KAMPAS REM BERBAHAN SERBUK KAYU DAN SERABUT KELAPA

PENDAHULUAN

Pada umumnya, kampas rem sepeda motor terbuat dari bahan asbestos dan unsur-unsur tambahan lainnya seperti SiC, Mn atau Co. Berdasarkan proses pembuatannya, brakeshoes (kampas rem) sepeda motor, termasuk pada “particulate composite”. Komposit jenis ini, bahan penguatnya (reinforced) terdiri atas partikel yang tersebar merata dalam matriks yang berfungsi sebagai pengikat, sehingga menghasilkan bentuk solid yang baik. Melalui proses penekanan sekaligus pemanasan pada saat pencetakan (sintering) akan dihasilkan kekuatan, kekerasan serta gaya gesek yang semakin meningkat. Pemanasan dilakukan pada temperatur berkisar antara 130oC – 150oC, yang menyebabkan bahan tersebut akan mengalami perubahan struktur dimana antara partikel satu dengan yang lain saling melekat serta akan diperoleh bentuk solid yang baik dan matriks pengikat yang kuat. (Sulistijono, 2004). Proses fabrikasi seperti ini kemudian mengakibatkan harga jual kampas rem cukup mahal.

Penggunaan asbes dalam pembuatan kampas rem tidak ramah lingkungan karena memiliki dampak negatif bagi kesehatan yaitu dapat menyebabkan asbestosis/ fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru), kanker paru-paru dan kanker saluran pernapasan. (Anoname. 1981). Sebenarnya brakeshoes sepeda motor dapat dibuat dengan memanfaatkan sampah serabut kelapa dan serbuk kayu sebagai penguatnya dan resin polyester sebagai matriksnya. Selain ramah lingkungan, pemanfaatan sampah serabut kelapa dan serbuk kayu dalam pembuatan kampas rem sepeda motor memiliki kelebihan dalam hal harga produksinya yang lebih murah dibandingkan kampas rem berbahan asbestos.

Hal ini berhubungan dengan masalah pencemaran lingkungan, khususnya yang diakibatkan sampah serbuk kayu dan sabut kelapa dimana kurang dimanfaatkan. (Harjadi dan Prasetyo, 2006). Contoh kasus masalah pencemaran lingkungan jenis ini adalah seperti yang terjadi di daerah Pekanbaru dimana Pemkot Pekanbaru melakuan upaya hukum terhadap sejumlah perusahaan yang diduga membuang limbah limbah serbuk kayu di Sungai Siak yang menyebabkan ratusan ribu ikan berbagai jenis termasuk udang di kawasan sungai itu mati (Tempo, 11 Juni 2003). Masalah yang sama terjadi di daerah Kapuas. Dari hasil perhitungan yang dilakukan tim Dinas Kehutanan Kapuas bersama petugas kehutanan Kapuas diketahui bahwa jumlah (kubikasi) serbuk kayu ramin adalah sebanyak 177.1346 m3 dan serbuk kayu meranti sebanyak 319.825 m3. Jumlah yang demikian banyak ini ternyata sama sekali tidak dimanfaatkan sehingga hanya merusak lingkungan sekitarnya. (Kompas, 6 April 2001).

Selama tahun 2005, masyarakat Medan mengeluhkan pencemaran lingkungan akibat limbah serbuk kayu dari perusahaan Indokarya Tetap Cemerlang (ITC) dan mengadukannya kepada Dinas LH dan ESDM Medan. Limbah tersebut mencemari produk makanan dari PT Medan Canning, sehingga ditemukan serbuk kayu pada produk makanan tersebut. (Waspada, 28 Desember 2005). Di Jawa Timur, Pabrik kayu PT Sengon Kondang Nusantara (SKN) menerima komplain masyarakat karena limbah yang dihasilkannya yang berupa debu bercampur serbuk kayu mengganggu lingkungan sekitar. Dampak polusi tersebut mengganggu aktivitas masyarakat Desa Sidoagung, Kecamatan Tempuran, Kabupaten Magelang. (Suara Merdeka, 12 Agustus 2003). Bahan-bahan tersebut (serbuk kayu dan serabut kelapa) memang terlihat tidak berguna dan tidak memiliki nilai ekonomi karena hanya bisa menjadi sampah dan merusak lingkungan, padahal sebenarnya kita dapat memanfaatkannya sebagai bahan alternatif pembuatan kampas rem sepeda motor.

PEMBUATAN PRODUK

Prosedur-prosedur pelaksanaan pembuatan kampas rem sepeda motor dengan penguat serabut kelapa dan serbuk kayu adalah sebagai berikut :

1. Persiapan alat dan bahan. Bahan meliputi bahan baku produk (serbuk kayu, serbuk serbut kelapa, resin 208b, katalis, vaselin, lem besi, rem sepeda motor bekas yang sisa kampasnya telah dibersihkan) dan bahan cetakan (plat baja, timbangan badan, ulir baja, mur dan baut) serta katoda las. Peralatan meliputi alat mekanik (gergaji besi, palu, gerinda, mesin drill, dll), perangkat las busur listrik.
2. Pembuatan cetakan. Cetakan terdiri dari alat penekan dan cetakan produk. Alat penekan didesain dengan bentuk seperti alat penekan tambal ban yang bocor. Hanya saja, untuk ujung penekan dari alat penekan ini (mata penekan), digunakan rem sepeda motor bekas yang tidak berkampas. Cetakan produk dibuat dari plat besi agar cukup kuat menerima pembebanan dari alat penekan. Dalam desain cetakan produk kampas rem, plat besi dibentuk mengikuti bentuk lengkungan kampas rem. Sehingga nantinya pas dengan ujung penekannya yaitu rem sepeda motor bekas yang tidak berkampas. Prinsip kerjanya adalah bahan yang akan dicetak diberi tekanan yang besarnya tertentu dengan tujuan memperoleh persebaran partikel penguat dalam matriks yang lebih uniform sehingga didapatkan padatan kampas rem yang baik. Selain itu untuk menjaga agar kualitas bahan dari produk yang satu dengan yang lain sama maka penekanan harus sama besar.
Gambar 1. cetakan produk kampas rem
3. Pencampuran bahan. Serbuk kayu dan serbuk serabut kelapa dihaluskan (diselep) dan disaring dengan saringan 50 mesh kemudian keduanya dicampur dengan perbandingan 40 : 60. (Serbuk kayu = 40 dan serbuk serabut kelapa = 60). Resin 208b (tak jenuh) dituangkan ke dalam gelas ukur dan dituang ke campuran serbuk kayu dan serabut kelapa dan diaduk hingga persebaran partikel merata. Fraksi volume campuran serbuk kayu dan serbuk serabut kelapa dalam resin adalah 40% atau dengan perbandingan 40 : 60. ( campuran serbuk kayu dan serabut kelapa = 40, resin = 60). Kemudian dituangkan katalis secukupnya, diaduk hinggá katalis menyebar merata, dan diaduk terus samapai dituang ke cetakan.
Gambar 2. Campuran serbuk serabut kelapa dan serbuk kayu
4. Pencetakan. Proses hasil dari pencampuran kemudian dituang secara merata ke dalam cetakan produk yang sebelumnya, permukaan bagian dalamnya telah diolesi vaseline secukupnya, kemudian sesegera mungkin diberi penekanan dengan alat penekan. Setelah itu bahan didiamkan selama beberapa waktu dengan maksud memberikan waktu bagi katalis untuk bereaksi dengan bahan. Lama waktu yang dibutuhkan tergantung dari banyaknya katalis yang ditambahkan pada bahan. Semakin banyak katalis dalam bahan semakin cepat reaksi terjadi sehingga semakin cepat bahan memadat.
5. Pengeluaran produk dari cetakan.
6. Kampas rem kemudian dilem dengan menggunakan lem besi dan dilekatkan dengan rem yang tidak berkampas yang telah dipersiapkan sebelumnya.
7. Setelah dilekatkan, kampas rem dirapikan ketebalannya hingga sekiranya muat dengan ruang rem pada sepeda motor. Dalam proses ini dapat digunakan gerinda.
   
   Gambar 3. Produk kampas rem
   

PENGUJIAN KELAYAKAN

Untuk memenuhi kelayakan penggunaan produk kampas rem ini, sebelumnya spesimen-spesimen kampas rem telah mengalami berbagai pengujian untuk mengetahui sifat mekanik dan kinerjanya sehingga dapat dibandingkan kualitasnya dengan kampas rem berbahan asbestos. Setiap pengujian dilakukan sebanyak tiga kali demi kepentingan validitas data. Pengujian-pengujian yang dimaksud meliputi :

1. Pengujian tarik
   
   Pengujian tarik mengacu pada standarisasi ASTM D 638M-84. (Annual Book of ASTM Standart, 1986). Melalui uji tarik dapat diketahui nilai tensile strenght dari bahan uji.
   
   Gambar 4. Alat uji tarik dan dimensi spesimennya
   
   Dari hasil pengujian diperoleh beberapa karakteristik mekanik dari bahan yaitu tensile strength (kekuatan tarik) sebesar 2,75 kg/mm2.
   
2. Pengujian kekerasan
   
   Pada pengujian kekerasan spesimen kampas rem ini digunakan pengujian kekerasan vickers. Karena pada pengujian kekerasan vickers dapat diukur kekerasan bahan mulai dari yang sangat lunak (5 HV) sampai dengan yang amat keras (1500 HV). Prinsip pengujian kekerasan vickers adalah menekan spesimen dengan indentor (intan yang berbentuk piramid dengan sudut puncak antara dua sisi yang berhadapan adalah 136o) pada permukaannya sehingga timbul tapak tekan. Terlihat pada gambar 5. (Suherman, 1987).
   
   Angka kekerasan vickers dihitung dengan rumus : HV = 1,854 P/d2, dimana P = gaya tekan (kg) dan d = diameter tapak tekan (mm). Spesimen akan dikenakan 3 kali pembebanan yang berbeda yaitu 30 kg, 3 kg dan 10 kg.
   
   Gambar 5. Indentasi piramid intan pada pengujian kekerasan vickers (kiri) dan spesimen uji hardness (kanan)
   
   Dari hasil pengujian diketahui bahwa kekerasan Vickers bahan sebesar 1020,2033 kg/mm2.
   
3. Pengujian abrasivitas
   
   Pengujian abrasi dilakukan untuk memperoleh besarnya ketahanan spesimen terhadap penggesekan. Spesimen uji (kampas rem) ditekan pada gerinda (bergerak memutar searah dengan jarum jam dan kecepatan konstan) dengan tekanan yang konstan. Terjadinya pergeseran pada permukaan spesimen uji dengan gerinda, mengakibatkan terjadinya pemakanan pada spesimen tersebut. Setelah itu dihitung besarnya material yang hilang pada spesimen tersebut berdasarkan fungsi waktu. (anoname, 2006).
   
   Gambar 6. Mesin pengujian abrasi (kiri) dan spesimen uji abrasi (kanan)
   
   Dari hasil pengujian diketahui bahwa kekerasan abrasive (keausan) sebesar 0.0149 mm/s.
   
4. Uji Performansi
   
   Uji performansi dilakukan terhadap produk kampas rem siap pakai dimana langsung diuji cobakan pada sepeda motor, kemudian diamati apakah kampas rem ini bekerja dengan baik. Hal ini dapat dilihat dari nilai decelertion (jarak pengereman – slip – yang diakibatkan kecepatan sepeda motor). Dihitung dengan rumus a = 1,075 v2/s, dimana a = deceleration, v = kecepatan sepeda motor (ft/s), dan s = jarak pengereman (ft). (1986 SAE Handbook). Dalam pengujian ini ditetapkan nilai kecepatan sepeda motor yang digunakan adalah sebesar 45 km/jam (41,0105 ft/s). Dari uji perfomansi untuk menghitung nilai deceleration, diketahui bahwa nilai deceleration dari kampas rem serbuk kayu - serabut kelapa lebih tinggi (452 ft/s2) bila dibandingkan kampas rem berbahan asbestos (176,855 ft/s2). Atau dengan kata lain kampas rem serbuk kayu – serabut kelapa memiliki perlambatan yang lebih baik dibandingkan kampas rem berbahan asbestos.

DAFTAR PUSTAKA

• Anoname. 1981. ”Penggunaan Asbestos Secara Aman. Konvensi K3.
• Brady, George S. & Clauser, Henry R. 1986. 12th Edition Materials Handbook. McGraw Hill, Inc. : New York
• Fathurahman, Imam. 2006. ”Kampas Rem 5000 Rupiah”. Jurusan Teknik Material dan Metalurgi, Surabaya.
• Harjadi dan prasetyo, 2006, “Rancang Bangun Peralatan Carbonizer Untuk Proses Karbonisasi Briket Serbuk Kayu” dalam . www.iptek.net.com, dikunjungi : 28 Nopember 2006.
• Kompas, 2001, “Pemkot Tutup Puluhan TPS”, Kompas, 06 April 2001.
• Suara Merdeka, 2003, “Debu Bercampur Serbuk Kayu Cemari Lingkungan Sidomukti”. Suara Merdeka. 12 Agustus 2003.
• Sulistijono. 2004. “Material Komposit“. Jurusan Teknik Material dan Metalurgi ITS, Surabaya.
• Tempo, 2003, ”Pemkot Pekanbaru Akan Panggil Pencemar Sungai Siak”. Tempo, 11 Juni 2003.
• Waspada, 2005, “50 Kasus Pencemaran Lingkungan di Medan”, Waspada, 28 Desember 2005.
• ---------, ”Brake System Road Test Code”, SAE J108a, 1986 SAE Handbook, Volume 2, Parts & Components, Society of Automotive Engineers, Inc
• --------, ”Standart Test Method for Composites”, ASTM D 638M – 84, 1986 Annual Book of ASTM Standart, Volume 15.03, Space Simulation; Aerospaces Materials; High Modulus Fibers and Composites, American Society for Testing and Materials Inc.