1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kelapa sawit merupakan salah satu andalan komoditi pertanian Indonesia yang pertumbuhannya sangat cepat dan mempunyai peran strategis dalam perekonomian nasional. Kegiatan pengolahan kelapa sawit menghasilkan produk samping, yaitu limbah kering Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS). Berdasarkan penelitian-penelitian sebelumnya serat alam dari tandan kosong kelapa sawit (TKKS) diketahui cukup ekonomis untuk dikembangkan menjadi material altematif yang ramah lingkungan. Konsepzero emissionmenyatakan bahwa proses industri kelapa sawit harus meningkatkan daya saing dan efisiensi dengan menggunakan semua sumber daya secara maksimal yaitu memproduksi lebih banyak dengan dengan bahan baku yang lebih sedikit, oleh sebab ituzero emissiondapat dipandang sebagai suatu standar efisiensi. Tentunya dengan penerapan konsep ini, akan sangat menghemat sumber daya alam pada proses perindustrian, memperbanyak ragam produk, menciptakan lebih banyak lapangan kerja baru serta menngurangi kerusakan lingkungan akibat limbah [1]. Salah satu cara untuk mengurangi limbah tersebut adalah menggunakan serat TKKS sebagai bahan baku sebuah produk yang berguna dan bernilai.
Penggunaan material komposit busa polimer sangat luas pengaplikasiannya, diantaranya yaitu pada material insulasi panas, lightweight construction, peredam getaran dan suara, serta peredam impak. Keunggulan komposit busa polimer untuk mengurangi berat menjadi nilai tambah. Serat penguat polimer yang umum digunakan ialah serat karbon,kevlardan serat kaca. Namun harga jenis-jenis serat tersebut masih relatif mahal. Sehingga berimbas kepada tingginya harga jual. Pengembangan material ini sebagai material penguat komposit dengan matriks berasal dari material-material polimer baru masih jarang ditemukan.
Dunia otomotif berkembang sangat pesat. Resiko kecelakaan pada mobil lebih besar dibandingkan kendaraan yang lain seperti motor ataupun sepeda. Namun resiko kecelakaan dapat diminimalisir dengan menambahkan peredam benturan pada bagian depan mobil. Saat terjadi impak, energi impak akan disalurkan ke seluruh mobil dan membuat kerusakan pada komponen mobil.
2 Rekayasa bumper beam harus menjadi perhatian utama untuk mengurangi kerusakan bagi mobil. Hal inilah yang membuat peneliti ingin melakukan riset
bumper beam mobil berbahan komposit dengan campuran resin, serbuk tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dan serbuk aluminium oksida (Al2O3) menjadi bahan
utamanya dengan metode cetak tuang. Material yang digunakan untuk membuat
bumper beammobil ini tergolong baru, sehingga harus ditemukan dulu proses dan cara pembuatannya serta mengetahui komposisi yang tepat. Untuk menghasilkan
bumper beam mobil yang berkualitas itu perlu dilakukan penelitian dan pengembangan secara terus menerus terhadap desain maupun komposisi pembentukbumper beammobil.
1.2 Rumusan Masalah
Permasalahan yang diangkat ingin diteliti adalah bagaimana teknologi pembentukan material polymeric foam diperkuat serat alam TKKS dan serbuk aluminium oksida secara tepat, sehingga stabilitas sifat mekanik ketangguhan impak dan tegangan patah dapat diperoleh. Material inorganik seperti aluminium oksida ditambahkan untuk meningkatkan ketangguhan material. Logam oksida dapat digunakan untuk mendekorasi objek, untuk mengurangi korosi, meningkatkan kekerasan dan kekuatan, meningkatkan sifat keausan, serta menghalangi radiasi [2].
Pada tulisan ini, peneliti ingin membuat struktur bumper beamringan yang dicampur dengan bahan pembuat busa dan limbah TKKS. TKKS merupakan limbah akhir dari pengolahan biji kelapa sawit yang masih kurang dimanfaatkan dan cenderung dibuang begitu saja sebagai limbah atau dimanfaatkan sebagai pupuk alam dan atau dibakar untuk menghasilkan abu gosok. Sehingga perlu dikaji kembali pemanfaatan limbah TKKS ini menjadi salah satu bahan campuran busa polimer untuk meningkatkan daya guna yang lebih baik.
Pada penelitian ini, akan dilakukan pengamatan pengaruh penambahan serbuk aluminium oksida terhadap sifat fisik dan mekanik padabumper. Pengujian yang akan dilakukan ialah uji impak dengan metode drop weight (jatuh bebas). Pengujian ini dilakukan untuk mendapatkan nilai energi impak sehingga diperoleh informasi pengaruh penambahan serbuk aluminium terhadap nilai energi impak.
3 Untuk mengetahui besarnya tegangan dan regangan serta total energi yang diserap perlu dilakukan pengujian secara eksperimental.
1.3 Tujuan Penelitian
1.3.1 Tujuan umum
Tujuan umum pada penelitian ini adalah untuk menganalisis respon mekanik dan mutu fisikbumper beamberbahan busa polimer yang diperkuat serbuk TKKS dan serbuk aluminium oksida terhadap impak dengan metode impak jatuh bebas secara eksperimental.
1.3.2 Tujuan khusus
Tujuan khusus penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui besar energi impak yang diserap pada bumper beam
mobil.
2. Untuk mengetahui gaya impak dan tegangan impak bumper beam mobil akibat beban jatuh bebas.
3. Membandingkan hasil uji impak jatuh bebas bumper beam tanpa penambahan konsentrasi serbuk aluminium oksida dengan bumper beam
dengan penambahan konsentrasi serbuk aluminium oksida.
1.4 Batasan Masalah
Masalah yang muncul dapat diselesaikan dengan baik dan penelitian ini mencapai tujuan yang diinginkan, maka diperlukan batasan masalah yang meliputi antara lain:
1. Material yang digunakan busa polimer yang diperkuat dengan serbuk TKKS dan konsentrasi penambahan serbuk aluminium oksida tertentu dengan satu komposisi yang telah diuji sifat mekanisnya.
2. Pengujian yang dilakukan adalah uji impak jatuh bebas dan titik pembebanan impak pada sisi depanbumpermobil.
3. Pengujian dilakukan dengan ketinggian impaktor 1m. 1.5 Manfaat Penelitian
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui respon mekanik sebuahbumper beam mobil menggunakan bahan busa polimer dan serbuk tandan kosong kelapa
4 sawit dengan menambahkan aluminium oksida untuk meningkatkan sifat material. Selain itu penelitian ini juga diharapkan bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan industri maupun instansi pemerintah dalam pengolahan limbah, juga kepada para peneliti lain dalam mengembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi terutama di bidang material dan kekuatan bahan.
1.6 Sistematika Penulisan
Penulisan tugas sarjana ini disajikan dalam beberapa bab dengan tujuan membentuk pemaparan masalah dan hasil analisa yang mudah dipahami. BAB 1 merupakan bab yang memberikan gambaran mengenai tugas akhir yang membahas tentang latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian dan sistematika penulisan. BAB 2 membahas literatur dan referensi yang diperlukan berkenaan dengan masalah yang dikaji dalam penelitian baik dari teori dasar maupun teori penunjang lainnya. BAB 3 berisikan penjelasan tentang metode penelitian berupa bahan dan peralatan yang digunakan, waktu dan tempat penelitian, langkah-langkah pembuatan spesimen, kerangka konsep penelitian, urutan dan rancangan kegiatan yang dilakukan pada penelitian. BAB 4 menampilkan data-data yang diperoleh dari penelitian dan hasil pengujian berupa tabel-tabel maupun pembahasan grafik hasil pengujian. BAB 5 merupakan kesimpulan dari hasil analisa serta permasalahan yang ada pada tugas sarjana ini dan sebagai penutup dari bab ini akan ada saran yang diharapkan dapat dibahas pada tugas sarjana selanjutnya.
