat di antara lingkaran tumbuh atau tempat lainnya di dalam kayu, yang beisi getah padat maupun cair.
5. Kayu gubal (sapwood)
Kayu gubal (sapwood) adalah bagian terluar dari kayu yang berbatasan dengan kulit dan merupakan bagian batang yang masih hidup dan berisi zat makanan cadangan, biasanya warnanya lebih terang.
6. Lapuk atau busuk
Lapuk atau busuk adalah suatu bentuk yang dicirikan oleh rupa kayu yang kabur dan tidak bercahaya disertai oleh berkurangnya kekuatan dan pelunakan pada bahan kayu.
7. Lubang (holes)
Lubang (holes) adalah lubang-lubang yang terdapat pada kayu berupa lubang yang sebagian atau seluruhnya menembus bagian kayu tersebut.
8. Lubang serangga
Lubang serangga adalah lubang-lubang pada kayu bekas gerekan serangga dan dibedakan atas besarnya lubang gerekan yaitu :
xxviii
c. Lubang gerek besar adalah lubang gerek yang berdiameter lebih besar dari 3,2 mm.
9. Perubahan warna (discoloration)
Perubahan warna (discoloration) adalah perubahan atau variasi warna alam kayu, akibat reaksi kimia, jamur atau sebab lain tetapi bukan berupa busuk atau lapuk.
10.Blue stain
Blue stain adalah suatu perubahan warna pada kayu, yang disebabkan oelh adanya serangan jamur biru pada bagian tersebut.
11.Serat tertekuk (compression failure)
Serat tertekuk (compression failure) adalah gangguan pada sel-sel jaringan kayu akibat gaya-gaya kompresi yang memperlemah jaringan tersebut.
12.Serat miring (sloping grain)
Serat miring (sloping grain) adalah miringnya arah serat kayu terhadap bidang lebar atau tebal kayu.
B. Cacat Bentuk (warp)
Cacat bentuk (warp) merupakan penyimpangan atau perubahan bentuk kayu terhadap bentuk asalnya akibat perbedaan besarnya penyusutan atau besarnya tegangan yang terjadi pada bagian tertentu pada kayu. Cacat bentuk dapat berupa :
1. Membusur (bowing), merupakan pelengkungan dari sepotong kayu pada arah lebar ke arah panjangnya.
2. Lengkung (spring/croock), merupakan pelengkungan kayu pada bagian tebal ke arah panjang.
3. Memuntir (twist), merupakan pelengkungan kayu pada arah diagonal. Hal ini terjadi bila kayu diletakkan pada suatu permukaan yang datar dan rata maka salah satu sudut tepinya tidak bersentuhan dengan permukaan.
4. Mencawan (cupping), merupakan pelengkungan kayu ke arah lebarnya.
5. Jajaran genjang (diamonding), merupakan perubahan bentuk penampang lintang kayu gergajian yang asalnya persegi (dalam keadaan basah) menjadi bentuk jajaran genjang pada waktu kering.
C. Cacat Serat Terpisah
Cacat serat terpisah adalah suatu bentuk pemisahan serat kayu kearah tangensial ataupun radial dan panjang kayu akibat gaya tarik-menarik antara serat kayu atau jaringan kayu pada bagian tersebut relatif lebih lama. Cacat serat terpisah dapat berbentuk sebagai berikut :
1. Retak (checks)
Retak (checks) adalah terpisahnya serat-serat kayu pada arah sejajar serat kayu yang disebabkan oleh tegangan yang terjadi dalam pengeringan yang dapat berbentuk retak permukaan (surface checks), retak ujung (end checks), retak dalam (internal checks).
2. Belah (splits)
xxx
3. Pecah (shake)
Pecah (shake) adalah pemisahan jaringan kayu yang meliputi retak atau belah biasanya terjadi searah atau memotong lingkaran riap tumbuh, yang dapat berbentuk pecah busur, pecah melintang, pecah bintang (heart shake).
D. Cacat teknis atau cacat pemesinan
Cacat teknis atau cacat pemesinan yaitu cacat yang terdapat atau terjadi pada kayu, yang disebabkan oleh pemesinan terhadap kayu tersebut. Cacat pemesinan dapat berupa:
1. Serat berbulu (fuzzy grain)
Serat berbulu (fuzzy grain), yaitu terlepasnya serat-serat kayu yang menyerupai bulu-bulu ke permukaan kayu hasil pemesinan akibat adanya kayu tarik (tension wood)pada bagian tersebut.
2. Serat terangkat (raised grain)
Serat terangkat (raised grain) yaitu munculnya serat ke permukaan kayu hasil pemesinan sehingga membentuk gelombang karena adanya perbedaan tegangan pada jaringan tersebut atau karena perbedaan kerapatan antara kerapatan kayu awal dan kayu akhir.
3. Serat terlepas (loosened girl)
Serat terlepas (loosened girl) yaitu terlepasnya serat kayu menurut riap tumbuh ke permukaan kayu hasil pemesinan yang biasanya terjadi pada kayu gergajian datar (flat sawn lumber).
4. Serat terserpih (chipped grain)
Serat terserpih (chipped grain) yaitu terserpihnya (tersobek dalam partikel kecil) serat pada permukaan kayu hasil pemesinan biasanya karena proses penyerutan, karena mata pisau yang tumpul, sudut potong pisau terlalu besar serta serat kayu miring.
5. Berkas serpihan (chip mark)
Berkas serpihan (chip mark) yaitu suatu cekungan pada permukaan kayu yang serpihan atau serutan.
6. Jejak pisau (cutter mark)
Jejak pisau (cutter mark) yaitu bekas pisau pengerat yang mengerat kayu secara orthogonal. Jejak tersebut tampak seperti lekukan dan cekungan dangal pada permukaan kayu yang diserut atau dibentuk menjadi kayu bentukan (moulding). Jejak pisau ini dapat membantu mengidentifikasi produk molding sebagai finished product.
7. Bekas rol pengumpan (roller mark)
Bekas rol pengumpan (roller mark) yaitu bekas rol pengumpan pada mesin
moulding pada permukaan kayu yang diserut atau dibentuk menjadi
moulding.
8. Hangus (burn mark)
xxxii
9. Terserut atau terlewatkan (hit or miss)
Terserut atau terlewatkan (hit or miss) yaitu suatu cacat teknis pada permukaan kayu berupa serutan yang tidak sempurna atau terserut sebagaian atau tidak terserut oleh pisau penyerut.
10.Tergerus mesin
Tergerus mesin yaitu suatu cacat teknis pada permukaan kayu berupa serutan yang lebih dalam pada bagian ujung moulding.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Jenis-jenis kayu yang berasal dari hutan alam yang biasa dipakai untuk keperluan bahan bangunan, meubel, barang kerajinan dan bahan industri dewasa ini semakin terbatas dan tidak seimbang dengan kebutuhan kayu yang semakin meningkat. Sehingga untuk memenuhi kebutuhan tersebut harus digunakan jenis-jenis kayu yang mudah diperoleh, antara lain adalah jenis-jenis-jenis-jenis kayu yang kurang dikenal yang berasal dari hutan alam maupun yang ditanam masyarakat.
Jenis kayu andalan setempat adalah kayu yang banyak digunakan masyarakat setempat namun belum banyak diketahui sifat-sifatnya. Pada umumnya pemanfaatan kayu kurang dikenal untuk suatu keperluan memiliki nilai rendah karena data sifat dasarnya belum banyak diketahui. Penggunaan kayu kurang dikenal dan andalan setempat dapat meningkatkan diversifikasi jenis kayu komersial, menghemat penggunaan kayu jenis tertentu, dan menjamin pasar kayu bagi pengguna (Muslich dan Sumarni, 2008).
xv
Pemanfaatan kayu raru yang saat ini hanya terbatas pada pemanfaatan kulitnya saja mendorong diadakannya penelitian terkait potensi lain kayu raru ditinjau dari sifat fisis, mekanis dan pemesinannya. Kayu raru sendiri berpotensi sebagai bahan konstruksi, yang tentu saja dapat dimanfaatkan untuk industri perkayuan. Maka dari itu, dalam upaya peningkatan pemanfaatan potensi kayu raru sebagai bahan konstruksi perlu diketahui sifat fisis, mekanis dan pemesinan sehingga penggunaan, pemanfaatan serta pengerjaan yang lebih tepat dan optimal sebagai bahan konstruksi.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan sifat fisis, mekanis dan pemesinan kayu raru.
Manfaat Penelitian
Dari penelitian ini diharapkan dapat diperoleh informasi mengenai sifat fisis, mekanis dan pemesinan kayu raru sebagai alternatif bagi penyediaan bahan baku industri perkayuan yang berkualitas.
SIFAT FISIS, MEKANIS DAN PEMESINAN KAYU RARU
(
Cotylelobium melanoxylon
)
SKRIPSI
Oleh:
Agnesia Claudia Agita Putri Siregar 071203012
PROGRAM STUDI KEHUTANAN
FAKULTAS PERTANIAN
iii
SIFAT FISIS, MEKANIS DAN PEMESINAN KAYU RARU
(
Cotylelobium melanoxylon
)
SKRIPSI
Oleh:
Agnesia Claudia Agita Putri Siregar 071203012
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana kehutanan di Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI KEHUTANAN
FAKULTAS PERTANIAN
LEMBAR PENGESAHAN
Judul Penelitian : Sifat Fisis, Mekanis dan Pemesinan Kayu Raru (Cotylelobium melanoxylon)
Nama : Agnesia Claudia Agita Putri Siregar
NIM : 071203012
Program Studi : Kehutanan
Disetujui Oleh, Komisi Pembimbing
Tito Sucipto S.Hut., M.Si
Ketua Anggota
Dr. Rudi Hartono S.Hut., M.Si
Mengetahui,
Ketua Program Studi Kehutanan Siti Latifah, S.Hut., M.Si., Ph.D.
v i
ABSTRACT
Agnesia Claudia Agita Putri Siregar : Physical, Mechanical and Machining Properties of Raru (Cotylelobium melanoxylon) by Tito Sucipto and Rudi Hartono.
Raru is one of the local wood species in North Sumatera. This wood still limited to use the bark for traditional fermentation drink. This wood is potential to use as a construction material. The purpose of this research was to determine the physical, mechanical properties and wood machining of raru. This research method based on the standard British Standard 373-1957 as the standard of physical dan mechanical properties and ASTM D 1666-87 (reapproved 2004) as a standard of wood machining.
The result of these research such as the wet moisture content 45,67%, air dry moisture content 14,63%, wet density 1,09 g/cm3, air dry density 0,93 g/cm3, radial and tangensial shrinkage from wet to air dry condition were 4,41% and 6,50%, radial and tangensial shrinkage from wet to oven dry were 8,81% and 12,12%, modulus of elasticity 195.020 kg/cm2 and modulus of rupture 1389 kg/cm2 respectively. Raru wood is classified in wood strength class I and the machining properties such as planing, shaping, boring and sanding were classified in machining class I.
ABSTRAK
Agnesia Claudia Agita Putri Siregar : Sifat Fisis, Mekanis dan Pemesinan Kayu Raru (Cotylelobium melanoxylon). Dibawah bimbingan Tito Sucipto dan Rudi Hartono.
Kayu raru (Cotylelobium melanoxylon) merupakan salah satu jenis kayu andalan setempat yang pemanfaatannya hanya masih sebatas penggunaan kulit kayu sebagai bahan fermentasi minuman tradisional. Kayu ini sendiri berpotensi sebagai bahan konstruksi yang tentu saja untuk dimanfaatkan oleh industri perkayuan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk dapat mengetahui sifat fisis, mekanis dan pemesinan kayu raru. Penelitian ini menggunakan British Standar 373-1957 sebagai acuan dalam pengujian sifat fisis dan mekanis kayu dan ASTM D 1666-87 (reapproved 2004) sebagai acuan dalam pengujian pemesinan kayu.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa kayu raru memiliki kadar air kondisi basah rata-rata 45,67%, kadar air kondisi kering udara rata-rata 14,63%, kerapatan kondisi basah rata-rata 1,09 /cm
3
, kerapatan kondisi kering udara rata-rata 0,93 g/cm2,susut radial dan tangensial dari kondisi basah ke kering udara rata-rata 4,41% dan 6,50%, susut radial dan tangensial dari kondisi basah ke kering oven rata-rata 8,81% dan 12,12%, keteguhan lentur kayu rata-rata 195.020 kg/cm2, keteguhan patah 1389 kg/cm2. Kayu raru dapat digolongkan dalam kayu kelas kuat I dan berdasarkan sifat pemesinan kayu raru baik penyerutan, pembentukan, pengeboran dan pengamplasan termasuk dalam mutu sangat baik (kelas I).
vii
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Medan, Sumatera Utara pada tangga 26 Februari 1990 sebagai anak kedua dari pasangan E. Siregar (Bapak) dan Y. Hasibuan (Ibu). Penulis menyelesaikan Sekolah Dasar di SD Budi Murni VI, Medan pada tahun 2001, Sekolah Menengah Pertama Negri 12 Medan pada tahun 2004, dan pada tahun 2007 penulis lulus dari Sekolah Menengah Atas Yayasan Perguruan Gajah Mada Medan. Pada tahun yang sama penulis diterima melalaui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) di Fakultas Pertanian, Jurusan Kehutanan, Program Studi Teknologi Hasil Hutan, Universitas Sumatera Utara.
Selama dalam kegiatan perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten Sifat Fisis dan Mekanis Kayu pada tahun 2011-2012 dan Teknologi Serat dan Komposit pada tahun 2012-2013. Pada tahun 2009, penulis mengikuti kegiatan Praktik Pengenalan dan Pengelolaan Hutan (P3H) di Pulau Sembilan dan Aras Napal, Kabupaten Langkat Provinsi Sumatera Utara. Pada tahun 2011, penulis juga melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di PT. ARARA ABADI, Perawang, Riau selama 1 bulan. Penulis melaksanakan penelitian dengan judul “Sifat Fisis, Mekanis dan Pemesinan Kayu Raru (Cotylelobium melanoxylon), dibawah bimbingan Bapak Tito Sucipto S.Hut., M.Si dan Bapak Dr. Rudi Hartono S.Hut., M.Si.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis sampaikan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas kasih dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul ”Sifat Fisis, Mekanis dan Pemesinan Kayu Raru (Cotylelobium melanoxylon)” dengan baik. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menjadi Sarjana Kehutanan.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada komisi pembimbing Bapak Tito Sucipto, S.Hut., M.Si dan Dr. Rudi Hartono S.Hut., M.Si selaku ketua dan anggota komisi pembimbing yang telah membimbing dan memberikan berbagai masukan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari terdapat beberapa kekurangan dalam penulisan skripsi ini. Oleh karena itu penulis memohon maaf atas kekurangan tersebut. Penulis mengharapkan agar skripsi ini dapat menjadi panduan belajar dan bacaan yang bermanfaat bagi mahasiswa/i Kehutanan secara khusus dan menjadi salah satu sumber informasi bagi masyarakat secara umum.
Medan,Desember 2013
ix
HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat Fisis Kayu Raru (Cotylelobium melanoxylon) ... 32
Kadar Air ... 32
Berat Jenis ... 33
Penyusutan Kayu ... 34
Sifat Mekanis Kayu Raru (Cotylelobium melanoxylon) ... 36
Sifat Pemesinan Kayu Raru (Cotylelobium melanoxylon) ... 37
Penyerutan ... 37
Pembentukan ... 39
Pengampelasan ... 42 KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan ... 44 Saran ... 44 DAFTAR PUSTAKA
xi
DAFTAR
TABEL
No. Halaman
1. Lokasi dan jenis kayu raru ... 3
2. Kelas kuat kayu ... 10
3. Nilai bebas cacat dan klasifikasi mutu sifat pemesinan ... 30
4. Nilai kadar air dan kerapatan kayu raru ... 32
5. Penyusutan kayu raru dari kondisi basah ke kondisi kering udara, kondisi kering udara ke kering oven dan kondisi basah ke kering oven ... 32
6. Nilai sifat mekanik kayu raru ... 34
7. Persentase rata-rata permukaan bebas cacat pada proses penyerutan kayu raru ... 35
8. Persentase rata-rata permukaan bebas cacat pada proses pembentukan kayu raru ... 37
9. Persentase rata-rata permukaan bebas cacat pada proses pengeboran kayu raru ... 38
DAFTAR
GAMBAR
No. Halaman 1. Pola pembagian contoh uji induk berdasarkan ASTM 1666-87
(Reapproved 2004) ... 21
2. Pola pembagian contoh uji sifat fisis dan mekanis berdasarkan BS 373:1957 ... 22
3. Diagram alur penelitian ... 23
4. Cara pembebanan pengujian keteguhan lentur dan keteguhan patah .. 26
5. Cacat serat terangkat ... 37
6. Cacat bulu terserpih ... 37
7. Cacat bulu halus ... 39
8. Cacat penyobekan ... 39
xiii
DAFTAR
LAMPIRAN
No. Halaman 1. Data kadar air kayu raru ... 47 2. Data kerapatan kayu raru dalam kondisi basah dan kondisi kering
udara ... 47 3. Data penyusutan kayu raru dari kondisi basah ke kering udara dan
kondisi basah ke kering oven ... 48 4. Data keteguhan lentur dan keteguhan patah kayu raru ... 49 5. Persentase cacat dan bebas cacat pada permukaan contoh uji pada
proses penyerutan kayu raru... 50 6. Persentase cacat dan bebas cacat pada permukaan contoh uji pada
proses pembentukan kayu raru ... 51 7. Persentase cacat dan bebas cacat pada permukaan contoh uji pada
