Composite material

Manusia sejak dari dulu telah berusaha untuk manciptakan berbagai produk yang terdiri dari gabungan lebih dari satu bahan untuk menghasilkan suatu bahan yang lebih kuat, contohnya penggunaan jerami pendek untuk menguatkan batu bata di Mesir, panah orang Mongolia yang menggabungkan kayu, otot binatang, sutera, dan pedang samurai Jepang yang terdiri dari banyak lapisan oksida besi yang berat dan liat.

Kebanyakan teknologi modern memerlukan bahan dengan kombinasi sifat-sifat yang luar biasa yang tidak boleh dicapai oleh bahan- bahan lazim seperti logam besi, keramik, dan bahan polimer. Kenyataan ini adalah benar bagi bahan yang diperlukan untuk penggunaan dalam bidang angkasa lepas, perumahan, perkapalan, kendaraan dan industry pengangkutan. Karena bidang- bidang tersebut membutuhkan density yang rendah, flexural, dan tensile yang tinggi, viskosity yang baik dan hentaman yang baik.

PEMBAHASAN

A.    Pengertian Komposit

Komposit adalah suatu material yang terdiri dari campuran atau kombinasi 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 berfasa padat yang terdiri dari dua atau lebih material secara skala makroskopik yang mempunyai kualitas lebih baik dari material pembentuknya. Material komposit terdiri dari bahan penyusun dan bahan yang mengisolasi bahan lain.

B.     Jenis-jenis material komposit

·         Material komposit serat, yaitu komposit yang terdiri dari serat dan bahan dasar yang diproduksi secara fabrikasi, misalnya serat + resin sebagai bahan perekat, sebagai contoh adalah FRP (Fiber Reinforce Plastic) plastik diperkuat dengan serat dan banyak digunakan, yang sering disebut fiber glass.

Ø  Tipe Komposit Serat

Untuk memperoleh komposit yang kuat harus dapat menempatkan

serat dengan benar. Berdasarkan penempatanya terdapat beberapa tipe serat pada komposit yaitu :

a.       Continuous Fiber Composite

Continuous atau uni-directional, mempunyai serat panjang dan lurus, membentuk lamina diatara matriknya. Jenis komposit ini paling sering digunakan. Tipe ini mempunyai kelemahan pada pemisahan antar lapisan. Hal ini dikarnakan kekuatan antar lapisan dipengaruhi oleh matriknya.

b.      Woven Fiber Composite (bi-dirtectional)

Komposit ini tidak mudah dipengaruhi pemisahan antar lapisan karena susunan seratnya juga mengikat serat antar lapisan.

Akan tetapi susunan serat memanjangnya yang tidak begitu lurus mengakibatkan kekuatan dan kekakuan akan melemah.

c.       Discontinuous Fiber Composite

Discontinuous Fiber Composite adalah tipe komposit dengan serat pendek. Tipe ini dibedakan lagi menjadi 3 ( Gibson, 1994 : 157 ) :

a)      Aligned discontinuous fiber

b)      Off-axis aligned discontinuous fiber

c)       Randomly oriented discontinuous fiber

d.      Hybrid Fiber Composite

Hybrid Fiber Composite merupakan komposit gabungan antara

serat tipe serat lurus dengan serat acak. Tipe ini digunakan supaya dapat mengganti kekurangan sifat dari kedua tipe dan dapat menggabungkan kelebihannya.

·         Komposit lapis (laminated composite), yaitu komposit yang terdiri dari lapisan dan bahan penguat, contohnya polywood,  laminated glass yang seringdigunakan sebagai bahan bangunan dan kelengkapannya.

·         Komposit partikel (particulate composite), yaitu komposit yang terdiri dari partikel dan bahan penguat seperti butiran (batu dan pasir) yang diperkuat dengan semen yang sering kita jumpai sebagai betin.

Komposit dibagi menjadi 3 group besar yaitu :

Ø  Polimer Matrix Composites (Komposit matrik polimer)

Disebut juga dengan FRP (Fibre Reinforced Polymer or Plastics). 

Material ini menggunakan resin sebagai matriks dan serat gelas, aramid atau karbon sebagai penguatnya. Bahan ini merupakan bahan komposit yang sering digunakan, biasa disebut polimer berpenguat serat (FRP – Fibre Reinforced Polymers or Plastics). Bahan ini menggunakan suatu polimer berbahan resin sebagai matriknya, dan suatu jenis serat seperti kaca, karbon dan aramid (Kevlar) sebagai penguatannya.

a.       Komposit ini bersifat :

a)      Biaya pembuatan lebih rendah

b)      Dapat dibuat dengan produksi massal

c)      Ketangguhan baik

d)     Tahan simpan

e)      Siklus pabrikasi dapat dipersingkat

f)       Kemampuan mengikuti bentuk

g)      Lebih ringan.

b.      Jenis polimer yang sering digunakan:

a)      Thermoplastic

Thermoplastic adalah plastik yang dapat dilunakkan berulang kali (recycle) dengan menggunakan panas. Thermoplastic merupakan polimer yang akan menjadi keras apabila didinginkan. Thermoplastic akan meleleh pada suhu tertentu, melekat mengikuti perubahan suhu dan mempunyai sifat dapat balik (reversibel) kepada sifat aslinya, yaitu kembali mengeras bila didinginkan. Contoh dari thermoplastic yaitu Poliester, Nylon 66, PP, PTFE, PET, Polieter sulfon, PES, dan Polieter eterketon (PEEK).

b)      Thermoset

Thermoset tidak dapat mengikuti perubahan suhu (irreversibel). Bila sekali pengerasan telah terjadi maka bahan tidak dapat dilunakkan kembali. Pemanasan yang tinggi tidak akan melunakkan thermoset melainkan akan membentuk arang dan terurai karena sifatnya yang demikian sering digunakan sebagai tutup ketel, seperti jenis-jenis melamin. Plastik jenis thermoset tidak begitu menarik dalam proses daur ulang karena selain sulit penanganannya juga volumenya jauh lebih sedikit (sekitar 10%) dari volume jenis plastik yang bersifat thermoplastic. Contoh dari thermoset yaitu Epoksida, Bismaleimida (BMI), dan Poli-imida (PI).

c.       Aplikasi PMC yaitu sebagai berikut :

a)      Matrik berbasis poliester dengan serat gelas

b)      Alat-alat rumah tangga

c)      Panel pintu kendaraan

d)     Lemari perkantoran

e)      Peralatan elektronika.

f)       Matrik berbasis termoplastik dengan serat gelas (kotak air radiator)

g)      Matrik berbasis termoset dengan serat carbon

h)      Rotor helikopter

i)        Komponen ruang angkasa

j)        Rantai pesawat terbang

Ø  Metal matrix Composites (Komposit matrik logam)

Material ini menggunakan metal sebagai matriks (seperti alumunium)dan diperkuat dengan serat seperti silikon karbida. Bahan ini menggunakan suatu logam seperti aluminium sebagai matrik dan penguatnya dengan serat seperti silikon karbida.

a.       Kelebihan MMC dibandingkan dengan PMC :

a)      Transfer tegangan dan regangan yang baik.

b)      Ketahanan terhadap temperature tinggi

c)      Tidak menyerap kelembapan.

d)     Tidak mudah terbakar.

e)      Kekuatan tekan dan geser yang baik.

f)       Ketahanan aus dan muai termal yang lebih baik

b.      Kekurangan MMC :

a)      Biayanya mahal

b)      Standarisasi material dan proses yang sedikit

c.       Matrik pada MMC :

a)      Mempunyai keuletan yang tinggi

b)      Mempunyai titik lebur yang rendah

c)      Mempunyai densitas yang rendah

Contoh : Almunium beserta paduannya, Titanium beserta paduannya, Magnesium beserta paduannya.

d.      Proses pembuatan MMC :

a)      Powder metallurgy

b)      Casting/liquid ilfiltration

c)      Compocasting

d)     Squeeze casting

e.       Aplikasi MMC, yaitu sebagai berikut :

a)      Komponen automotive (blok-silinder-mesin,pully,poros gardan,dll)

b)      Peralatan militer (sudu turbin,cakram kompresor,dll)

c)      Aircraft (rak listrik pada pesawat terbang)

d)     Peralatan Elektronik

Ø  Ceramic Matrix Composites (Komposit matrik keramik)

Dipakai untuk lingkungan suhu tinggi. Material ini menggunakan keramik sebagai matrik dan serat pendek seperti silikon karbida atau boron nitrit. Bahan ini menggunakan keramik sebagai matrik dan diperkuat dengan serat pendek, atau serabut-serabut (whiskers) dimana terbuat dari silikon karbida atau boron nitride.

a.       Matrik yang sering digunakan pada CMC adalah :

a)      Gelas anorganic.

b)      Keramik gelas

c)      Alumina

d)     Silikon Nitrida

b.      Keuntungan dari CMC :

a)      Dimensinya stanil bahkan lebih stabil daripada logam

b)      Sangat tanggung , bahkan hampir sama dengan ketangguhan dari cast iron

c)      Mempunyai karakteristik permukaan yang tahan aus

d)     Unsur  kimianya stabil pada temperature tinggi

e)      Tahan pada temperatur tinggi (creep)

f)       Kekuatan & ketangguhan tinggi, dan ketahanan korosi

c.       Kerugian dari CMC

a)      Sulit untuk diproduksi dalam jumlah besar

b)      Relative mahal dan non-cot effective

c)      Hanya untuk aplikasi tertentu

d.      Aplikasi CMC, yaitu sebagai berikut :

a)      Chemical processing = Filters, membranes, seals, liners, piping, hangers

b)      Power generation = Combustorrs, Vanrs, Nozzles, Recuperators, heat exchange tubes, liner

c)      Wate inineration = Furnace part, burners, heat pipes, filters, sensors.

d)     Kombinasi dalam rekayasa wisker SiC/alumina polikristalin untuk perkakas potong.

e)      Serat grafit/gelas boron silikat untuk alas cermin laser.

f)       Grafit/keramik gelas untuk bantalan,perapat dan lem.

g)      SiC/litium aluminosilikat (LAS) untuk calon material mesin panas.

Secara garis besar ada 3 macam jenis komposit berdasarkan penguat yang digunakannya, yaitu :

1.            Fibrous Composites (Komposit Serat).

Merupakan jenis komposit yang hanya terdiri dari satu laminat atau satu lapisan yang menggunakan penguat berupa serat / fiber. Fiber yang digunakan bisa berupa glass fibers, carbon fibers, aramid fibers (poly aramide), dan sebagainya. Fiber ini bisa disusun secara acak maupun dengan orientasi tertentu bahkan bisa juga dalam bentuk yang lebih kompleks seperti anyaman.

2.            Laminated Composites (Komposit Laminat).

Merupakan jenis komposit yang terdiri dari dua lapis atau lebih yang digabung menjadi satu dan setiap lapisnya memiliki karakteristik sifat sendiri.

3.            Particulalate Composites (Komposit Partikel).

Merupakan komposit yang menggunakan partikel/serbuk sebagai penguatnya dan terdistribusi secara merata dalam matriksnya.

C.    Sifat Komposit

Secara keseluruhan sifat dari komposit ditentukan dari :

a. Sifat-sifat serat
b. Sifat-sifat resin
c. Rasio antara serat pada resin dalam komposit
d. Bentuk geometri dan orientasi serat di dalam komposit

·         Sifat-sifat Mekanis Sistem Resin

Gambar dibawah memperlihatkan kurva tegangan/regangan untuk suatu sistem resin ideal. Kurva untuk resin menunjukkan kekuatan puncak tinggi, kekakuan tinggi (ditunjukkan dengan kemiringan awal) dan regangan tinggi terhadap kegagalan.

Hal ini berarti bahwa resin pada awalnya kaku tetapi pada waktu yang sama tidak akan mengalami kegagalan getas.

Seharusnya dicatat dimana ketika suatu komposit di bebani tarik, untuk mencapai sifat-sifat mekanis yang optimal dari komponen serat, resin harus mampu berubah panjang paling tidak sama dengan serat. Gambar dibawah ini memberikan regangan terhadap kegagalan yang dimiliki untuk serat kaca-E, serat kaca-S, serat aramid, dan serat karbon berkekuatan tinggi (yaitu bukan dalam bentuk komposit). Disini terlihat, sebagai contoh, serat kaca-S dengan perpanjangan 5,3%, akan membutuhkan resin dengan perpanjangan paling tidak sama dengan nilai tersebut untuk mencapai sifat tarik yang maksimum.

·         Sifat-sifat Daya rekat

Sistem Resin adalah Daya rekat yang tinggi antara resin dan serat penguat diperlukan untuk apapun jenis sistem resin. Hal ini akan menjamin bahwa beban dipindahkan secara efisiensi dan akan menjaga pecahnya atau lepasnya ikatan serat dan resin ketika ditegangkan.

·         Sifat Ketangguhan Sistem Resin

Ketangguhan adalah suatu ukuran dari ketahanan bahan terhadap propaganda retak, tetapi dalam komposit hal ini akan susah untuk diukur secara akurat. Bagaimanapun juga, kurva tegangan dan regangan yang dimiliki sistem resin menyediakan beberapa indikasi ketangguhan bahan. Sistem resin dengan regangan terhadap kegagalan yang rendah akan cenderung menciptakan komposit yang getas, dimana retak dapat mudah terjadi.

·         Sifat terhadap Lingkungan Sistem Resin

Ketahanan terhadap lingkungan, air dan substansi agresif lain yang bagus, bersama-sama dengan kemampuan untuk bertahan terhadap siklus tegangan konstan, adalah sifat yang paling esensi untuk apapun jenis sistem resin. Sifat-sifat ini secara khusus penting untuk penggunaan pada lingkungan laut.

Komposit memiliki sifat mekanik yang lebih bagus dari logam, kekakuan jenis (modulus Young/density) dan kekuatan jenisnya lebih tinggi dari logam. Beberapa lamina komposit dapat ditumpuk dengan arah orientasi serat yang berbeda, gabungan lamina ini disebut sebagai laminat.

D.    Bagian Utama dari Komposit

·         Reinforcement

Salah satu bagian utama dari komposit adalah reinforcement (penguat) yang berfungsi sebagai penanggung beban utama pada komposit.

·         Serat Gelas

Glass fiber adalah bahan yang tidak mudah terbakar. Serat jenis ini biasanya digunakan sebagai penguat matrik jenis polymer. Komposisi kimia serat gelas sebagain besar adalah SiO2 dan sisanya adalah oksida-oksida alumunium (Al), kalsium (Ca), magnesium (Mg), natrium (Na), dan unsur-unsur lainnya.

Berdasarkan bentuknya serat gelas dapat dibedakan menjadi beberapa macam antara lain:

Ø  Roving

Berupa benang panjang yang digulung mengelilingi silinder.

Ø  Yarn

Berupa bentuk benang yang lekat dihubungkan pada filamen.

Ø  Chopped Strand

Adalah strand yang dipotong-potong dengan ukuran tertentu kemudian

digabung menjadi satu ikatan.

Ø  Reinforcing Mat

Berupa lembaran chopped strand dan continuous strand yang tersusun secara

acak.

Ø  Woven Roving

Berupa benang panjang yang dianyam dan digulung pada silinder

Ø  Woven Fabric

Berupa serat yang dianyam seperti kain tenun.

E.     Bahan - bahan Pembentuk Komposit

Bahan pembuat fiberglass pada umumnya terdiri dari 11 macam bahan, 6 macam  sebagai bahan utama dan 5 macam sebagai bahan finishing. Sebagai bahan utama yaitu erosil, pigmen, resin, katalis, talk, mat, sedangkan sebagai bahan finishing antara lain : aseton, PVA, mirror, cobalt, dan dempul.

·         Aerosil

Bahan ini berbentuk bubuk sangat halus seperti bedak bayi berwarna putih. Berfungsi sebagai perekat mat agar fiberglass menjadi kuat dan tidak mudah patah/pecah.

·         Pigment

Pigmen adalah zat pewarna sebagai pencampur saat bahan fiberglass dicampur. Pemilihan warna disesuaikan dengan selera pembuatnya. Pada umumnya pemilihan warna untuk mempermudah proses akhir saat pengecatan.

·         Resin

Bahan ini berujud cairan kental seperti lem, berkelir hitam atau bening. Berfungsi untuk mencairkan/ melarutkan sekaligus juga mengeraskan semua  bahan yang akan dicampur. Biasanya bahan ini dijual dalam literan atau dikemas dalam kaleng.

·         Katalis

Zat ini berwarna bening dan berfungsi sebagai pengencer. Zat kimia ini biasanya dijual bersamaan dengan resin, dan dalam bentuk pasta. Perbandingannya adalah resin 1 liter dan katalisnya 1/40 liter.

·         Talk

Sesual dengan namanya bahan  ini berupa bubuk berwarna putih seperti sagu. Berfungsi sebagal campuran adonan fiberglass agar keras dan agak lentur.

·         Mat

Bahan ini berupa anyaman mirip kain dan terdiri dari beberapa model, dari model anyaman halus sampai dengan anyaman yang kasar atau besar dan jarang-jarang. Berfungsi sebagai pelapis campuran adonan dasar fiberglass, sehingga sewaktu unsur kimia tersebut bersenyawa dan mengeras, mat berfungsi sebagai pengikatnya. Akibatnya fiberglass menjadi kuat dan tidak  getas.

·         Aseton

Pada umumnya cairan ini berwarna bening, fungsinya seperti katalis yaitu untuk mencairkan  resin. Zat  ini digunakan apabila  adonan  terlalu kental yang akan mengakibatkan pembentukan fiberglass menjadi sulit dan lama keringnya.

·         PVA

Bahan ini berupa cairan kimia berkelir biru menyerupai spiritus. Berfungsi untuk melapis antara master mal/cetakan dengan bahan fiberglass. Tujuannya adalah agar kedua bahan tersebut tidak saling menempel, sehingga fiberglass hasil cetakan dapat dilepas dengan mudah dari master mal atau cetakannya.

·         Mirror

Sesuai namanya, manfäatnya hampir sama dengan PVA, yaitu menimbulkan efek licin. Bahan ini berwujud pasta dan mempunyai warna bermacam macam.

·         Cobalt

Cairan kimia ini berwarna kebiru-biruan. Berfungsi sebagai bahan aktif pencampur katalis agar cepat kering, terutama apabila kualitas katalisnya kurang baik dan terlalu encer. Bahan ini dapat dikategorikan sebagai bahan penyempurna, sebab tidak semua bengkel menggunakannya. Hal ini tergantung pada kebutuhan pembuat dan kualitas resin yang digunakannya. Perbandingannya adalah 1 tetes cobalt dicampur dengan 3 liter katalis. Apabila perbandingan cobalt terlalu banyak, dapat menimbulkan api.

·         Dempul fiberglass

Setelah  hasil cetakan terbentuk dan dilakukan pengamplasan, permukaan yang tidak rata dan berpori-pori perlu dilakukan pendempulan. Tujuannya agar permukaan fiberglass  hasil cetakan menjadi lebih halus dan rata sehingga siap dilakukan pengerjaan lebih lanjut.

F.     Pemilihan serat dalam komposit

Pemilihan serat dalam komposit sangat penting. Serat (reinforcement) menentukan kekuatan dasar dari produk komposit. Pilihlah serat yang menghasilkan rasio serat terhadap resin yang tinggi. Proses aplikasi juga menentukan rasio serat terhadap resin. Metoda Pultrusion, RTM, vacuum bagging, Filament Winding meningkatkan rasio serat terhadap resin yang tinggi dibandingkan dengan proses Hand Lay Up atau Spray Up.

Terdapat 4 beban utama yang mempengaruhi stuktur dari suatu komposit yaitu Tension, Compression, Shear & Flexural.

·         Tension

Menunjukan beban tensile yang diaplikasikan pada komposit (lihat gambar).

Respond suatu komposit terhadap beban tensile tergantung dari sifat kekuatan & tensile stiffeness dari serat penguat. Resin dengan elongation yang besar akan tahan terhadap beban tensile.

-          TENSILE STRENGTH (ASTM D638)

Adalah Gaya per unit area yang dibutuhkan untuk memutuskan sebuah material/bahan dibawah tegangan. Biasanya dinyatakan dalam pounds per inch square (lbf/in² atau psi), N/m² atau MPa (SI Sistem)

Berikut contoh gambar tesnya :

·         Compression

Sifat kekakuan & daya rekat dari sistem resin sangat berpengaruh penting.

-          COMPRESSIVE STRENGTH (ASTM D695)
Adalah Ketahanan material untuk menahan gaya tekan.

Berikut contoh gambar tesnya :

·         Shear

Beban ini menggeser & mempengaruhi produk komposit dari bidang permukaan atau pergerakan dari sisi kiri dan kanan secara berlawanan arah (lihat gambar)

Oleh karenanya diperlukan resin dengan daya adhesive yang tinggi untuk menahan beban tersebut.

·         Flexural

Beban flexural sebenarnya adalah kombinasi dari beban tensile, compression dan shear (lihat gambar)

-          FLEXURAL STRENGTH (ASTM D790)
Ketahanan material untuk melawan perubahan bentuk dibawah beban.

Berikut contoh gambar tesnya :

G.    Metoda Pembuatan Komposit

Secara Garis besar metoda pembuatan material komposit terdiri dari atas dua cara,yaitu :

·         Proses Cetakan Terbuka (Open-Mold Process)

·         Proses Cetakan Tertutup (Closed mold Processes)

Ø  Proses Cetakan Terbuka (Open-Mold Process)

a.       Contact Molding/ Hand Lay Up

Hand lay-up adalah metoda yang paling sederhana dan merupakan proses dengan metode terbuka dari proses fabrikasi komposit.Adapun proses dari pembuatan dengan metoda ini adalah dengan cara menuangkan resin dengan tangan kedalam serat berbentuk anyaman, rajuan atau kain, kemudian memberi takanan sekaligus meratakannya menggunakan rol atau kuas. Proses tersebut dilakukan berulang-ulang hingga ketebalan yang diinginkan tercapai.

Pada proses ini resin langsung berkontak dengan udara dan biasanya proses pencetakan dilakukan pada temperatur kamar.

Kelebihan penggunaan metoda ini:

a)      Mudah dilakukan

b)      Cocok di gunakan untuk komponen yang besar

c)      Volumenya rendah

Pada metoda hand lay up ini resin yang paling banyak di gunakan adalah polyester dan epoxies.

Aplikasi dari pembuatan produk komposit menggunakan hand lay up ini biasanya di gunakan pada material atau komponen yang sangat besar, seperti pembuatan kapal, bodi kendaraan, bilah turbin angin, bak mandi,perahu.

b.      Vacuum Bag

Proses vacuum bag merupakan penyempurnaan dari hand lay-up, penggunaan dari proses vakum ini adalah untuk menghilangkan udara terperangkap dan kelebihan resin..

Pada proses ini digunakan pompa vacuum untuk menghisap udara yang ada dalam wadah tempat diletakkannya komposit yang akan dilakukan proses pencetakan. Dengan divakumkan udara dalam wadah maka udara yang ada diluar penutup plastic akan menekan kearah dalam. Hal ini akan menyebabkan udara yang terperangkap dalam specimen komposit akan dapat diminimalkan.

Dibandingkan dengan hand lay-up, metode vakum memberikan penguatan konsentrasi yang lebih tinggi, adhesi yang lebih baik antara lapisan, dan kontrol yang lebih resin / rasio kaca.

Aplikasi dari metoda vacuum bag ini adalah pembuatan kapal pesiar, komponen mobil balap,perahu.

c.       Pressure Bag

Pressure bag memiliki kesamaan dengan metode vacuum bag, namun cara ini tidak memakai pompa vakum tetapi menggunakan udara atau uap bertekanan yang dimasukkan malalui suatu wadah elastis Wadah elastis ini yang akan berkontak pada komposit yang akan dilakukan proses. Biasanya tekanan basar tekanan yang di berikan pada proses ini adalah sebesar 30 sampai 50 psi.

Aplikasi dari metoda vacuum bag ini adalah pembuatan tangki,wadah,turbin angin,vessel.

d.      Spray-Up

Spray-up merupakan metode cetakan terbuka yang dapat menghasilkan bagian-bagian yang lebih kompleks ekonomis dari hand lay-up.

Proses spray-up dilakukan dengan cara penyemprotan serat (fibre) yang telah melewati tempat pemotongan (chopper). Sementara resin yang telah dicampur dengan katalis juga disemprotkan secara bersamaan Wadah tempat pencetakan spray- up telah disiapkan sebelumnya. Setelah itu proses selanjutnya adalah dengan embiarkannya mengeras pada kondisi atsmosfer standar.

Spray-up telah sangat sedikit aplikasi di ruang angkasa. Teknologi ini menghasilkan struktur kekuatan yang rendah yang biasanya tidak termasuk pada produk akhir. Spray-up sedang digunakan untuk bergabung dengan struktur back-up untuk lembaran wajah komposit pada alat komposit. Spray-up ini juga digunakan terbatas untuk mendapatkan fiberglass splash dari alat transfer.

Aplikasi penggunaan dari proses ini adalah panel-panel, bodi karavan,bak mandi, sampan,sampan.

e.       Filament Winding

Fiber tipe roving atau single strand dilewatkan melalui wadah yang berisi resin, kemudian fiber tersebut akan diputar sekeliling mandrel yang sedang bergerak dua arah, arah radial dan arah tangensial. Proses ini dilakukan berulang, sehingga cara ini didapatkan lapisan serat dan fiber sesuai dengan yang diinginkan. Resin termoseting yang biasa di gunakan pada proses ini adalah poliester, vinil ester, epoxies, dan fenolat.

Proses ini terutama digunakan untuk komponen belah berlubang, umumnya bulat atau oval, seperti pipa dan tangki. Serat TOWS dilewatkan melalui mandi resin sebelum ke Mandrel dalam berbagai orientasi, dikendalikan oleh mekanisme serat, dan tingkat rotasi mandrel tersebut. Adapun aplikasi dari proses filament winding ini digunakan untuk menghasilkan bejana tekan, motor roket, tank, tongkat golf dan pipa.

Ø  Proses Cetakan Tertutup (Closed mold Processes)

a.       Proses Cetakan Tekan (Compression Molding)

Proses cetakan ini menggunakan hydraulic sebagai penekannya. Fiber yang telah dicampur dengan resin dimasukkan ke dalam rongga cetakan, kemudian dilakukan penekanan dan pemanasan. Resin termoset khas yang digunakan dalam proses cetak tekan ini adalah poliester, vinil ester, epoxies, dan fenolat.

Aplikasi dari proses compression molding ini adalah alat rumah, kontainer besar, alat listrik, untuk panel bodi kendaraan rekreasi seperti ponsel salju, kerangka sepeda dan jet ski.

b.      Injection Molding

Metoda injection molding juga dikenal sebagai reaksi pencetakan cairan atau pelapisan tekanan tinggi. Fiber dan resin dimasukkan kedalam rongga cetakan bagian  atas, kondisi temperature dijaga supaya tetap dapat mencairkan resin.

Resin cair beserta fiber akan mengalir ke bagian bawah, kemudian injeksi dilakukan oleh mandrel ke arah nozel menuju cetakan.

Pada proses ini resin polimer reaktif yang di gunakan seperti poliol, isosianat, poliuretan, dan poliamida menyediakan siklus pencetakan cepat cocok untuk aplikasi otomotif dan furnitur. Aplikasi secara umum meliputi bumper otomotif, komponen fender dan panel, alat rumah, dan komponen mebel.

c.       Continuous Pultrusion

Fiber jenis roving dilewatkan melalui wadah berisi resin, kemudian secara kontinu dilewatkan ke cetakan pra cetak dan diawetkan (cure), kemdian dilakukan pengerolan sesuai dengan dimensi yang diinginkan. Atau juga bisa di sebut sebagai penarikan serat dari suatu jaring atau creel melalui bak resin, kemudian dilewatkan pada cetakan yang telah dipanaskan. Fungsi dari cetakan tersebut ialah mengontrol kandungan resin, melengkapi pengisian serat, dan mengeraskan bahan menjadi bentuk akhir setelah melewati cetakan.

Aplikasi penggunaan proses ini digunakan untuk pembuatan batang digunakan pada struktur atap, jembatan. Adapun contohnya adalah Round Rods, Rectangles, Squares, ‘I’ sections, ‘T’ sections, Angles, Channels, Dog Bone Profiles, Dove Tail Sticks and Spacers, Corner Profiles, Hallow Sections

H.    Propertis Material Komposit

Kemajuan kini telah mendorong peningkatan dalam permintaan terhadap bahan komposit. Perkembangan bidang sciences  dan teknologi mulai  menyulitkan  bahan konvensional seperti logam untuk memenuhi keperluan aplikasi baru. Bidang angkasa lepas, perkapalan, automobile dan industri  pengangkutan merupakan contoh aplikasi yang memerlukan bahan-bahan yang berdensity rendah, tahan karat, kuat, kokoh dan tegar.

Dalam kebanyakan bahan konvensional seperti keluli, walaupun kuat ia mempunyai density yang tinggi dan rapuh. Sifat maupun karakteristik  dari komposit ditentukan oleh :

·         Material yang menjadi penyusun komposit

Karakteristik komposit ditentukan berdasarkan karakteristik material penyusun menurut rule of mixture sehingga akan berbanding secara proporsional.

·         Bentuk dan penyusunan struktural dari penyusun

Bentuk dan cara penyusunan komposit akan mempengaruhi karakteristik komposit.

·         Interaksi antar penyusun

Bila terjadi interaksi antar penyusun akan meningkatkan sifat dari komposit.

I.       Kelebihan Material Komposit

Material komposit mempunyai beberapa  kelebihan berbanding dengan bahan konvensional  seperti  logam.  Kelebihan tersebut pada umumnya dapat dilihat dari beberapa sudut yang penting seperti sifat-sifat mekanikal dan fisikal dan biaya. Seperti yang diuraikan dibawah ini :

·         Sifat-sifat mekanikal dan fisikal

Pada umumnya pemilihan bahan matriks dan serat memainkan  peranan  penting dalam menentukan sifat-sifat mekanik dan sifat komposit. Gabungan matriks dan serta dapat menghasilkan komposit  yang  mempunyai kekuatan dan kekakuan yang lebih tinggi dari bahan konvensional seperti keluli.

·         Biaya

Faktur biaya juga memainkan peranan yang sangat penting dalam membantu perkembangan  industri  komposit. Biaya yang berkaitan erat dengan penghasilan suatu produk yang seharusnya  memperhitungkan beberapa aspek seperti biaya bahan mentah, pemrosesan, tenaga manusia, dan sebagainya.

J.      Kekurangan Material Komposit

·         Tidak tahan terhadap beban shock (kejut) dan crash (tabrak) dibandingkan dengan metal.

·         Kurang elastis

·         Lebih sulit dibentuk secara plastis.

K.    Kegunaan Material Komposit

Penggunaan material komposit sangat luas, yaitu untuk :

·         Angkasa luar = Komponen kapal terbang, Komponen Helikopter, Komponen satelit.

·         Kesehatan = Kaki palsu, Sambungan sendi pada pinggang

·         Industri Pertahanan = Komponen jet tempur, Peluru, Komponen kapal selam

·         Industri Pembinaan = Jembatan, Terowongan, Rumah, Tanks.

·         Olah raga dan rekreasi = Sepeda, Stick golf, Raket tenis, Sepatu olah raga

·         Automobile = Komponen mesin, Komponen kereta

·         Angkasa luar = Komponen kapal terbang, Komponen Helikopter, Komponen satelit.

L.     Contoh Material Komposit

·         Plastik diperkuat fiber:

a.       Diklasifikasikan oleh jenis fiber :

a)      Wood (cellulose fibers in a lignin and hemicellulose matrix)

b)      Carbon-fibre reinforced plastic atau CRP

c)      Glass-fibre reinforced plastic atau GRP (informally, "fiberglass")

b.      Diklasifikasikan oleh matriks:

a)      Komposit Thermoplastik

o   long fiber thermoplastics or long fiber reinforced thermoplastics

b)      Thermoset Composites

·         Metal matrix composite MMC:

a.       Cast iron putih

b.      Hardmetal (carbide in metal matrix)

c.       Metal-intermetallic laminate

·         Ceramic matrix composites:

a.       Cermet (ceramic and metal)

b.      Concrete

c.       Reinforced carbon-carbon (carbon fibre in a graphite matrix)

d.      Bone (hydroxyapatite reinforced with collagen fibers)

·         Organic matrix/ceramic aggregate composites

a.       Mother of Pearl

b.      Syntactic foam

c.       Asphalt concrete

·         Chobham armour (lihat composite armour)

·         Engineered wood

a.       Plywood

b.      Oriented strand board

c.       Wood plastic composite (recycled wood fiber in polyethylene matrix)

d.      Pykrete (sawdust in ice matrix)

e.        

·         Plastic-impregnated or laminated paper or textiles

a.       Arborite

b.      Formica (plastic)

KESIMPULAN

Komposit adalah suatu material yang terdiri dari campuran atau kombinasi dua atau lebih material baik secara mikro atau makro, dimana sifat material yang tersebut berbeda bentuk dan komposisi kimia dari zat asalnya.

Jenis –jenis material komposit yaitu ; Material komposit serat, Komposit lapis (laminated composite),  dan Komposit partikel (particulate composite.

Komposit juga dapat digolongkan menjadi ; Polimer Matrix Composites (Komposit matrik polimer), Metal matrix Composites (Komposit matrik logam), dan Ceramic Matrix Composites (Komposit matrik keramik).

Bahan penyusun komposit misalnya yaitu erosil, pigmen, resin, katalis, talk, mat, sebagai bahan utama, sedangkan sebagai bahan finishing antara lain : aseton, PVA, mirror, cobalt, dan dempul.

DAFTAR PUSTAKA

Blog.ub.ac.id/mochamat/2012/02/21/material-komposit/,diakses pada tanggal 10 juni 2013 pukul 19.00

Eatrenkz.blogspot.com/2012/06/babii-pengertian-komposit-secara-luas.html?m=1, diakses pada tanggal 10 juni 2013 pukul 20.00

Endofiber.blogspot.com/2013/01/fiberglass-atau-komposit-adalah.html?m=1, diakses pada tanggal 10 juni 2013 pukul 19.30

Faisalpupa.blogspot.com/2011/09/metoda-pembuatan-komposit.html?m=1, diakses pada tanggal 10 juni 2013 pukul 19.10

Id.m.wikipedia.org/wiki/-material_komposit, diakses pada tanggal 10 juni 2013 pukul 20.10