Abstrak—  Upaya  pemerintah  Indonesia  dalam  meningkatkan daya saing rotan adalah mengarahkan pengembangan produk rotan pada produk yang menyangkut gaya hidup masyarakat. Salah satu produk yang menjadi konsumsi gaya hidup dan tidak pernah mati adalah sepeda. Rancang bangun dan prototyping sepeda  rotan  adalah  salah  satu  inovasi  dan  kontribusi peningkatan daya saing material rotan. Rotan belum diujicoba sebagai  struktur  sepeda  sedangkan  utilitas  sepeda  tergantung pada struktur pembentuk rangka. Permasalahan yang terjadi pada saat menggunakan material rotan sebagai struktur rangka sepeda  adalah  kekuatannya.  Oleh  karena  itu  perlu  strategi dalam  desain  rangka  sepeda  berbahan  rotan.  Dalam  proses desain  rangka  sepeda  sebagai  struktur  diperlukan  strategi dalam  :  penentuan  geometri  sepeda,  rekayasa  material  rotan batang  dan  sambungan  struktur  rangka  rotan.  Metode  uji eksperimen material dilakukan dengan uji laboratorium guna mengetahui peningkatan kualitas rotan. Hasil dari penelitian ini menyebutkan  bahwa  untuk  geometri  sepeda  disesuaikan dengan  utilitasnya,  sedangkan  strukturnya  lebih  baik menggunakan struktur tertutup rotan batang. Untuk rekayasa material  rotan  penggunaan  resin  infusion  terbukti  dapat meningkatkan  kekuatan  batang  rotan  hingga  lima  kali  lipat. Beberapa  bagian  dari  rangka  sepeda  tetap  menggunakan sambungan metal sebagai pengunci struktur sehingga struktur rotan dapat menjadi kontruksi yang baik pada desain sepeda.
Kata Kunci— Desain  sepeda,  infus  rotan,  rangka  rotan, struktur rangka
Abstract — Indonesian government in improving the competitiveness of rattan are to direct the development of rattan products on products that involve the lifestyle of the community. The  product  that  is  a  lifestyle  consumption  and  never  dies  is  a bicycle. The design and prototyping of rattan bikes is one of the innovations and contributions to increase the competitiveness of rattan materials. Rattan has not been tested as a bicycle structure while bicycle utilities depend on the frame-forming structure. The problem that occurs when using rattan material as a bicycle frame structure is its strength. Therefore we need a strategy in the design development of a bicycle frame made from rattan. In the process of designing a bicycle frame as a structure, strategies are needed: determining the geometry of the bicycle, engineering the material of  the  rattan  rodstick  and  the  connection  of  the  rattan  frame structure. The material experiment test method is carried out with laboratory tests to determine the quality of rattan. The results of this study indicate that for bicycle geometry adapted to its utility, while the structure is better to use a diamond structure. For the engineering of rattan materials the use of infusion resins is proven to  increase  the  strength  of  rattan  rods-stick  up  to  five  hundred percent.  Some  parts  of  the  bicycle  frame  still  use  a  metal connection as a locking structure so that the rattan structure can be a good construction of the bicycle design.
Keywords— bicycle design, frame structure, rattan frame, rattan infusion

## I. PENDAHULUAN
Upaya  pemerintah  dalam  meningkatkan  daya  saing  rotan adalah  mengarahkan  pengembangan  produk  rotan  pada produk yang menyangkut gaya hidup masyarakat. Salah satu produk yang menjadi konsumsi gaya hidup dalam 100 tahun terakhir  adalah  sepeda.  Transportasi  darat  berupa  sepeda kebanyakan menggunakan material logam, namun sudah  ada alternatif material yang sudah digunakan seperti kayu, bambu, dan komposit  karbon fiber. Penggunaan material rotan untuk membuat sepeda dapat memberikan  kebaruan material karena material  rotan  yang  ringan  dan  mudah  dilengkung  dapat memberikan kebaruan bentuk dari sepeda itu sendiri. Rancang bangun dan prototyping sepeda rotan adalah salah satu inovasi dan kontribusi peningkatan daya saing material rotan [1], [2], [3], dan [4].
Sistem  konstruksi  rotan  berhubungan  erat  dengan karakter materialnya yang liat dan lentur.  Rotan mengandung lignin relatif kecil apabila di bandingkan dengan kayu keras ( hardwood )  atau  kayu  lunak  ( softwood ),  dimana  lignin berfungsi sebagai pengikat antar sel yang memberi kekuatan pada rotan  [5]. Sehingga dapat disimpulkan bahwa rotan tidak sekuat metal sebagai struktur pembentuk rangka sepeda.

## Gambar 1. Visualisasi  geometri  sepeda  rotan  dengan  struktur  batang panjang tanpa bending
Desain  rangka  pada  sepeda  adalah  faktor  utama  dalam pemenuhan teknis utilitas sepeda [6]. Pada dasarnya kriteria rangka  sepeda  yang  baik  adalah  memiliki  kekuatan  dan kekakuan yang tinggi  tetapi ringan dan tahan terhadap korosi

## Desain Sepeda Rotan dengan Rekayasa Material Rotan Resin
Arie Kurniawan, Agus Windharto dan Nur Ameliyah Rizkiyah Departemen Desain Produk, Fakultas Desain Kreatif dan Bisnis Digital, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, Indonesia
e-mail : ariekrnwn@gmail.com
Gambar 2. Anatomi rangka sepeda rotan dengan struktur rotan batang tanpa bending
[7].  Berdasarkan  kriteria  tersebut  rotan  adalah  salah  satu material  alternatif  yang  berlimpah  di  Indonesia  untuk  dapat diolah  mendekati  karakter  metal  sebagai  pembentuk  rangka sepeda.
Berdasarkan latar belakang tersebut dilakukan perumusan langkah  dalam  rekayasa  material  rotan  sebagai  struktur pembentuk  desain  rangka  sepeda.  Permasalahan  yang diangkat  selanjutnya  adalah  bagaimana  cara  meningkatkan kekuatan  rotan  sebagai  batang  utama  pembentuk  struktur sepeda  hingga  selanjutnya  sepeda  memiliki  kriteria  dapat kokoh  dikendarai.  Penelitian  ini  menitik  beratkan  pada  uji batang  rotan  sedangkan prototyping diuji  dengan usability testing .

## I. METODE
Masyarakat kian bergaya dengan sepeda entah yang diperoleh secara  instan  dari  ragam  jenis  sepeda  hingga  penggayaan yang  dibangun  dengan  mengkostum  sepedanya.  Kostum sepeda dapat berupa atribut produk, fitur atau aksesori estetis produk  [8]. Salah  satu  atribut  sepeda  yang  terkait  dengan utilitas  sepeda  adalah  desain  rangka,  terlebih  lagi  rangka sebagai struktur utama sepeda haruslah kuat dan aman untuk dikendarai .
Untuk  mendapatkan  desain  rangka  sepeda  rotan  yang memiliki  kekuatan  dan  layak  jalan  maka  metode  riset  dan eksperimen dilakukan dalam 3 (tiga)  tahapan dasar sebagai berikut:
1. Perumusan geometri sesuai dengan struktur sepeda pada umumnya  dalam  hal  ini  adalah  geometri  pengguna dewasa  laki  laki  dengan  struktur diamond dengan  jenis sepeda hybrid mountain bike 2. Rekayasa  material  rotan  menggunakan  metode  uji kekuatan  dimana  kekuatan  rotan  harus  meningkat  dari material  rotan  normal.  Dalam  pengolahan  material dilakukan teknik rotan infus resin.
3. Untuk  membentuk  struktur  rotan  dirumuskan  bagian rangka sepeda yang masih menggunakan material logam
Sebagai  alat  ukur  keberhasilan  dari  rekayasa  material rotan  sebagai struktur sepeda adalah dengan melakukan uji material  batang  rotan  dan  uji  utilitas  setelah  prototyping sepeda selesai. Peningkatan kekuatan material rotan sebagai bahan  baku  struktur  diuji  dengan  uji  laboratorium. Peningkatan  kekuatan  yang  signifikan  menjadi  tolok  ukur utama keberhasilan riset ini.

## II. HASIL DAN PEMBAHASAN
Geometri Sepeda sekaligus Struktur pada Sepeda Rotan Geometri  sepeda  didapatkan  dan  disesuaikan  dengan kebutuhan  utilitas  sepeda.  Berbeda  dengan  proses pembentukan rangka sepeda dari logam, rangka sepeda rotan mengikuti karakteristik rotan dimana rotan dengan diameter 30 mm memiliki kemampuan bending minimum sebesar 180 mm.    Geometri    sepeda    yang    didapatkan    disesuaikan
Gambar 3. Proses eksperimen infus resin  pada batang rotan
dengan kenyamanan berkendara dengan mempertimbangkan postur berkendara. Posisi badan agak condong, kira-kira. 30 hingga 60° [9]. Seperti dapat dilihat pada Gambar 1. Untuk  mendapatkan  rangka  sepeda  yang  lebih  sederhana maka  dapat  digunakan  desain  rangka  yang  tidak  memiliki radius  bending  atau  bagian  desain  yang  melengkung  dapat digantikan oleh sambungan metal (Gambar 2).

## Rekayasa Material Rotan dengan Rotan Resin
Treatment material  rotan  dengan  matrik  resin  ini  bertujuan untuk meningkatkan mechanical properties dari rotan batang (Gambar 3).
Treatment dilakukan dengan memanfaatkan serat alami yang ada didalam rotan sebagai bahan penguat dan pengikat resin sehingga  terbentuk  rotan  komposit.  Pengujian 3 point bending dilakukan untuk mengetahui kekakuan rotan, yaitu kemampuan  rotan  untuk  menahan  perubahan  bentuk  atau lenturan yang terjadi yang dinyatakan dalam MOE. Pengujian dilakukan  dengan  melakukan  perbandingan  dari  material rotan normal dan rotan hasil (Gambar 4).
Ukuran dan tata cara pengujian lentur rotan menggunakan ASTM D143-94 untuk kayu berukuran kecil dan bebas cacat yang  dimodifikasi  karena  tata  cara  pengujian  lentur  rotan secara  khusus  belum  ditemukan  baik  dalam  buku  teks maupun  media  publikasi  lainnya.  Pengujian  dilakukan dengan  cara  memberikan  beban  di  tengah  bentang  dengan jarak  sangga  28  cm  menggunakan  mesin  uji  UTM  [10]. Grafik hasil pengujian dapat dilihat pada  Gambar-gambar 5, 6, dan 7.
Berdasarkan  pengamatan  secara  visual,  dapat  dikatakan bahwa rotan infussion resin grade A mengalami permukaan gembos paling kecil yaitu 15 mm, dan rotan normal (paling kanan) mengalami permukaan gembos 40 mm. Kesimpulan dari Gambar 7 dapat dilihat bahwa untuk rotan normal  tanpa  treatment  memiliki  MOE  sebesar  54,074.93 kg/cm2.  Sedangkan  treatment  rotan  dengan  resin grade  A memiliki  peningkatan  MOE  paling  besar,  mencapai  angka 266,293.94.  Hal  ini  berarti  rotan  dengan treatment adalah
lebih  kaku  dan  teguh  daripada  rotan  normal,  dengan peningkatan sebesar 5 kali nilai normal.

## Integrasi Material Rotan dengan Material Pembentuk Struktur
Konstruksi rangka sepeda dengan struktur batang rotan tanpa bending yang sesuai adalah menggunakan konstruksi tertutup dengan  struktur diamond .  Tiap  batang  panjang  dikunci dengan  sambungan  metal  yang  terbuat  dari  metal  sebagai kekuatan tarik dan tekan. Sambungan pada rangka sepeda ini memiliki  istilah lug .  Syarat  kekuatan  integrasi  rotan  pada struktur  rangka  sepeda  adalah  tidak  bergerak  dan  harus menetap.  Untuk  memaksimalkan  sambungan  ini  dapat digunakan  dua  alternatif  kuncian  yakni dengan power  plug nut atau dengan di lem besi (Gambar-gambar 8, 9, dan 10).
Gambar 4.  Visualisasi hasil uji material batang rotan dengan treatment olah material yang berbeda (infusion resin grade A, epoxy resin resin polyester B, dan rotan normal).
Gambar 5.  Grafik hubungan antara jenis resin dan beban maksimum hasil uji bending.
Gambar 6.  Grafik  hubungan  antara  jenis  resin  dan  defleksi  maksimum hasil uji bending.
Gambar 7. Grafik modulus elstisitas hasil uji.
Gambar 9.   Sambungan metal pada struktur rangka sepeda rotan.
Gambar 10.   Visualisasi jenis sambungan antara metal dengan rotan.

## IV.  KESIMPULAN
Rancang bangun dan prototyping sepeda rotan adalah salah satu inovasi dan kontribusi peningkatan daya saing material rotan. Oleh karena itu treatment rattan resin dapat menjadi solusi  sebagai  cara  peningkatan  kekuatan  batang  rotan sebagai  struktur  rangka  sepeda.  Visualisasi  desain  sepeda dengan rotan resin ditunjukkan pada gambar 11.
Gambar  11. Prototyping sepeda rotan.
Penggunaan material rotan  sebagai  struktur pada desain sepeda  harus  memperhatikan  aspek  kekuatan  dan  karakter rotan. Rotan yang memiliki karakter lentur dapat direkayasa menggunakan  resin  dengan  teknik inffusion. Dalam  hal  ini kekuatan rotan akan bertambah 5 kali lipat. Sedangkan untuk mempertahankan  kekuatan  struktur  pembentuk  rangka sepeda  maka  integrasi  sambungan  struktur  haruslah  tidak bergerak,  dalam  hal  ini  dapat  dikunci  menggunakan  sistem sambungan  khusus  maupun  dengan  lem  perekat  besi  yang kuat.  Adanya  celah  pada  integrasi  struktur  menyebabkan patahan vertikal  pada  rotan  yang  sekaligus  membahayakan untuk  dikendarai.  Oleh  karena  itu  rangka  sepeda  sebagai
bagian utama dari sepeda harus benar benar sempurna dalam hal geometri, material maupun integrasi strukturnya.
Pada  penelitian  ini  tahapan  uji  material  sebatas  uji kekuatan  sederhana  yang  membandingkan  peningkatan kekuatan  pada  rotan  normal.  Perlu  adanya  uji  lanjut  pada prototyping sepeda  terkait  dengan  durability  sepeda  saat digunakan  di  jalan  termasuk  uji  kekuatan  berdasarkan perjalanan waktu.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Arie  Kurniawan,  “Laporan  Akhir  Inovasi  -  Desain Sepeda Rotan”, (Institut Teknologi Sepuluh Nopember,
2019)
[2] M. Ashby, K. Johnson, “Materials and design, the art and science  of  material  selection  in  product  design” (Butterworth Heinemann, Oxford, UK, 2007)
[3] N. Cross, “Engineering Design Methods, Strategies for product  design”,  Second  Edition  (John  Wiley  &  Sons Ltd,  Baffins  Lane,  Chichester,  West  Sussex,  PO19, England, 1998)
[4] H. Christians and A. Bremmer, “Applied ergonomics” , 29, 3, 201-211 (1998)
[5] O. Rachman and Jasni, Rotan Sumberdaya, Sifat Dan Pengolahannya . 2013.
[6] Dudy Wiyancoko, “Desain Sepeda Indonesia” ( Jakarta,
Kepustakaan Pupuler Gramedia, 2010)
[7] Ahmad  Yakub,  Djoko  W,  Anwar  Ilmar  R,  “  Optimasi Desain  Rangka  Sepeda  Berbahan  Baku  Komposit Berbasis Metode Anova” (Jurnal Teknologi, Universias Muhammadiyah Jakarta, 2016)
[8] Arie  Kurniawan,  Dudy  Wiyancoko,  Ruly  Darmawan, “Bergaya  dengan  Sepeda  :  Kajian  Fenomena  Sepeda sebagai  Salah   Satu   Alat   Gaya   Hidup   Masyarakat” (Jurnal   Desain   Idea,   Institut   Teknologi   Sepuluh Nopember Surabaya, 2013)
[9] Arie  Kurniawan,  “  Laporan  Akhir  Calon  Perusahaan Pemula  Berbasis  Teknologi  :  Produksi  dan  Pemasaran Sepeda Rotan” (Kemenristekdikti, CPPBT, 2019