▸ Baca selengkapnya: kata sambutan ketua panitia khatam quran
(2)SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
Kuta, 29-30 Oktober 2015 | xiii KATA PENGANTAR ... vii SAMBUTAN KETUA PANITIA ... ix SAMBUTAN KETUA LPPM UNIVERSITAS UDAYANA ... xi
HUMANIORA
NILAI LOKAL DALAM PENGELOLAAN SUMBER DAYA IKAN DAN PENGEMBANGAN HUKUM
Fenty U. Puluhulawa, Nirwan Yunus ...3 KEBIJAKAN LOKAL DAN ETNISITAS MENUJU
INTEGRASI KELOMPOK ETNIS DI KABUPATEN POHUWATO
Wantu Sastro ...8 FAKTOR-FAKTOR YANG MEMENGARUHI KEBERHASILAN IMPLEMENTASI EKONOMI HIJAU DALAM RESTORASI DAN KONSERVASI TERUMBU KARANG DI PEMUTERAN BALI SEBAGAI DAYA TARIK EKOWISATA
I Ketut Surya Diarta, I Gede Setiawan Adi Putra ...13 KEMAMPUAN BAHASA BALI GENERASI MUDA BALI DI UBUD GIANYAR BALI
Ni Luh Nyoman Seri Malini, Luh Putu Laksminy, I Ketut Ngurah Sulibra ...21 INTENSITAS KAPITAL INDUSTRI DAN DINAMISME KEUNGGULAN
KOMPARATIF PRODUK EKSPOR INDONESIA
Ni Putu Wiwin Setyari ...29 MODEL ESTIMASI KINERJA KEUANGAN BERDASARKAN FAKTOR-FAKTOR
INTERNAL UKM DI KABUPATEN BANDUNG
Rivan Sutrisno,Mardha Tri Meilani ...38 KAMUS PRIMITIVA SEMANTIK BALI-INDONESIA-INGGRIS BIDANG ADAT DAN AGAMA Dr. I Made Netra, S.S., M.Hum, Drs. I Nyoman Udayana, M.Litt., Ph.D,
Dr. Drs. I wayan Suardiana, M.Hum, Drs. I Ketut Ngurah Sulibra, M.Hum.,
Dr. Drs. Frans I Made Brata, M.Hum ...46 MODEL KONFIGURASI MAKNA TEKS CERITA RAKYAT TENTANG PRAKTIK-PRAKTIK BUDAYA RANAH AGAMA DAN ADAT
UNTUK MEMPERKOKOH JATI DIRI MASYARAKAT BALI
Dr. Dra. Ni Ketut Ratna Erawati, M.Hum, Dr. I Made Netra, S.S., M.Hum,
Dr. Frans I Made Brata, M.Hum, Prof. Dr. I Made Suastika, S.U ... 54
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
Kuta, 29-30 Oktober 2015 | 1469
KETAHANAN AUS GESEK KAMPAS REM BERBASIS KOMPOSIT
EPOXY DENGAN PENGUAT BUBUK BASALT
I.D.G Ary Subagia1*, IKT Adi Atmika1, MD Parwata1,
Wayan Nata Septiadi1, MD.Dwi Budiana P1
1Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana, Bukit Jimbaran Badung (80361)
E-mail : [email protected] ABSTRAK
Penelitian ini menginvestigasi ketahanan aus gesek kampas rem komposit dengan penguat material basalt dan pengikat epoksi. Kampas rem komposit diprodukasi dengan menggunakan tahapan penekanan dan sintering. Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui tingkat keausan material komposit dengan penguat basalt akibat gesekan yang berikan dengan menggunakan pengujian pin on disk. Kecepatan putar pada pengujian adalah .05Rpm dengan 200 putaran. Penelitian ini adalah menggunakan standar ASTM G 99-95a 2000. Material basalt yang dipergunakan memiliki ukuran butir sebesar 105+50 µm, dan komposisi komposit yang di produksi adalah 30:70wt.%; 60:40wt.% dan 80:20wt.%. Pada pembuatan material komposit digunakan akselerator yaitu 02% dan 0.6%. Hasil pengujian didapatkan nilai rata - rata kehilangan masa dari setiap variasi spesimen, dimana untuk spesimen dengan komposisi 60;40 wt.% meiliki tingkat keausan akibat gesekan yang paling rendah dibandingkan dengan komposisi 30:70 wt% dan 80;20wt%. Tingkat laju ketahan aus dari komposit tersebut adalah sebesar 10.9% dan 11.38% masing - masing. Berdasarkan hasil yang diperoleh, maka dapat disimpulkan bahwa bahwa basalt adalah salah satu bahan alam yang dapat dipergunakan sebagai pengganti asbeton pada kampas rem kendaraan bermotor.
Kata kunci:Ketahanan aus, Kampas rem, Komposit, Basalt, kompaksi, Sintering
1. PENDAHULUAN
Keamanan berkendaraan telah menjadi tututan bagi semua pengendara baik roda dua maupun roda empat dan lebih. Pengereman sebagai salah satu komponen keamanan aktif pada kendaraan haruslah mampu mengendalikan dan menghentikan kendaraan dengan baik pada jarak yang pendek terhadap setiap kecepatan (R Bosch Gmbh,2006). Kampas rem merupakan salah satu komponen utama dari sistem rem yang berfungsi untuk menyerap energi kinetik kendaraan. Kampas rem bekerja dengan menimbulkan USaSYO¥ O¥bO`O ^ZOb `S[ RO¥ YO[^Oa aVW¥UUO RWVOaWZYO¥ ¥WZOW ^S¥US`O[O¥ gO¥U RWaSPcb RS¥UO¥ Y]STp aWS¥ gesekan. Kampas rem pada umumnya adalah terbentuk dari material penguat dan pengikat, yang dalam fungsingsi memiliki ketahanan aus, penyerapan air yang rendah dan tahan temperatur tinggi, serta mampu [S¥UVOaWZYO¥ ¥WZOW Y]STp aWS¥ USaSYO¥ gO¥U bW¥UUW&
Asbeston merupakan bahan yang lazim digunakan sebagai bahan pembentuk kampas rem karena beberapa keunggulan yang dimiliki seperti tahan panas, rendah dalam penyerapan air, murah, dan memiliki ketahanan aus yang tinggi (Hossein Kakooei et al.,2007,V. S. Aigbodion et al.,2010). Akan tetapi, salah satu kelemahan dari asbes adalah tidak ramah lingkungan, dalam arti kata debu yang dihasilkan bersifat racun dan dapat menyebabkan terjadinya kanker paru-paru. Berkait dengan hal tersebut, komisi keamanan komponen kendaraan bermotor internasional telah melarang penggunaan bahan asbes sebagai bahan pembuat komponen kampas rem sejak sepuluh tahun terakhir. Bertitik tolak dari larangan tersebut, banyak penelitian terhadap bahan alternatif sebagai pembentuk kampas rem telah dilakukan diantaranya (A.N. Enetanya et al.,2000) meneliti unjuk kerja bahan kayu sebagai bahan lapisan gesekan kampas rem. FS¥SZWbWO¥ gO¥U RWZOYcYO¥ bS`[OacY STTSY bS[^S`Obc` RO¥ bSYO¥O¥ bS`VORO^ Y]STp aWS¥ USaSY YO[^Oa rem. Kemudian formulasi untuk karakteristik bahan gesekan pada sepatu rem dipelajai oleh (Darius G. Solomon et al.,2007), Selanjutnya, pemanfaatan material alami sebagai bahan alternatif kampas rem juga telah diteliti oleh (Kiswiranti D et al.,2009,M.A. Maleque et al.,2010,Sutikno,2008). Penelitian lain untuk [ObS`WOZ YO[^Oa `S[ RS¥UO¥ [S¥UO^ZWYOaWYO¥ Y][^]aWb aS`Ob PO[Pc$ p PS` UZOaa$ aS`PcY OZc[c¥Wc[ dengan pengikat resin polyester telah dilakukan oleh (Pramuko Ilmu Purboputro,2012). Berkaitan dengan teknologi manufaktur kampas rem juga telah teliti diantaranya (M Ikhbal Mursan et al.,2014,Moh
Fawaid et al.,2013), Disamping itu terkait dengan metode pembuatan kampas rem telah dilakukan oleh (Idg Subagia et al.,2014,Weiming Liu et al.,2014). Komposit adalah material yang lazim dibentuk untuk kampas rem karena terdiri dari bahan penguat dan pengikat. Pada saat ini, dalam upaya mengganti asbes sebagai kampas rem kendaraan bermotor, telah diperkenalkan material komposit berbasis penguat basalt. Basalt adalah batuan beku bersifat basa yang terbentuk dari proses pembekuan magma di permukaan atau dekat permukaan bumi. Karena terbentuk pada permukaan bumi maka termasuk ke dalam batu ekstrusif (vulkanik) (V. Lopresto et al.,2011). Material basalt memiliki sifat mekanis yang cukup baik terhadap strength, hardness dan tougness. Selain itu basalt memiliki density yang rendah, tahan temperatur panas tinggi, murah dan ramah lingkungan.(A Todić et al.,2013)
Penelitian ini dilakukan dengan merancang material komposit dengan penguat serbuk basalt dan epoxy sebagai matrik untuk kampas rem kendaraan dengan menggunakan metode kompasi dan sintering. Tujuan penelitian adalah menguji dan menginvestigasi karakteristik ketahanan aus akibat gesekan dengan menggunakan pin on disk test.
2. METODE DAN FABRIKASI 2.1 Material
Bubuk basalt telah diimplementasikan sebagai penguat material komposit epoxy sebagai kampas rem kendaraan bermotor. Basalt seperti telah dijelaskan di atas, adalah bersumber dari pengerasan lahar gunung (lihat gambar 1) yang tersusun dari unsur-unsur kimia sebagaimana tunjukkan pada Tabel 1. Ukuran butir basalt pada penelitian ini digunakan adalah 150+50 µm. Disamping itu sifat mekanis basalt adalah ditunjukkan seperti Tabel 2.
Gambar 1 Material basalt Tabel 1 Unsur senyawa pembentuk basalt
Unsur Fe2O3 MnO TiO2 CaO K2O SiO2 Na2O Al2O3 P2O5 MgO
% 14.3 0.22 3.3 11.8 1.3 43 2.5 12.7 0.65 9.8
Tabel 2 Karakteristik mekanis material basalt
:ObO p aWY 8OaOZb Nilai (unit)
Density Tensile strength Temperatur sintering Temperatur operasi Modulus of elastisitas Mohs Hardness @20oC Melting point Heat resistance Elongation at break Modulus elastik 2600-2630 (kg/m3) 500k-550k (psi) 1050 (oC) -265-+700 (oC) 9100-1100 (kg/mm3) 5-9 1170(oC) 700-1000 (deg.C) 3.15(%) 89 (kg/mm3)
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
Kuta, 29-30 Oktober 2015 | 1471 2.2 Proses Manufaktur
Kampas rem pada penelitian ini adalah diproduksi dengan melakukan tahap pencampuran (mixing), penekanan (kompaksi) dan pemanasan (sintering) serta pemotongan benda uji. Komposisi komposit adalah ditunjukkan seperti pada Tabel 3 berdasarkan pada standart ASTM D 3171-09. Pada proses pembuatan penekanan dilakukan dengan pembebanan sebesar 2500 N selama kurang lebih 30 menit untuk setiap veriasi komposit kampas rem. Selanjutnya komposit di sintering pada temperatur 60o selama 2 jam untuk masing masing variasi. Kemudian, material komposi kampas rem setiap variasi masing - masing dipotong dengan dimensi 20 x 13.75 mm2. Pin on disk adalah alat yang dipergunakan untuk menguji keausan benda uji kampas rem dengan menggunakan standar ASTM G 99-95a 2000 seperti diilutrasikan pada gambar 2. Pin-On-Disc merupakan alat tribotester untuk menguji gesekan dan keausan suatu bahan material yang saling bersentuhan(Eko Armanto et al.,2012,Darmanto et al.,2014). Pada penelitian ini, kecepatan putaran disk adalah 0.05Rpm dengan 200 putaran pada sample.
Komposisi material komposit dengan penguat basalt dan pengikat epoxy adalah didasarkan pada fraksi berat yaitu 30:70wt.%; 60:40wt.% dan 80:20wt.%, masing-masing diuji sebanyak 5 buah specimen. Adapun komposisi tersebut ditunjukkan seperti pada tabel 3 sebagai berikut:
Tabel 3 variasi komposisi komposit basalt/epoxy
Kode A (µm) B (%) C (%) ABICa 150+50µm I 40% a 0.2% ABICb b 0.6% ABIICa II 60% a 0.2% ABIICb b 0.6% ABIIICa III 80% a 0.2% ABIIICa b 0.6%
Gambar 2 mesin uji keausan Pin-on disk
Komposisi dan keausan dari komposit basalt-epoxy ditentukan berdasarkan persamaan matematik sebagai berikut; Fraksi berat: , 1 c m f f m m f c c m f W W W W w w w w w w w = + = = + = (1)
dimana; ωc adalah berat komposit, ωfPS`Ob POVO¥ ^S¥UcOb "p ZZS`#$ ωm berat pengikat (matrik), dan PS`Ob T`OYaW p ZZS` RWbc¥XcYYO¥ RS¥UO¥ Wfserta fraksi berat matrik adalah Wm.
FS`VWbc¥UO¥ PS`Ob YSOcaO¥ OROZ RWRSp ¥WaWYO¥ aSPOUOW PS`Ob YSOcaO¥ 5 PS`Ob OeOZ % PS`Ob OYVW`$ sedangkan untuk volume keausan ditentukan dengan persamaan:
3 Berat keausan (gram) Vol.keausan=
gram Berat jenis (
mm )
(2)
Faktor keausan: Faktor.keausan= Vol. keausan (mm )3
Beban (N) x Jarak tempuh (m)
(3) Keausan permukaan pada penelitian ini adalah disebabkan oleh penanmpang yang berbetuk semi-sperical, sehingga dihitung menggunakan persamaan:
. =
180o
r
P=a l→l p j (4)
Kehilangan masssa perluas penampang dihitung dengan persamaan:
2 ( ) m g z P cm = (5)
Hasil perhitungan menggunakan persamaan (4) dimana a adalah lebar spesimen uji 2.75 cm, dan panjang port l = 3.335 cm sehingga nilai P adalah 9.17125 cm2. Selanjutnya hasil perhitungan ketahanan aus komposit basalt/epoxy rata - rata adalah eseperti pada Tabel 4.
Tabel 4 Hasil perhitungan dari ketahanan keausan komposit basalt/epoxy
Gambar 3 Diagram batang keausan benda uji komposit basalt/epoxy penggunaan acelerator 0.2% dan 0.6% 3. Analisa dan diskusi
3.1 Karakteristik Ketangguhan keausan
Gambar 3 dan tabel 4 masing - masing menunjukkan diagram batang distribusi keausan dan nilai rata - rata kehilangan massa dari komposit dengan penguat basalt/epoxy untuk material kampas rem kendaraan bermotor. Dari Tabel 4 dapat dilihat bahwa kehausan terendah terjadi adalah pada spesimen dengan variasi ABIICa dan ABIICbdengan akselerator masing - masing 0.2% dan 0.6%. Dimana, kehilangan masa yang dialami oleh kedua sample masing - masing adalah 10.9% dan 11.38%. Sedangkan pada variasi komposit untuk ABICa dan ABICb adalah memiliki rata-rata keausan yang paling tinggi masing-masing 0.03g karena
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
Kuta, 29-30 Oktober 2015 | 1473 jumlah butuir yang rendah yaitu sebesar 30 wt% dibandingkan dengan matrik yaitu 70 wt%. Selanjutnya untuk campuran komposit dengan komposisi 80wt% penguat dan 20wt% pengikat yang ditunjukkan dengan material ABIIICadan ABIIICb dibandingkan dengan komposit dengan komposisi 60:40wt%.
Berdasarkan analisa, diperoleh bahwa pada komposisi rendah keausan adalah lebih banyak disebabkan oleh hilangnya massa matrik, dan sebaliknya pada komposisi tinggi keausan terjadi karena butir penguat dengan mudah terlepas dari ikatan. Hal ini dikarenak matrik tidak sepenuhnya mengikat butir - butir penguat (basat). Sedangkan pada komposisi 60:40wt% merupakan komposis yang paling ]^bW[OZ$ gO¥U[O¥O O¥bO`O [Ob`WY RO¥ ^S¥UcOb "p ZZS`# aSQO`O c¥WT]`[ PS`aObc c¥bcY [S[PSbcY WYObO¥& Dengan hasil tersebut, dengan ini dapat disimpulkan bahwa komposis antara jumlah butir dan jumlah [Ob`WY [S[PS`WYO¥ ^S¥UO`cV gO¥U aWU¥Wp YO¥ bS`VORO^ ZOXc YSOcaO¥ OYWPOb USaSYO¥ RO`W [ObS`WOZ Y][^]aWb basalt epoksi. Disamping itu basalt merupakan salah satu bahan alternatif alami yang dapat dipergunakan sebagai alternatif bahan untuk kampas rem pengganti asbes.
4. Kesimpulan
Material komposit basalt/epoxy untuk bahan kampas rem kendaraan bermotor telah dibuat dengan tahapan pencampuran, compaction dan sintering. Spesimen diuji untuk ketahan keausan dengan menggunakan pin-on disk test, pada kecepatan 0.05 rpm untuk setiap variasi benda uji, yang masing masing variasi diuji sebanyak 5 (lima) kali sehingga diperoleh rata-rata ketahanan aus.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa keasuan terrendah adalah terjadi pada variasi spesimen ABIICa dan ABIICb dibandingkan dengan variasi komposit basalt/epoksi untuk kampas rem lainnya. Besarnya kehilangan massa dari spesimen tersebut masing-masing adalah 10.9% dan 11.38%. Dengan hasil tersebut, dapat disimpulkan bahwa basalt adalah salah satu bahan alam yang dapat dipergunakan sebagai pengganti asbes pada kampas rem kendaraan bermotor.
Ucapan Terimakasih
Ucapan terimakasih disampaikan kepada Lembaga Riset dan Teknologi atas pendanaan Riset SINAS 2014. Selain itu juga diucapkan terima kasih kepada pihak Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat Universitas Udayan atas kesempatan dan waktu yang telah disediakan sehingga paper ini dapat dideseminasikan pada Senimar Nasional “SENASTEK-2015.
DAFTAR PUSTAKA
A.N. Enetanya,L.E.S. Akpanisi, (2000), Performance characteristics of a wood by-product as base friction lining material, Nigerian Journal of Technology, 19 (1), pp. 1-14.
Eko Armanto, Aan Burhanudin, Didi Dwi Krisnandi,Dian Prabowo. (2012). Perancangan mesin uji tribologi pin-on-disc. Paper presented at the Prosiding Seminar Nasional Sains Dan Teknologi Fakultas Teknik.
Darius G. Solomon,Mohamad N. Berhan. (2007). Characterization of friction material formulations for brake pads. Paper presented at the The World Congress on Engineering (WCE) London, U.K. Darmanto, Muhamad Thufik Ridwan,Imam Syafa’at, (2014), Analisis keausan alumunium menggunakan
tribotester pin-on-disc dengan variasi kondisi pelumas, Momentum, 10 (1), pp. Issn: 0216-7395. Hossein Kakooei, Mahmod Sameti,Ali Akbar Kakooei., (2007), Asbestos exposure during routine brake
lining manufacture, Industrial Health, 45 (pp. 787-792.
Kiswiranti D, Sugianto, Hindarto N,Sutikno, (2009), Pemanfaatan serbuk tempurung kelapa sebagai alternatif serat penguat bahan gesek non-asbes pada pembuatan kampas rem sepeda motor, Jurnal Pendidikan Fisika Indonesia (JPFI), 9, No. 1 (pp. 87-93.
V. Lopresto, C. Leone,I. De Iorio, (2011), Mechanical characterisation of basalt fibre reinforced plastic, Composites Part B: Engineering, 42 (4), pp. 717-723. Issn: 13598368.
M Ikhbal Mursan, Daswarman Daswarman,Erzeddin Alwi, (2014), Pengaruh intensitas tekanan kampas rem terhadap tingkat keausan kampas rem sepeda motor yamaha mio tahun 2008, Automotive Engineering Education Journal, 1 (2), pp. Issn: 2302-335.
M.A. Maleque, S.Dyuti,M.M. Rahman. (2010). Material selection method in design of automotive brake disc. Paper presented at the Proceedings of the World Congress on Engineering. Vol III (WCE), London, U.K.
Moh Fawaid, Sunardi,Shafnur Hamdi. (2013). Pengaruh variasi tekanan kompaksi terhadap karakteristik komposit bahan alternatif kampas rem berpenguat serat bambu. Paper presented at the Seminar Nasional Industrial Services (SNIS) III, Cilegon.
Pramuko Ilmu Purboputro. (2012). Pengembangan kampas rem sepeda motor dari komposit serat bambu, fiber glass, serbuk aluminium dengan pengikat resin polyester terhadap ketahanan aus dan karakteristik pengeremannya. Paper presented at the Seminar Nasional Aplikasi Sains & Teknologi (SNAST) Periode III, Yogyakarta.
R Bosch Gmbh. (2006). Safety, comfort and convenience system. England: John Wiley & Son Ltd. Isbn: 0-470-05903-6.
Idg Subagia,Yonjig Kim, (2014), Tensile behavior of hybrid epoxy composite laminate containing carbon and basalt fibers, Science and Engineering of Composite Materials, 21 (2), pp. 211-217. Issn: 2191-0359.
Sutikno, (2008), Pengaruh komposisi serbuk tempurung kelapa terhadap sifat-sifat fisik dan mekanik bahan gesek non asbes untuk aplikasi kampas rem sepeda motor, Jurnal Ilmiah Populer dan Teknologi Terapan, 6, No. 2 (pp. 893-904.
A Todić, D Čikara, V Lazić, T Todić, I Čamagić,A Skulić. (2013). Examination of wear resistance of polymer–basalt composites: Tribology in Industry.
V. S. Aigbodion, U. Akadike, S.B. Hassan, F. Asuke,J.O. Agunsoye, (2010), Development of asbestos - free brake pad using bagasse, Tribology in industry, 32, No.1 (pp. 12-18.
