## PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI MATERIAL KOMPOSIT
SERAT IJUK ( Arenga pinnata) SEBAGAI BAHAN BAKU
COVER

## BODY SEPEDA MOTOR
Achmad Kusairi Samlawi 1 , Yulian Firmana Arifin 2 , Pandu Yuda Permana 3
1,3 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Lambung Mangkurat,
2 Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Lambung Mangkurat, Email: kusairisam@unlam.ac.id

## ABSTRACT
The purpose of this research is to know the influence of composition of mass fraction between filler  and matrix  to mechanical  strength  of composite  material  utilizing  fibers fiber (arenga pinnata) as filler with polyester resin matrix, composition of fiber fraction mass  and  polyester  resin  is  30%:70%,  40%:  60%  and  50%:  50%  with  fiber  angle orientation: 0; 0; 0; 0, using the Hand Lay Up making composite methode. Impact test is done with ASTM D5942-96 standard and Tensile Testing is done with ASTM D638-03 standard.  Impact  test  results  show  that  all  composition  of  mass  fraction  have  value Energy  impact  above  Energy  impact  Cover  Body  Motorcycle  Brand  X  used  as comparative  material,  50%:  50%  mass  fraction  composition  yield  the  highest  impact energy value equal to 198,75 Joule / cm2. Tensile Test showed the composition of mass fraction  50%:  50%  yield  value  of  tensile  strength  equal  to  27,09  MPa  is  the  value  of tensile  strength  most  closely  to  value  of  tensile  strength  of  comparative  material  of 30,24  MPa,  Tensile  Test  also  shows  all  composition  of  mass  fraction  have  the percentage  of  length  increase  above  the  percentage  of  comparative  material,  the composition  of  50%:  50%  mass  fraction  yields  the  highest  percentage  of  4.02%.  This research concludes that fiber composite material (arenga pinnata) with 50%: 50% mass fraction  composition  is  feasible  to  be  used  as  an  alternative  material  Cover  Body Motorcycles.
Keywords: Fibers Fiber, Mass Fraction, Composite, Impact Energy, Tensile Strength

## 1. PENDAHULUAN
Pesatnya  pertumbuhan  industri  automotif,  akan  mendorong  pertumbuhan industri  aksesoris  kendaraan  bermotor  sebagai  penyokong  industri  tersebut. Keberadaan  produksi  aksesoris  kendaraan  bermotor  tersebut,  di  samping  untuk memasok  ke  pabrikan  mobil  atau original  equipment  manufacturer (OEM),  juga untuk  memenuhi  kebutuhan  konsumen  ( after  market ),  baik  di  pasar  domestik
maupun  internasional,  berkenaan  dengan  hal  tersebut  diperlukan  upaya  untuk menggunakan serat alam sebagai bahan dasar pembuatan bahan baku panel aksesoris industri  automotif  menggantikan  serat  sentesis,  misalnya  serat  ijuk  yang keberadaannya sangat melimpah.
Aren merupakan tumbuhan penghasil ijuk tumbuh di seluruh daratan Indonesia dengan  sangat  baik,  terutama  di  ketinggian  400  sampai  dengan  1000  meter  di  atas permukaan laut, namun demikian serat ijuk belum sepenuhnya di manfaatkan, masih sangat banyak ijuk yang dibakar begitu saja. atau dibiarkan tanpa di manfaatkan.
Serat-serat  ijuk  yang  dihasilkan  oleh  pohon  aren  ( Arenga  pinnata )  dapat dipanen  setelah  pohon  tersebut  berumur  5  tahun  dan  secara  tradisional  sering digunakan  sebagai  bahan  pembungkus  pangkal  kayu-kayu  bangunan  yang  ditanam dalam tanah untuk mencegah serangan rayap. Kegunaan tersebut didukung oleh sifat ijuk yang elastis, keras, tahan air, dan sulit dicerna oleh organisme perusak. Namun demikian,  penelitian  efektivitas  bahan  alami  tersebut  dalam  melindungi  kayu-kayu kontruksi dari serangga perusak kayu seperti rayap belum pernah dilakukan
Di samping itu juga dievaluasi kadar air, kerapatan zat, dan gramatur jaringan ijuk dari kedua formasi tersebut Hasil penelitian menunjukkan bahwa serat ijuk aren berbeda  dengan  serat  kayu,  karena  serat  ijuk  tidak  memiliki  dinding  dan  lumen  set tetapi merupakan suatu zat yng utuh ( solid )
Karakteristik  struktural  dari  ijuk  formasi  alami  berbeda  dengan  ijuk  formasi pasaran  sebagai  akibat  dari  proses  pemanenan  dan  pemilahannya  sebelum dipasarkan.  Ijuk  formasi  alami  memiliki  distribusi,  bentuk,  dan  ukuran  swerat  yang lebih  bervariasi  dibanding  ijuk  formasi  pasaran,  Pada  ijuk  formasi  alami  dijumpai serat-serat  bentuk  segi  empat,  setengah  bulat,  dan  bulat  dengan  proposi  masing- masing  67  %,  27%  dan  7%.  Pada  ijuk  formasi  pasaran,  serat-serat  yang  dijumpai hanya memiliki bentuk setengah bulat dan bulat yang persentasi rat-ratanya masing- masing  42  %  dan  58  %.  Perbedaan  tersebut  juga  dijumpai  dalam  hal  ukuran  serat. Ukuran serat pada ijuk formasi alami berkisar dari 0,07 mm (percabangan V) hingga, 3,03  mm  (lidi),  sedangkan  ukuran  serat.  Ukuran  serat  pada  ijuk  formasi  pasaran
dihitung menurut ketebalannya berkisar dari 0,38 mm (percabangan IV) hingga 0,93 mm (serat utama). Namun demikian, adanya proses percabangan menyebabkan serat- serat  saling  silang  menyilang  membentuk  struktur  jaringan  ijuk  yang  dapat  berupa lembaran,  baik  pada  formasi  alami  maupun  pada  formasi  pasaran.  Percabangan tersebut membentuk sudut yang berkisar rata-rata 10 o – 30 o .
Penelitian ini dilakukan sebagai upaya untuk meningkatkan penggunaan bahan alami  yang  melimpah  dalam  kehidupan  sehari-hari  terutama  penggunaan  serat sebagai penguat ( filler) komposit. Keuntungan mendasar yang dimiliki penguat alam adalah  jumlahnya  yang  berlimpah,  memiliki specific  cost yang  rendah,  dapat diperbarui dan didaur ulang serta tidak mencemari lingkungan.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
Serat  alam  mempunyai kekuatan  berkisar  antara  220  MPa  (serat  buah  kelapa) sampai dengan 1500 MPa (serat flax) dan modulus Young antara 6 GPa (serat buah kelapa)  sampai  dengan  80  GPa  (flax),  serta  massa  jenisnya  berkisar  1,25 gram/cm3sampai  dengan  1,5  gram/cm3.  Sedangkan  serat  gelas  tipe  E  mempunyai kekuatan 2200 MPa dan modulus Young 73 GPa, serta massa jenis 2,55 gram/cm3, sehingga  untuk  beberapa  serat  alam  seperti  flax,  hemp,  rami  dan  sisal  mempunyai modulus spesifik yang kompetitif dengan serat gelas.
Komposit adalah suatu material yang terdiri dari campuran atau kombinasi dari dua  atau  lebih  material  baik  secara  mikro  atau  makro,  dimana  sifat  material  yang tersebut  berbeda  bentuk  dan  komposisi  kimia  dari  zat  asalnya.  Pendapat  lain mengatakan  bahwa  komposit  adalah  sebuah  kombinasi  material  yang  berfase  padat yang terdiri dari dua atau lebih material secara skala makroskopik yang mempunyai kualitaslebih baik dari material pembentuknya.
Serat  ijuk  adalah  serat  alam  yang  istimewa  dibandingkan  dengan  serat  alam lainnya.  Serat  berwarna  hitam  yang  dihasilkan  dari  pohon  aren  memilki  banyak keistimewaan  diantaranya  :  (a).  Tahan  lama,  bahwa  serat  ijuk  aren  mampu  tahan lama  dan tidak  mudah  terurai.  (b).  Tahan terhadap  asam  dan  garam  air laut,  Serat ijuk merupakan salah satu serat yang tahan terhadap asam dan garam air laut, salah
satu  bentuk  pengolahan  dari  serat  ijuk  adalah  tali  ijuk  yang  telah  digunakan  oleh nenek moyang kita untuk mengikat berbagai peralatan nelayan laut. (c). Mencegah penembusan  rayap  tanah.  Serat  ijuk  aren  sering  digunakan  sebagai  bahan pembungkus  pangkal  kayu-kayu  bangunan  yang  ditanam  dalam  tanah  untuk memperlambat pelapukan kayu dan mencegah serangan rayap.
Metode Hand  Lay  Up merupakan  metode  pembuatan  komposit  dengan  cara menuangkan  resin  dengan  tangan  ke  dalam  serat  kemudian  memberikan  takanan sekaligus  meratakannya  menggunakan  rol  atau  kuas.  Proses  tersebut  dilakukan berulang-ulang hingga ketebalan tercapai
Sifat  mekanis  adalah  salah  satu  sifat  yang  terpenting,  karena  sifat  mekanis menyatakan  kemampuan  suatu  bahan  (seperti  komponen  yang  terbuat  dari  bahan tersebut)  untuk  menerima  beban/gaya/energi  tanpa  menimbulkan  kerusakan  pada bahan/komponen  tersebut.  Seringkali  bila  suatu  bahan  mempunya  sifat  mekanis yang  baik  tetapi  kurang  baik  pada  sifat  yang  lain,  maka  diambil  langkah  untuk mengatasi kekurangan tersebut dengan berbagai cara yang diperlukan.
Pengujian impact bertujuan  untuk  mengukur  berapa  energi  yang  dapat diserap  suatu  material  sampai  material  tersebut  patah.  Dan  merupakan  respon terhadap  beban  kejut  atau  beban  tiba-tiba  (beban impact ).    Perpatahan  impact digolongkan menjadi 3 jenis, yaitu:
a. Perpatahan  berserat  ( fibrous  fracture )  yang  melibatkan  mekanisme  pergeseran bidang-bidang  Kristal  didalam  bahan  yang  ulet  ( ductile ).  Ditandai  dengan permukaan patahan yang berserat yang berbantuk dimpel yang menyerap cahaya dan berpenampilan buram.
b. Perpatahan  granular/kristalin,  yang  dihasilkan  oleh  mekanisme  pembelahan ( cleavage )  pada  butir-butir  dari  bahan  yang  rapuh  ( brittle ).  Ditandai  dengan permukaan perpatahan yang datar yang mampu memberikan daya pantul cahaya yang tinggi (mengkilat).
c. Perpatahan  campuran  (berserat  dan  granular).  Merupakan  kombinasi  dua  jenis perpatahan diatas.
Pengujian  tarik  adalah  suatu  pengukuran  terhadap  bahan  untuk  mengetahui keuletan  dan  ketangguhan  suatu  bahan  terhadap  tegangan  tertentu  serta pertambahan  panjang  yang  dialami  oleh  bahan  tersebut.  Pada  uji  tarik  (Tensile Test)  kedua  ujung  benda  uji  dijepit,  salah  satu  ujung  dihubungkan  dengan perangkat penegang.
Regangan  diterapkan  melalui  kepala  silang  yang  digerakkan  motor  dan alongasi  benda  uji,  dengan  pergerakan  relatif  dari  benda  uji.  Beban  yang diperlukan  untuk  mengasilkan  regangan  tersebut,  ditentukan  dari  difleksi  suatu balok atau proving ring, yang diukur dengan menggunakan metode hidrolik, optik atau elektro mekanik.
Uji  tarik  merupakan  salah  satu  pengujian  untuk  mengetahui  sifat-sifat  suatu bahan. Dengan menarik suatu bahan kita akan segera mengetahui bagaimana bahan ini  bereaksi  terhadap  tenaga  tarikan  dan  mengetahui  sejauh  mana  material  itu bertambah  panjang.  Alat  eksperimen  untuk  uji  tarik  ini  harus  memiiliki cengkeraman yang kuat dan kekakuan yang tinggi (highly stiff).
Pengujian  dilakukan  untuk  mengetahui  sifat-sifat  mekanis  suatu  material, diantara  sifat-sifat  mekanis  yang  dapat  diketahui  dari  hasil  pengujian tarik  adalah kekuatan tarik, kuat luluh dari material, keuletan dari material, modulus elastic dari material, kelentingan dari suatu material dan ketangguhan.

## 3. METODE PENELITIAN
Dalam  penelitian  ini  bahan  yang  digunakan    adalah  Serat  Ijuk  ( arenga pinnata ), Resin Polyester , Hardener, KIT Paste Wax. Dengan peralatan yang  yang digunakan    adalah  :  Cetakan  kaca  datar  yang  berukuran  65x30  cm,  slotip  hitam, Timbangan Digital, Gunting, Mister derajat, Penggaris, Kuas cat, Spidol permanen putih,  Gelas  plastik,  Sekop,  Majun,  Mesin  uji impact, Mesin  Uji  Tarik  dan mikroscope
Benda  uji  dibuat  berdasarkan mix  design dengan  tujuan  mendapatkan Karakterisasi dan formulasi komposisi paling optimum komposit dengan serat ijuk ( arenga pinnata )  sebagai penguat (filler) yang di manfaat sebagai alternatif bahan Body Sepeda Motor
Langkah  yang  dilakukan  dalam mix  design ini  meliputi  proporsi  komposisi fraksi  massa  serat  ijuk  dan  resin polyester  adalah 30%;70%,  40%:60%  dan 50%:50% dengan orientasi sudut  serat : 0;0;0;0, menggunakan metode pembuatan komposit  Hand  Lay  Up.  Pengujian impact dilakukan  dengan  standar  ASTM D5942-96  dan  Pengujian  Tarik  dilakukan  dengan  standar  ASTM  D638-03  dan dibandingkan dengan hasil uji Material Cover Body Merk X
Serat  Ijuk  berasal  dari  Desa  barikin  Kecamatan  Haruyan  Kabupaten  Hulu Sungai  Selatan  Propinsi  Kalimantan  selatan.  Ijuk  di  cuci  dan  dikeringkan  dengan panas matahari sampai kering absolut..

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Data  yang  diperoleh  dari  Uji  Impak  dapat  dibuat  suatu  grafik  yang menunjukkan  hubungan  antara    komposisi  fraksi  massa  dengan  Energi  impak (Joule/cm 2 ), sebagaimana grafik berikut :
Gambar 1. Grafik Hasil Uji Impak
Data  hasil  uji  tarik  dapat  dibuat  grafik  yang  menunjukkan  hubungan  komposisi fraksi masa dengan kekuatan tarik (δ(MPa)) dan elongasi (Ԑ(%)) sebagaimana berikut :
Gambar 2. Grafik Hasil Uji Tarik
Data Uji Impak dan Uji Tarik dapat di Kompilasi sebagaimana grafik berikut :
Gambar 3. Grafik Hasil Uji Impak dan Uji Tarik
Gambar 4. Foto Mikro Patahan Spesimen Komposit Komposisi 30:70
Gambar 5. Foto Mikro Patahan Spesimen Komposit Komposisi 40:60
Gambar 6. Foto Mikro Patahan Spesimen Komposit Komposisi 50:50
Pada  komposisi  fraksi  massa  antara  serat  ijuk  dan  resin  30:70 Menghasilkan  Energi  Impak sebesar  45,7125  joule/cm 2 ,  kukatan  tarik  sebesar 19,15  MPa  dan  Elongasi  sebesar  2,77%,  dari  pengamatan  foto  makro menghasilkan  jenis  patahan granular ( kristalin ).  Pada  komposisi  fraksi  massa 30:70  kekuatan  serat  tidak  dominan  karena  komposisi  didominasi  oleh  resin  , yang ditandai dengan bentuk patahan yang rata.
Komposisi  fraksi  massa serat  ijuk  dan  resin  40:60  menghasilkan  Energi Impak sebesar  86,45625  joule/cm 2 ,  Kekuatan  Tarik  sebesar  24,45  MPa  dan Elongasi  2,97%  dan  dari    pengamatan  foto  makro  menghasilkan  jenis  patahan campuran.  Kekuatan  resin  masih  lebih  dominan dibandingkan  dengan  kekuatan seratnya  namun  demikian  serat  masih  berkontribusi  untuk  menahan  beban setelah    resin  tidak  bisa  lagi  menahan  beban  tersebut,  dan  komposisi  ini mempunyai sifat yang ductile (ulet)
Komposisi  fraksi  massa  serat  ijuk  dan  resin  50:50  menghasilkan    nilai energi impact tertinggi sebesar 198,75 Joule/cm 2 . Pengujian Tarik menunjukkan
komposisi  fraksi  massa  50%:50%  menghasilkan  nilai  kekuatan  tarik  sebesar 27,09 MPa dan mengasilkan nilai elongasi terbaiksebesar 4,02%, nilai kekuatan tarik  tersebut  merupakan  nilai  kekuatan  tarik  yang  paling  mendekati  nilai kekuatan tarik material pembanding sebesar 30,24 MPa

## 5.  KESIMPULAN
1. Hasil  pengujian Impact menunjukkan  semua  komposisi  fraksi  massa mempunyai  nilai  Energi impact diatas  nilai  Energi impact  Cover  Body Sepeda Motor Merk X yang digunakan sebagai material pembanding.
2. Pengujian  Tarik  menunjukkan  semua  komposisi  fraksi  massa  mempunyai prosentase  pertambahan  panjang diatas  prosentase  material  pembanding, komposisi  fraksi  massa  50%:50%  menghasilkan    nilai  energi impact tertinggi sebesar 198,75 Joule/cm 2 merupakan nilai kekuatan tarik yang paling mendekati nilai kekuatan tarik material pembanding sebesar 30,24 MPa, serta menghasilkan nilai elongasi tertinggi sebesar 4,02%.
3. Material  komposit  serat  ijuk  ( arenga  pinnata) dengan  komposisi  fraksi  massa 50%:50% layak untuk dijadikan bahan alternatif Cover Body Sepeda Motor.

## 6. UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih di sampaikan kepada Rektor Universitas Lambung Mangkurat, Ketua  LPPM  ULM,  Dekan  Fakultas  Teknik  ULM,  Pimpinan  dan  Sejawat  di  Prodi Teknik Mesin ULM, Pimpinan dan Staf Laboratorium Alfa Betha Gamma Malang Jawa Timur atas dukungan sehingga penelitian ini dapat terselesaikan.

## DAFTAR PUSTAKA
Arifin, Y.F., Syauqiyah. I., Samlawi, A.K., Ni’mah, L., 2016 :  Utilization of Fly Ash, Palm-Pressed Fibers, Oil Palm Shell, and Empty Fruit Bunches of Oil Palm in Lightweight Concrete. 3 rd INTERNATIONAL CONFERENCE ON “EMERGING TRENDS IN ACADEMIC RESEARCH ETAR-2016
Dian Prasetyo,  Yuyun  Estriyanto  dan  Budi  Harjanto , 2012.  “Pemanfaatan  Serat Ijuk  Sebagai  Bahan  Gesek  Alternatif  Kampas  Rem  Sepeda  Motor  “  Skripsi Prodi Pendidikan Teknik Mesin, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Direktorat  Jenderal  Perkebunan,  2014.  Statistik  Perkebunan  Indonesia,  Kelapa sawit 2013-2015. Kementerian Pertanian Republik Indonesia.
Ginting,  M,K,  2012,  “Validasi  Metode  LC-MS/MS  Untuk  Pennetuan  Senyawa Asam  Trans,  Trans-MUkonat,  Asam  Hippurat,  Asam  2-Metil  Hippurat, Asam  3-Metil  Hippurat,  Asam  4-Metil  Hippurat  Dalam  Urin  Sebagai Biomarker  Paparan  Benzena,  Toluena,  Dan  Xilena”,  Skripsi  Prodi  Kimia, FMIPA, UI, Depok.
Jamasri,  2008.  “  Prospek  Pengembangan  Komposit  Serat  Alam  Di  Indonesia”.
Pengukuhan Guru Besar Fakultas Teknik Universitas Gajah Mada
Odian,  G.,  2004,  “Principles  Of  Polymerization”,  4 th ed.,  Wiley-Interscience,  A John Wiley & Sons, Inc., Publication, New Jersey.
Samlawi,  A.K.,  and  Lailan  Ni’mah.  (2015)  "Utilization  Fibers  and  Palm  Kernel Shells  and  Tapioca  Adhesive  as  Matrix  in  the  Manufacture  of  Composite Boards as an Alternative Raw Material in Furniture Industry." International Journal  of  ChemTech  Research .  Vol.  8,  No.  4  (2015)  ISSN  :  0974-4290
Coden (USA) : IJCRGG
Samlawi, A.K, dan Yasmina, R. (2016) “Pembuatan Bio Metal-Matrix Composites (Mmcs)  Sebagai  Bahan  Gesek  Alternatif  Rem  Tromol  Yang  Ramah Lingkungan  Dengan  Memanfaatkan  Serat  Serabut  Kelapa  Sawit  Dan Limbah  Paduan  Aluminium  (Al)”  Laporan  Penelitian  Fakultas  Teknik
Universitas Lambung Mangkurat.
Siagian,  K.A.,  2010,  “Pemanfaatan  Limbah  Plastik  Polietilena  (PE)  Sebagai Matriks  Komposit  Dengan  Bahan  Penguat  Serat  Kaca”,  Skripsi  S1 Departemen Kimia, USU, Medan.
Sinaga, F.R.J., 2009, “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Phthalic Acid Anhydride Dengan  Metode  Oksidasi  Ortho  Xylene  Dengan  Kapasitas  120.000 Ton/Tahun, Tugas Akhir, Prodi TeknikKimiaEkstensi, FT, USU, Medan.
Varia,H.J.,  2009,  “Study  Awal  Pengaruh  Kadar  Asam  Lemak  Minyak  Kedelai Terhadap  Karakteristik  Coating  Primer”,  Master  Thesis  Magister  Teknik Korosi dan Proteksi Logam, Teknik Metalurgi dan Material, UI, Depok.
Franklin Donald Izaak, Fentje A. Rauf, Romels Lumintang (2013), ”Analisis sifat mekanik dan daya serap air material komposit serat rotan, politeknik negeri bengkalis.
Andi  Alifuddin.,  2014,  “Pengaruh  Penambahan  Serat  Ijuk  Terhadap  Peningkatan Kuat  Tarik  Pada  Campuran  Beton  Aspal  Denganpendekatan  Kepadan Mutlak”, Universitas Briwijaya Malang Program Dokter Teknik Sipil.
Astute arif, musrizal muin, syahidah., 2006,” sifat fisik ijuk dan potensinya sebagai perintang fisik serangan rayap tanah