## Manutech :

## Jurnal Teknologi Manufaktur
Vol. 15, No. 02, (2023)   p-ISSN : 2089-5550       e-ISSN : 2621-3397

## Pengaruh Curing Time Terhadap Material Komposit Serat Kulit Jagung Sebagai Alternatif Bumper Mobil
Eko Yudo 1 , Adha 2* , Muhamad Subhan 3 , Yuliyanto 4 1,2,3,4 Politeknik Manufaktur Negeri Bangka Belitung, Sungailiat Email : adhaazmir31@gmail.com
Received : 6 Juni 2023; Received in revised form : 20 September 2023; Accepted : 20 Oktober 2023

## Abstract
One source of natural fiber whose utilization still needs to be developed is fiber from corn husk which is cheap, abundant and environmentally friendly. The increasing production of corn plants causes an increase in corn husk waste which is also higher. Even though this corn husk has very strong fiber and can be used as a composite of natural fibers. Composites reinforced with natural fibers have excellent corrosion resistance properties, as well as lower production costs, are more abundant and are considered to be more environmentally friendly. The aim of the study was to determine the effect of soaking 7% NaOH for 1 hour, 2 hours and 3 hours and the effect of curing time at temperatures of 95°, 105° and 115° for 4 hours on the tensile strength of the corn husk fiber woven composite and to determine whether corn husk woven fiber composite can be applied as a car bumper manufacture. Making samples using the hand lay- up method. The analysis was performed using the factorial method. The highest results were found in the tensile test specimens using a variation of NaOH immersion time for 2 hours at a temperature of 95°C having a tensile test strength of 19.93 MPa. Meanwhile, the lowest tensile test strength value was 12.13 MPa using a variation of NaOH immersion time for 3 hours with a temperature of 115°C. Based on the standard for making car bumpers, the corn husk woven fiber composite can be applied as an alternative material for making car bumpers.
Keywords : composite; corn husk fiber; Tensile testing;

## Abstrak
Salah satu sumber serat alam yang pemanfaatannya masih perlu dikembangkan lagi adalah serat dari kulit jagung yang murah, berlimpah dan ramah lingkungan. Produksi tanaman jagung yang semakin meningkat menyebabkan peningkatan limbah kulit jagung semakin tinggi juga. Padahal kulit jagung ini memiliki serat yang sangat kuat dan bisa dijadikan komposit serat alam. Komposit berpenguat serat alam memiliki sifat ketahanan korosi yang sangat baik, serta biaya produksi yang lebih murah, berlimpah dan dinilai lebih ramah lingkungan.  Tujuan penelitian  untuk mengetahui pengaruh perendaman NaOH 7 % selama 1 jam, 2 jam dan 3 jam dan pengaruh curing time pada temperatur 95 ℃ ,105 ℃ dan 115 ℃ selama 4  jam  terhadap  kekuatan  tarik  komposit  anyaman  serat  kulit  jagung  dan  untuk  mengetahui  apakah komposit  serat  anyam  kulit  jagung  bisa  diaplikasikan  sebagai  pembuatan  bumper  mobil.  Pembuatan sampel menggunakan metode hand lay-up . Analisis dilakukan menggunakan metode faktorial. Hasilnya tertinggi berada pada spesimen uji tarik yang menggunakan variasi waktu perendaman NaOH selama 2 jam dengan temperatur 95°C memiliki kekuatan uji tarik sebesar 19,93 MPa. Sedangkan nilai kekuatan uji tarik terendah sebesar 12,13 MPa menggunakan variasi waktu perendaman NaOH selama 3 jam dengan temperatur 115°C. berdasarkan standar pembuatan bumper mobil maka komposit serat anyaman kulit jagung dapat diaplikasikan sebagai material alternatif pembuatan bumper mobil.
Kata kunci : komposit; serat kulit jagung; pengujian tarik;

## 1. PENDAHULUAN
Bumper  merupakan  sebuah  alat  pengaman  atau  bagian  mobil  yang  berada  di  depan  dan  di belakang paling luar di dalam sebuah mobil. Bentuk dan macam bumper pada mobil sangat bervariasi, tergantung jenis dan model mobil tersebut. Pada awalnya bumper sebuah mobil terbuat dari besi baja, sehingga  mobil  pada  saat  itu  cenderung  berdampak  kurangnya  dalam  akselerasi.  Kemudian  seiring berjalannya waktu dan perkembangan zaman pada saat ini semua industri mobil banyak menggunakan bumper yang terbuat dari bahan fiber. Bumper berbahan fiber ini cenderung kurang aman, dikarenakan bumper berbahan fiber mudah patah atau hancur. Namun di sisi lain bumper berbahan fiber mudah untuk di bentuk dan divariasi sesuai jenis dan model mobil tersebut serta meningkatkan akselerasi pada mobil. [1] . Bumper mulai dilirik sebagai aksesoris penting dalam meningkatkan penampilan mobil. Tidak heran jika  mobil-mobil  modifikasi  memilih  menyimpan  bumper  asli  pabrikannya  dan  menukarnya  dengan bumper fiber yang sesuai dengan desain pilihannya.
Salah satu sumber serat alam yang pemanfaatannya masih perlu dikembangkan lagi adalah serat dari kulit jagung yang murah, berlimpah dan ramah lingkungan. Menurut data Badan Pusat Statistik (BPS), produksi jagung di Indonesia pada tahun 2015 sebesar 19,61 juta ton. Produksi jagung yang cukup besar ini menimbulkan dampak pada jumlah limbah pertanian, dalam hal ini limbah jagung yang dihasilkan. Dari hasil panen buah jagung, bobot limbah kulit jagung berkisar antara 38,38% [2]. Jagung merupakan salah satu komoditas terbesar Indonesia, (BPS, 2018) dengan luas area tanaman jagung mencapai 5,73 juta Ha dengan total produksi sebesar 30 juta ton s ementara kebutuhan pasokan jagung untuk pakan ternak dan industri saat ini di Indonesia mencapai 7,8 – 11,1 juta ton . Hal ini yang menyebabkan jagung menjadi subsektor tanaman pangan pengganti setelah beras . Jagung adalah salah satu sumber karbohidrat yang dikonsumsi  masyarakat  Indonesia.  Produksi  jagung  di  Indonesia  cukup  besar  bahkan  terus  mengalami peningkatan setiap tahunnya. Selama ini, kulit jagung yang ada belum dimanfaatkan secara maksimal. Kulit jagung hanya dimanfaatkan sebagai pakan ternak, pembungkus makanan tradisional, dan kerajinan tradisional.  Untuk  memaksimalkan  potensi  kulit  jagung,  maka  diperlukan  penelitian  lebih  lanjut.  kulit jagung dapat dimanfaatkan menjadi suatu produk sehingga dapat menambah nilai dari limbah kulit jagung tersebut [3]. Produksi tanaman jagung yang semakin meningkat menyebabkan peningkatan limbah kulit jagung semakin tinggi juga.
Pembuatan bahan komposit serat kulit jagung dimulai dengan ekstraksi menggunakan NaOH 8% selama 2 jam, diikuti dengan penguapan selama 60 menit dan dikeringkan. Fraksi volume serat kulit jagung yaitu:  5%,  15%,  20%,  25%,  30%  menggunakan  resin  poliester  sebagai  pengikat.  Semua  spesimen dikeringkan  dalam  oven  pada  suhu  105 ℃ selama  60  menit.  Kekuatan  tarik  sebesar  45,3±0.02  MPa, kekuatan  bending  sebesar  84,72±0.02MPa  dan  kekuatan  impak  sebesar  16,32±0,02  kj/m2  komposit dengan kandungan serat kulit jagung sebesar 30%[4]. Penelitian komposit klobot jagung dengan fraksi volume 10 % sampai 25% menghasilkan kekuatan tarik sebesar 27 MPa pada fraksi volume serat 20% [5]. pengaruh  fraksi  volume  serat  kulit  jagung  terhadap  kekuatan  tarik  dan  penyerapan  air  komposit polyurethane, semakin besar fraksi volume serat specimen semakin besar pula kekuatan tariknya, fraksi serat 70% memiliki nilai beban sebesar 7,78 MPa [6].
Dari latar belakang diatas maka penulis melakukan penelitian tentang komposit serat anyaman sebagai alternatif bumper mobil dengan judul “ Pengaruh Curing Time Terhadap Material Komposit Serat Kulit Jagung Sebagai Alternatif Bumper Mobil ” pengaruh perendaman NaOH 7 % selama 1 jam, 2 jam dan 3 jam dan pengaruh curing time pada temperatur 95 ℃ ,105 ℃ dan 115 ℃ selama 4 jam terhadap kekuatan tarik  komposit  anyam  serat  kulit  jagung  dengan  menggunakan metode hand  lay-up .  Harapanya mendapatkan material komposit baru serat kulit jagung untuk pembuatan bumper mobil.

## 2. METODE PENELITIAN
Tahapan penelitian yang dilakukan mengikuti diagram alir yang ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian
Dalam  proses  penelitian  ini  mengikuti  tahapan-tahapan,  yang  dimulai  dari  pemilihan  judul, mempersiapan alat serta bahan, mencetakan spesimen dan melakukan uji. Kemudian hasil maksimum akan didapatkan, dilanjutkan pengolahan data, menganalisa dan membuat kesimpulan.

## 2.1 Bahan Penelitian
Adapun bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Serat  kulit jagung sebagai penguat dan  resin  sebagai  pengikat . Matriks  yang  digunakan  adalah  resin Polyester BQTN157  dan  NaOH  yang digunakan  sebesar  7  %.  NaOH  digunakan  untuk  menghilangkan  kotoran  atau  lignin  pada  serat  yang merupakan  larutan  basa . berikut bahan yang digunakan (Gambar 2).
Gambar 2. Bahan Pembuatan Komposit

## 2.2 Proses Pengambilan Serat Kulit Jagung
Didalam pengolahan serat kulit jagung ada beberapa proses sebagai berikut:
1. Mengambil limbah kulit jagung ditempat pembuangan limbah kulit jagung di pasar atau ditempat pembuangan sampah.
2. Kulit jagung direndam di dalam wadah yang berisikan air selama 14 hari. Perendaman Kulit jagung bertujuan  untuk  mendapatkan  kulit  jagung  yang  sudah  membusuk.  Pembusukan  kulit  jagung memudahkan dalam pengambilan serat kulit jagung.
3. Pengambilan serat kulit jagung dilakukan dengan cara menyisir kulit jagung yang sudah membusuk tersebut menggunakan sisir kutu.
4. Proses pengeringan serat kulit jagung dikeringkan menggunakan panas matahari langsung proses ini dilakukan sampai serat kulit jagung kering.
5. Serat kemudian dilakukan perendaman menggunakan alkalin 5% NaOH selama 1 jam, 2 jam dan 3 jam.
6. Serat  kemudian  dibilas  dan  direndam  ulang  untuk  menetralkan  pH,  lalu  dijemur  kembali  hingga kering.
7. Setelah serat kering dilakukan proses penggabungan dua buah serat menjadi satu kesatuan, untuk membentuk serat lebih kuat, kemudian dilakukan penganyaman dua sumbu.

## 2.3 Proses Pembuatan Spesimen
Pembuatan model spesimen uji dibuat berdasarkan standar ukuran spesimen yang digunakan yaitu ASTM D3039 untuk uji tarik.
1. Siapkan cetakan yang telah dibentuk sesuai dengan bentuk spesimen uji.
2. Cetakan logam yang telah dibentuk dibersihkan, kemudian lapisi permukaannya dengan Wax secara merata agar komposit tidak menempel pada cetakan.
3. lakukan perhitungan untuk resin sebagai acuan 100% berat komposit. Dalam hal ini dilakukan untuk menghitung volume resin dan katalis agar sesuai dengan cetakan yang telah dibuat.
4. Kemudian  lakukan  pembentukan  serat  kulit  jagung  yang  dianyam  sesuai dengan  volume  ukuran spesimen.
5. Membuat  campuran  resin  dengan  katalis  dengan  perbandingan  95:5  kemudian  diaduk  secara merata.
6. Tuangkan  resin  sebagian  pada  cetakan  dan  letak  susunan  serat  (anyam)  tekan  sedikit  agar  tidak terjadinya void lalu tuangkan kembali sisa resin pada cetakan agar menutupi susunan serat (anyam)
7. Biarkan komposit hingga mengering sehingga bisa dilepaskan pada cetakan. Pengering ini dilakukan didalam suhu lingkungan, lakukan proses ini berulang - ulang sehingga mencapai jumlah dan variasi yang telah ditentukan.
8. Setelah selesai maka dilakukan proses pembentukan spesimen uji tarik, sesuaikan dengan ukuran standar ASTM D3039 yang telah ditentukan, kemudian lakukan proses validasi kembali.
9. Setelah proses validasi spesimen dilakukan curing time dengan temperatur 95°C, 105°C dan 115°C selama 4 jam.
10. Selanjutnya diamkan spesimen pada suhu ruang .

## 2.4. Pengolahan Data
Pengumpulan data dilakukan dengan metode eksperimen faktorial. Dimana sampel dibuat, diuji dan  diolah  secara  langsung.  Cetakan  spesimen  pengujian  tarik  sesuai  dengan  standart  ASTM  D3039. Panjang      specimen  150  mm,  lebarnta  15  mm  dengan  ketebalan  4  mm.  Pengujian    Tarik  dilakukan menggunkan  meesin  Zwick/Roell  Z020.    Berikut  bentuk  spesimen  uji  tarik  ASTM  D3039  dan  mesin Pengujian Tarik disajikan pada Gambar 3.
Gambar 3. Bentuk sample uji tarik dan proses pengujian Tarik
Berikut gambar sample pengujian tarik yang sudah dicetak disajikan pada Gambar 4:
Gambar 4. Sampel Uji Tarik
Analisis dilakukan mengunakan metode desain eksperimen faktorial dengan bantuan software Minitab versi 21.3 (Minitab license ). Dengan replikasi sample sebanyak 3 kali. Pengolahan data ini untuk melihat pengaruh perendaman NaOH 7 % selama 1 jam, 2 jam dan 3 jam dan pengaruh curing time dengan temperatur  95 ℃ ,105 ℃ dan  115 ℃ selama  4  jam  terhadap  kekuatan  tarik Hasilnya  dapat  diketahui berapakah  nilai maximum dan minimum dari  perbandingan  komposit  tersebut  sehingga  menghasilkan data yang valid dan benar agar penelitian selanjutnya lebih baik.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Hasil Pengujian Tarik
Pengujian tarik dilakukan dengan menggunakan mesin Uji tarik zwick /Roel Z020. Standar yang digunakan ASTM D3039. Berikut hasil pengujian tarik sesuai dengan fraksi volume serat yang digunakan pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil Pengujian Tarik No Lama Perendaman NaOH (Jam) Suhu Curring Time (°C) Kekuatan Tarik (Mpa) Rata-rata (Mpa) Spesimen 1 2 3 1 1 95 13,9 12,6 14,7 13,73 2 1 105 19,8 18,4 18,0 18,73 3 1 115 13,1 13,6 12,9 13,20 4 2 95 20,1 20,5 19,2 19,93 5 2 105 14,9 15,3 14,7 14,97 6 2 115 17,5 18,8 18,9 18,40 7 3 95 16,4 16,4 15,8 16,20 8 3 105 12,1 11,9 12,4 12,13 9 3 115 14,3 15,3 15,9 15,17
Berdasarkan Tabel 1, akan dijadikan grafik hasil pengujian untuk mempermudah titik mana yang paling maksimum dan minimum. Berikut grafik hasil pengujian pada (Gambar 5):
Gambar 5. Grafik Pengujian Tarik
Berdasarkan  grafik  pengujian  tarik  di  atas  dapat  diketahui  bahwa  nilai  kekuatan  tarik  pada spesimen  yang  menggunakan  variasi  pengaruh  waktu  perendaman  NaOH  dan  pengaruh  temperatur memiliki kekuatan tarik yang berbeda. Dimana hal ini tersebut menyebabkan adanya nilai kekuatan tarik tertinggi dan terendah. Nilai kekuatan tarik tertinggi berada pada spesimen uji yang menggunakan waktu perendaman  NaOH  selama  2  jam  dengan curring  time pada  temperatur  95°C  memiliki  kekuatan  tarik sebesar  19,93  MPa.  Sedangkan  nilai  kekuatan  tarik  terendah  sebesar  12,13  MPa  yang  menggunakan waktu perendaman NaOH selama 3 jam dengan curing time pada temperatur 115°C.   artinya semakin tinggi  proses curing  time akan  menyebabkan  komposit  serat  anyaman  kulit  jagung  semakin getas  dan rapuh.

## 3.2 Analysis of Variance (Anova)
Berdasarkan data yang sudah tervalidasi, maka selajunya dilakukan hipotesi awal yaitu: 𝐻 𝟎 = Tidak terdapat pengaruh faktor waktu perendaman NaOH dan curing time yang signifikan terhadap uji tarik.
𝐻 1 = Terdapat pengaruh faktor waktu perendaman NaOH dan curing time yang signifikan terhadap uji tarik.
Tabel 2. Anova Kekuatan Uji Tarik Komposit Anyaman Kulit Jagung Source of variance Sum of Squares Degrees of Freedom Mean Squares F-Value P-Value Waktu perendaman NaOH 53,001 2 26,5004 57,75 0,000 curring time 8,916 2 4,4581 9,72 0,001 Interaksi 112,599 4 28,1498 61,34 0,000 Error 8,260 18 0,4589 Total 182,776 26
Hipotesis tersebut akan dilakukan Kriteria Uji sebagai berikut: 𝐻 0 ditolak apabila P-Value < α dan apabila P-Value > α maka 𝐻 0 gagal ditolak, nilai α = 5% (0,05). Keputusan yang diambil terhadap hasil analysis of variance data eksperimen untuk nilai kuat tarik, yaitu:
1.   Ditinjau dari faktor waktu perendaman NaOH didapatkan nilai P-Value sebesar (0,000) dimana nilai P-Value faktor  waktu  perendaman  NaOH  <  nilai  α  sebesar  (0,05),  sehingga 𝐻 0 ditolak  dan disimpulkan bahwa terdapat pengaruh faktor waktu perendaman NaOH yang signifikan terhadap uji tarik.
13.73 18.73 13.2 19.93 14.97 18.4 16.2 12.13 15.17 0 5 10 15 20 25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 H asi l P e n gu jia n S p e si m e n U ji Ta ri k (M p a) Spesimen Uji Rata-rata (Mpa)
2.   Ditinjau dari faktor curing time didapatkan nilai P-Value sebesar (0,001) dimana nilai P-Value faktor temperatur < nilai α sebesar (0,05), sehingga 𝐻 0 ditolak dan disimpulkan bahwa terdapat pengaruh faktor temperatur yang signifikan terhadap uji tarik.
3.   Ditinjau dari interaksi kedua faktor tersebut didapatkan nilai P-Value sebesar (0,000) dimana nilai P- Value faktor  temperatur  <  nilai  α  sebesar  (0,05),  sehingga 𝐻 0 ditolak  dan  disimpulkan  bahwa terdapat pengaruh interaksi yang signifikan terhadap uji tarik.
Gambar 6. Grafik Pengujian Tarik dengan Curing Time 95°C

## 4. SIMPULAN
Dari hasil penelitian komposit serat anyaman kulit jagung yang telah dilakukan, dapat disimpulkan sebagai berikut:
Hasil kekuatan tarik tertinggi sebesar  19,93  Mpa pada waktu perendaman NaOH selama 2 jam dengan curing  tim e  pada  temperatur  95°C .  Kekuatan  tarik  terendah  pada waktu  perendaman  NaOH selama  3  jam  dengan  curring  time  pada  temperatur  115°C dengan  nilai  kekuatan  uji  tarik  12,13  Mpa. Kekuatan  Tarik  tersebut  menunjukan  bahwa  pengaruh  perendaman  dan  curing  time  sangat  besar  sekali. Perendaman diatas 2 jam akan membuat kekuatan tariknya menuruh sedangkan curing time diatas  95°C juga membuat kekuatan Tarik dari komposit serat anyaman kulit jagung menurun. Terbukti dari Gambar 6 grafik  hasil  pengujian.pengujian  komposit  dan  hasil  Hipotesis.  Berdasarkan  standar  pembuatan  bumper mobil dengan nilai kekuatan tariknya sebesar 8,09 Mpa, maka komposit serat anyaman kulit jagung dapat diaplikasikan  sebagai  material  alternatif  pembuatan  bumper  mobil  untuk  semua  parameter  yang digunakan dalam penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]. Emeraldi, D. (2021). Analisis Ketahanan Fiber Bumper Mobil Terhadap Cuaca Dan Benturan (Doctoral dissertation, Universitas Muhammadiyah Malang). Firman, M. H. P. A., “ Studi Eksperimen Kekuatan Mekanik Daun Nanas Hutan Dengan Metode Pengujian Tarik ”, ENTHALPY -Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Mesin, Vol. 3, No. 1, pp.1-7, 2018
[2]. Rahmidar, L., Nurilah, I., & Sudiarty, T. (2018). Karakterisasi Metil Selulosa Yang Disintesis Dari Kulit Jagung (Zea Mays). PENDIPA Journal of Science Education , 2 (1), 117 – 122. https://doi.org/10.33369/pendipa.2.1.117-122
[3]. Ginting,  A.  (2015).  Pemanfaatan  Limbah  Kulit  Jagung  untuk  Produk  Modular  dengan  Teknik  Pilin (Cornhusk  Industrial  Waste  for  Modular  Product  with  Twisting  Technique). Jurnal  Dinamika Kerajinan Dan Batik , 32 (1), 51 – 62 [4]. Sari, N. H., Fajrin, J., Suteja, & Lokantara, I. (2019). Komposit Poliester Diperkuat Serat Kulit Jagung: Analisa Sifat Mekanik dan Morpologi. 2019, 6 – 11.
[5]. Wiyono, T., dan Supardi, 2013. Kekuatan Tarik dan Bending Komposit Klobot Jagung dengan Perekat Resin Polyester, Teknik Mesin, Politeknik Pratama Mulia Surakarta dan Akademi Teknologi Warga Surakarta
13.75 19.93 16.29 13 14 15 16 17 18 19 20 21 1 2 3 Pengujian Tarik Curing Time 95° C K ekua ta n ta ri k Perendaman
[6]. Salman,  Sayoga,    i  made  adi,  &  Maulana,  R.  (2018).  pengaruh  fraksi  volume  serat  kulit  jagung terhadap kekuatan tarik dan penyerapan air komposit polyurethane. Jurnal Teknik Mesin (JTM) , 7 (1), 29 – 32.
[7]. Hanifi, R., Dewangga, G., Kasiadi, K., & Widianto, E. (2019). Analisis Material Komposit Berbasis Serat Pelepah  Kelapa  Sawit  Dan  Matriks  Polypropylene  Sebagai  Bahan  Pembuatan  Bumper  Mobil.
Gorontalo Journal of Infrastructure and Science Engineering , 2 (2), 15.
https://doi.org/10.32662/gojise.v2i2.712
[8]. Setyawan, P. D., Sari, N. H., & Putra, D. G. P. (2012). Pengaruhorientasi Danfraksi Volume Serat Daun Nanas  (Ananas  Comosus)  Terhadap  Kekuatan  Tarik  Komposit  Polyestertak  Jenuh  (Up). Dinamika Teknik Mesin: Jurnal Keilmuan dan Terapan Teknik Mesin , 2 (1).
[9]. Yuliyanto, Y., & Masdani, M. (2018). Analisis Pengaruh Orientasi Serat Terhadap Kekuatan Impak Dan Model Patahan Komposit Polyester Berpenguat Serat Gaharu. Machine: Jurnal Teknik Mesin , 4 (2), 15-20.
[10]. Montgomery, D. C. (2017). Design and analysis of experiments . John wiley & sons.