Kampas Rem Berbasis Serbuk Tempurung Kelapa

Pengaruh Pengaturan Ukuran dan Orientasi Serat terhadap Sifat Mekanik Bahan Gesek Kampas Rem Berbasis Serbuk Tempurung Kelapa

Heri Santiko, Sutikno, Putut Marwoto

Laboratorium Bahan Komposit

Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Negeri Semarang, Kampus Sekaran, Gunungpati, Semarang 50229, Indonesia

Abstrak - Pembuatan sampel bahan gesek kampas rem dari serbuk tempurung kelapa dengan pengaturan orientasi dan ukuran serat telah berhasil dilakukan. Parameter proses pembuatan yang dilakukan adalah ukuran serat pada rentang     2–10 mm dan orientasi serat meliputi orientasi sejajar, silang, dan acak. Karakterisasi sampel dilakukan menggunakan SEM/EDX dan pengujian dilakukan dengan menggunakan mesin uji tarik, uji kekerasan, dan uji keausan. Hasil karakterisasi dan pengujian menunjukkan orientasi dan ukuran serat berpengaruh terhadap sifat- sifat mekanik yang dihasilkan. Sampel dengan variasi ukuran serat 2, 6, dan 10 mm secara berturut – turut memiliki nilai kekuatan tarik 22,5; 17,2; 10,3 kg.f/mm², nilai kekerasan 151,6; 140,0; 121,4 HRR, dan nilai keausan 2,487; 3,890; 13,894 x 10^-13m².N^-1. Semakin dinaikan ukuran serat, daya ikat matrik terhadap seratnya semakin lemah sehingga kekuatan tarik dan kekerasannya semakin rendah, sebaliknya keausannya semakin tinggi. Sementara itu, sampel dengan orientasi serat sejajar, silang, dan acak secara berturut–turut memiliki nilai kekuatan tarik 15,7; 22,9; 18,5 kg.f/mm², nilai kekerasannya 113,2; 116,4; 88,8 HRR, dan nilai keausannya 3,629; 2,520; 6,159 x 10^-13 m².N^-1. Orientasi serat mempengaruhi penyebaran kekuatan, semakin merata penyebaran kekuatannya maka sifat mekaniknya semakin mendekati standar. Sampel dengan ukuran serat 2 mm dan orientasi serat silang menunjukkan hasil yang paling optimum karena menghasilkan kekuatan tarik dan kekerasan yang tinggi dan keausan yang rendah.

I.    PENDAHULUAN

Populasi kendaraan bermotor dari tahun ke tahun terus mengalami peningkatan. Hal ini mendorong semakin  berkembangnya industri suku cadang kendaraan bermotor khususnya kampas rem [1]. Salah satu komponen kampas rem adalah bahan gesek. Bahan gesek adalah suatu bahan yang memiliki sifat dan koefisien gesek yang baik [2]. Secara umum zat penyusun bahan gesek dikelompokan menjadi tiga kelompok utama yaitu serat penguat, pengisi, dan pengikat [3].

Serat penguat adalah salah satu bahan yang penting dalam komposisi bahan gesek kampas rem. Fungsi serat dalam bahan gesek kampas rem adalah untuk menaikkan kekuatan dan ketangguhan. Serat yang digunakan dalam fabrikasi bahan gesek kampas rem terdiri dari bahan organik dan non-organik. Serat non-organik terdiri dari serat logam (tembaga, besi, dan alumnium) [4], serat mineral, serat kaca, serat aramid, dan kombinasinya [5]. Serat penguat yang biasa digunakan untuk bahan gesek kampas rem terdiri dari logam [6], keramik, kaca, karbon, serat acrylic, twaron [7] dan lainnya [8].

Sifat mekanik bahan gesek untuk kampas rem dipengaruhi oleh dimensi dan arah atau orientasi serat. Dimensi serat dalam bahan gesek kampas rem meliputi panjang dan diameter serat [9]. Orientasi serat meliputi arah dan penempatan serat. Dalam penelitian ini, studi pengaruh pengaturan ukuran dan orientasi serat terhadap sifat mekanik bahan gesek kampas rem berbasisi serbuk tempurung kelapa dilakukan. Ukuran dan orientasi serat dioptimasi untuk memperoleh sifat mekanik bahan gesek kampas rem.

Dalam penelitian ini, serat benang nilon digunakan sebagai serat penguat bahan gesek, ukurannya divariasi pada rentang 2-10 mm dan orientasinya dibuat sejajar, silang dan acak. Serat nilon dipilih karena memiliki kekuatan tarik yang tinggi. Selain itu, pemanfaatan bahan lokal dan limbah seperti serbuk tempurung kelapa, serat logam, dan serat kaca dapat menurunkan biaya produksi. Karbon serbuk tempurung kelapa dapat mensubtitusi serat asbes yang memiliki efek negatif terhadap sistem

pernafasan manusia.

II.   EKSPERIMEN

Ask me

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

 Ask me

IV. KESIMPULAN

Pengaturan ukuran dan orientasi serat berpengaruh terhadap sifat mekanik bahan gesek kampas rem yang dihasilkan. Kenaikan ukuran serat pada rentang 2-10 mm menyebabkan penurunan nilai kekuatan tarik dan kekerasan, sebaliknya nilai keausannya mengalami kenaikan. Sampel dengan orientasi silang menghasilkan sifat mekanik yang mendekati standar bahan gesek kampas rem bila dibandingkan dengan orientasi sejajar dan acak. Sifat mekanik optimum sampel bahan gesek kampas rem berbasis serbuk tempurung kelapa diperoleh pada pengaturan ukuran serat 2 mm dan orientasi serat silang.

DAFTAR PUSTAKA

[1]     A. Shojaei, M. Fahimian, and B. Derakhshandeh, “Thermally Conductive Rubber-based Composite Friction Materials for Railroad Brakes Thermal Conduction Characteristics”, Composite Sci. and Tech., 67,2665–2674, 2007.

[2]     Y. Lu, C.F. Tang, and M.A. Wright, “Optimizing Friction Formulation Technique with Emphasis on Golden Section”, International SAMPE tech. Conf., 33,1585-1596, 2000.

[3]     P.V. Gurunath, and J. Bijwe, “Friction and Wear Studies on Brake-pad Materials Based on Newly Developed Resin”, Wear, 263,1212–1219, 2007.

[4]     H. Jang, K. Ko., S.J. Kim, R.H. Basch, and J.W. Fash, “The effect of metal fibers on the friction performance of automotive brake friction materials”, Wear, 256, pp. 406-414, 2004.

[5]     X. Xin, C.G. Xu, and L.F. Qing, “Friction properties of sisal fiber reinforced resin brake composites”, Wear, 262, 736-741,2007.

[6]     J. Kukutschová, V. Rubíček, M. Mašláň, D. Jančík, V. Slovák, K. Malachová, Z. Pavlícková, and P. Filip, “Wear performance and wear debris of semimetallic automotive brake materials”, Wear, xxx, xxx-xxx, 2009.

[7]     J. Kukutschová, V. Rubíček, K. Malachová, V. Mička, D. MacCrimmon, and P. Filip, “Wear mechanism in automotive brake materials, wear debris and its potential environmental impact”, Wear, 267, 807-817, 2010.

[8]     I. Mutlu, O. Eldogan, and F. Findik, “Tribological properties of some phenolic composites suggested for automotive brakes”, Tribology Int., 39, 317-325, 2006.

[9]  I. Mutlu, C. Oner, and F. Findik, “Boric acid effect in phenolic composites on tribological properties in brake lining”, Materials and Designs, 28, 480-487, 2007.

UNTUK BAPAK (Read : Babeh)

http://www.facebook.com/hery.santiko

Suatu masa, kepada bapak aku pernah bertanya

Apa yang membuatmu risau ?

Engkau menjawab, Kalau anak-anakku mulai berpikir pintar sendiri tanpa mau belajar lagi

Apa yang membuatmu sedih ?

Engkau menjawab, Kalau anak-anakku mulai sibuk sendiri sehingga melupakan silaturrahmi..

Apa yang membuatmu menangis ?

Engkau menjawab, Kalau anak-anakku mulai berpikir menggadaikan diri terutama menggadai iman dan harga diri

Apa yang membuatmu bahagia ?

Engkau menjawab, kalau anak-anakku paham bahwa Tuhan itu sedekat urat nadi, sehingga gerak dan laku selalu terkendali dalam ridha Ilahi...

bapak, engkau selalu sederhana memberi makna pada hidup kami, meski kadang anak-anakmu berusaha mencerna pelajaran darimu dengan cara yang kadang kami sendiri tak mengerti.

bapak, engkau selalu sederhana memenuhi keinginan kami, meski kadang anak-anakmu bersungut-sungut dibelakangmu karna engkau tak memenuhi kehendak kami..

ketika aku masih kecil, engkau sering bermasam muka jika aku lebih memilih main bola dilapangan atas bukit daripada pergi mengaji.aku pernah berpikir engkau terlalu otoriter dalam mengatur waktu bermain. ketika aku protes, dengan air wajah yang mengasihi, engkau hanya bilang, " waktu besar nanti engkau akan mengerti !."

ketika akhir tahun ajaran aku meraih juara kelas, engkau hanya mengernyitkan dahi ketika aku meminta hadiah sepeda mini, tapi tak lama sambil tersenyum engkau bilang biar ibu nanti yang membelikannya. waktu hari pekan (hari pasar) ibu mengajakku pergi ke kota untuk membeli hadiah. dengan cara-nya sendiri ibu sengaja membawa aku melewati pedagang buku loakan dan majalah. dengan penuh hasrat akupun berhenti dan berkutat dengan bacaan gratis, pedagang itupun tersenyum kecil sambil mengganggukkan kepala setelah mendengar bisikan ibu. lama aku larut dalam bacaanku. sampai tak sadar ibupun telah telah kembali dengan menenteng belanjaannya sambil mengajakku pulang setelah membayar beberapa majalah dan buku yang aku suka..

akupun telah lupa akan keinginan ku akan hadiah itu, karena engkau punya cara sendiri memberi hadiah pada jiwaku melalui buku yang ibu beli.

ketika aku sering mangkir mengaji malam di langgar, engkau sedikit gusar dan mengingatkan aku untuk menjaga nama baik keluarga. tapi aku tetap dengan pikiranku sendiri. Berangkat dari rumah sebelum magrib dengan lagak pergi mengaji, padahal kemudian menyelinap lewat belakang langgar pergi untuk menonton televisi dirumah salah seorang famili (maklum jaman dulu didesa kami yang punya televisi bisa dihitung dengan jari)

Lama-lama engkau mulai tahu strategiku, tapi tak pernah engkau menjemputku ditempat nonton televisi seperti bapak teman-temanku.

Sampai suatu malam engkau menasehati aku, hanya satu kalimatmu yang terpatri dihati "anakku, dengan mengaji engkau mampu membuat televisi, tapi dengan menonton televisi engkau takkkan pernah bisa mengaji"

engkau memang punya cara sendiri memberi makna pada jiwaku..

ketika aku sering mulai bekerja sama orang setelah pulang sekolah sehingga tak sempat lagi membantu ibu disawah dan kebun, engkau hanya menegurku dengan santun. "Anakku, jika engkau hanya mencari uang, nanti engkau hanya jadi kuli. Jika engkau bekerja disawah sendiri, nanti engkau akan tahu menghargai rezeki.!"

engkau memang punya cara sendiri memberi makna pada jiwaku..

ketika aku larut dalam aktifitasku sehingga menelantarkan kuliahku, engkau hanya mengirim pesan, "anakku, jika engkau hanya mengejar ambisi tanpa isi, nanti engkau akan dipinggirkan oleh sejarah negeri ini. jika engkau ingin berbuat untuk negeri ini, bekerjalah dengan keikhlasan hati.."

engkau memang punya cara sendiri memberi makna pada jiwaku..

Bapak..!,

masih sangat banyak serpihan pelajaran hidup yang engkau ajarkan kepadaku. Dan sekarang kucoba rangkai menjadi "buku jiwa" dalam hidupku. untuk ku amalkan dan kuwariskan pada anak-anakku kelak..

Bapak..!

terima kasihku yang teramat sangat kepadamu, karena engkau telah memberi makna pada jiwaku dengan caramu sendiri...!

Bapak..!

dalam tiap sujudku, aku selalu berdoa engkau diberi kesempatan oleh Allah SWT untuk bertamu kerumah-Nya ke Baitullah. Insya Allah....

Bapak ..!

terlalu sedikit bakti yang telah kutunaikan kepadamu, semoga Allah selalu menundukkan hatiku untuk takzim padamu... Amin...

Bapak..!

jangan pernah berhenti mengajariku, karena masih sedikit makna yang terserap dalam jiwaku..

Bapak..!

Engkau memang punya cara sendiri memberi makna pada jiwaku....

Bapak...!

Engkau adalah pahlawanku...!

Salam

Anakmu