TUGAS MEKANIKA BAHAN KOMPOSIT “ Proses Manufaktur Komposit ”
Oleh : Nama
: Ade Rachmad Hidayatullah
Kelas
:A
Nim
: 1211021
JURUSAN TEKNIK MESIN S-1 FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL MALANG 2014
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI................................................................................................................................................. 2 BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................................................. 4 1.1
Latar Belakang ....................................................................................................................... 4
1.2
Rumusan Masalah .................................................................................................................. 4
1.3
Tujuan .................................................................................................................................... 4
BAB II PEMBAHASAN .............................................................................................................................. 6 2.1
Pengertian Komposit .............................................................................................................. 6
2.2
Klasifikasi Komposit ............................................................................................................. 7
2.2.1 Bahan Komposit Partikel .......................................................................................................... 8 2.2.2 Bahan Komposit Serat .............................................................................................................. 8 Tipe Komposit Serat ............................................................................................................... 8
2.3.
2.3.1 Continuous Fiber Composite .................................................................................................... 9 2.3.2 Woven Fiber Composite (bi-dirtectional) ................................................................................. 9 2.3.3 Discontinuous Fiber Composite................................................................................................ 9 2.3.4 Hybrid Fiber Composite............................................................................................................ 9 2.4
Bagian Utama dari Komposit .......................................................................................................... 9
2.4.1
Reinforcement .......................................................................................................................... 9
2.4.2 Matrik...................................................................................................................................... 11 2.5
Bahan - bahan Pembentuk Koposit ............................................................................................. 15
2.5.1 Aerosil ..................................................................................................................................... 15 2.5.2 Pigment ................................................................................................................................... 15 2.5.3 Resin ....................................................................................................................................... 15 2.5.4 Katalis ..................................................................................................................................... 15 2.5.5 Talk ......................................................................................................................................... 16 2.5.6
Mat ........................................................................................................................................ 16
2.5.7 Aseton ..................................................................................................................................... 16 2.5.8 PVA......................................................................................................................................... 16 2.5.9 Mirror ...................................................................................................................................... 16
2.5.10 Cobalt ...................................................................................................................................... 17 2.5.11 Dempul fiberglass ................................................................................................................... 17 2.6
Karakteristik Material Komposit ................................................................................................ 17
2.6.1
Sifat – sifat Material Komposit ............................................................................................. 17
2.6.2 Jenis – jenis Material Komposit .............................................................................................. 18 2.6.3
Propertis Material Komposit ................................................................................................ 18
2.6.4 Kelebihan Material Komposit ................................................................................................. 19 2.6.5 Kekurangan Material Komposit .............................................................................................. 20 2.6.6 Kegunaan Material Komposit ................................................................................................. 20 2.6.7 Contoh Material Komposit...................................................................................................... 20 BAB III PENUTUP .................................................................................................................................... 22 3.1
Kesimpulan ................................................................................................................................. 22
3.2
Saran ........................................................................................................................................... 24
BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang 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 industri pengangkutan. Karena bidang-bidang tersebut membutuhkan density yang rendah, flexural, dan tensile yang tinggi, viskosityyang baik dan hentaman yang baik. Terminologi komposit memunculkan beberapa permasalahan, satunya ialah komposit. Komposit selalu dibentuk untuk meningkatkan kekuatan, kekakua, ketahanan terhadap korosi, sifat-sifat listrik, atau sekedar penampilannya. Menurut definisinya, komposit adalah struktur yang dbuat dari bahan-bahan yang berbeda-beda, ciri-cirinya pun tetap terbawa setelah komponen terbentuk sepenuhnya.
1.2
Rumusan Masalah
1. Apa yang dimaksud dengan komposit? 2. Bagaimana dengan klasifikasi komposit? 3. Apa itu tipe komposit serat? 4. Apa saja bagian utama dari komposit? 5. Apa saja bahan pembentuk komposit? 6. Apa saja karakteristik material komposit?
1.3
Tujuan
1. Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan komposit 2. Untuk mengetahui klasifikasi komposit
3. Untuk mengetahui tipe dari komposit serat 4. Untuk mengetahui bagian utama dari komposit 5. Untuk mengetahui bahan pembentuk komposit 6. Untuk mengetahui karakteristik material komposit
BAB II PEMBAHASAN
2.1
Pengertian Komposit Menurut definisi, komposit adalah struktur yang dbuat dari bahan-bahan yang
berbeda-beda, ciri-cirinya pun tetap terbawa setelah komponen terbentuk sepenuhnya. Komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material sehingga dihasilkan material komposit yang mempunyai sifat mekanik dan karakteristik yang berbeda dari material pembentuknya. Komposit memberikan suatu pengertian yang sangat luas dan berbeda-beda, serta mengikuti situasi dan perkembangan bahan itu sendiri. Gabungan dua atau lebih bahan merupakan suatu konsep yang diperkenalkan untuk menerangkan definisi komposit. Walaupun demikian definisi ini terlalu umum, karena komposit ini merangkumi semua bahan termasuk plastik yang diperkuat dengan serat, logamalloy, keramik, kopolimer, plastik berpengisi atau apa saja campuran dua bahan atau lebih untuk mendapatkan suatu bahan yang baru. 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. Komposit dibentuk dari dua jenis material yang berbeda, yaitu: a.
Penguat (Reinforcement), yang mempunyai sifat kurang elastis tetapi lebih kaku serta lebih kuat.
b. Matriks, umumnya lebih elastis tetapi mempunyai kekuatan dan kekakuan yang lebih rendah. Secara garis besar ada 3 macam jenis komposit berdasarkan penguat yang digunakannya, yaitu : a.
Fibrous Composites (Komposit Serat). Merupakan jenis komposit yang hanya terdiri dari satu lapisan yang menggunakan penguat berupa serat (fiber). Serat (fiber) yang digunakan bisa berupa glass fibers, carbon fibers, aramid fibers(poly aramide), dan sebagainya.
b. 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. c.
Particulalate Composites (Komposit Partikel). Merupakan komposit yang menggunakan partikel atau serbuk sebagai penguatnya dan terdistribusi secara merata dalam matriksnya. Sehingga komposit dapat disimpulkan adalah sebagai dua macam atau lebih material yang digabungkan atau dikombinasikan dalam sekala makroskopis (dapat terlihat langsung oleh mata) sehingga menjadi material baru yang lebih berguna.
Komposit terdiri dari 2 bagian utama yaitu : a.
Matriks, berfungsi untuk perekat atau pengikat dan pelindung filler (pengisi) dari kerusakan eksternal.
b. Filler (pengisi), berfungsi sebagai Penguat dari matriks
2.2
Klasifikasi Komposit Klasifikasi bahan komposit dapat dibentuk dari sifat dan sturkturnya. Bahan
komposit dapat diklasifikasikan kedalam beberapa jenis. Secara umum klasifikasi komposit yang sering digunakan antara lain seperti : a.
Klasifikasi
menurut
kombinasi
material
utama,
seperti metal-organic atau
metal anorganic. b. Klasifikasi menurut karakteristik bult-from, seperti system matrik ataulaminate. c.
Klasifikasi menurut istribusi unsure pokok, seperti continous dan disontinous.
d. Klasifikasi menurut fungsinya, seperti elektrikal atau structural. Sedangkan klasifikasi menurut komposit serat (fiber-matrik composites) dibedakan menjadi beberapa macam antara lain : a.
Fiber composite (komposit serat) adalah gabungan serat dengan matrik.
b. Filled composite adalah gabungan matrik continous skeletal dengan matrik yang kedua. c.
Flake composite adalah gabungan serpih rata dengan metrik.
d. Particulate composite adalah gabungan partikel dengan matrik. e.
Laminate composite adalah gabungan lapisan atau unsur pokok lamina.
Secara umum bahan komposit terdiri dari dua macam, yaitu bahan komposit partikel (particulate composite) dan bahan komposit serat (fiber composite). Bahan komposit partikel terdiri dari partikel–partikel yang diikat oleh matrik. Bentuk partikel ini dapat bermacam–macam seperti bulat, kubik, tetragonal atau bahkan berbentuk yang tidak beraturan secara acak. Sedangkan bahan komposit serat terdiri dari serat – serat yang diikat oleh matrik. Bentuknya ada dua macam yaitu serat panjang dan serat pendek.
2.2.1
Bahan Komposit Partikel
Dalam struktur komposit, bahan komposit partikel tersusun dari partikel–partikel yang disebut bahan komposit partikel (particulate composite). Bahan komposit partikel umunya digunakan sebagai pengisi dan penguat bahan komposit keramik (ceramic matrik composites). Bahan komposit partikel lebih lemah dibanding bahan komposit serat. Bahan komposit partikel mempunyai keunggulan ketahanan terhadap kekurangan air, tidak muda retak dan mempunyai daya pengikat dengan matrik yang baik.
2.2.2
Bahan Komposit Serat
Bahan komposit serat terdiri dari serat–serta yang terikat oleh matrik yang saling berhubungan. Bahan komposit serat ini terdiri dari dua macam, yaitu serat panjang (continous fiber) dan serat pendek (short fiberdan whisker). Penggunaan bahan komposit serat sangat efesien dalam menerima beban dan gaya. Karena itu bahan komposit serat sangat kuat dan kaku bila dibebani searah serat, sebaliknya sangat lemah bila dibebani dalam arah tegak lurus serat.
2.3.
Tipe Komposit Serat Untuk memperoleh komposit yang kuat, harus dapat menempatkan serat dengan
benar. Berdasarkan penempatanya terdapat beberapa tipe serat pada komposit yaitu :
2.3.1
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.
2.3.2
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.
2.3.3
Discontinuous Fiber Composite
Discontinuous Fiber Composite adalah tipe komposit dengan serat pendek. Tipe ini dibedakan lagi menjadi 3 : a.
Discontinuous fiber
b. Off-axis aligned discontinuous fiber c.
Randomly oriented discontinuous fiber
2.3.4
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.
2.4
Bagian Utama dari Komposit
2.4.1
Reinforcement
Salah satu bagian utama dari komposit adalah reinforcement(penguat) yang berfungsi sebagai penanggung beban utama pada komposit.
2.4.1.1 Serat Gelas (Glass Fiber) 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 : a. Roving Berupa benang panjang yang digulung mengelilingi silinder. b. Yarn Berupa bentuk benang yang lekat dihubungkan pada filamen. c.
Chopped Strand Adalah strand yang dipotong-potong dengan ukuran tertentu kemudian digabung menjadi satu ikatan
d. Reinforcing Mat Berupa lembaran chopped strand dan continuous strand yang tersusun secara acak. e.
Woven Roving Berupa benang panjang yang dianyam dan digulung pada silinder
f.
Woven Fabric Berupa serat yang dianyam seperti kain tenun. Berdasarkan jenisnya serat gelas dapat dibedakan menjadi beberapa macam antara lain :
a. Serat E-Glass Serat E-Glass adalah salah satu jenis serat yang dikembangkan sebagai penyekat atau bahan isolasi. Jenis ini mempunyai kemampuan bentuk yang baik. b. Serat C-Glass Serat C-Glass adalah jenis serat yang mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap korosi.
c.
Serat S-Glass Serat S-Glass adalah jenis serat yang mempunyai kekakuan yang tin.
2.4.2
Matrik
Matrik adalah fasa dalam komposit yang mempunyai bagian atau fraksi volume terbesar (dominan). Matrik mempunyai fungsi sebagai berikut : a.
Mentransfer tegangan ke serat secara merata.
b. Melindungi serat dari gesekan mekanik. c.
Memegang dan mempertahankan serat pada posisinya.
d. Melindungi dari lingkungan yang merugikan. e.
Tetap stabil setelah proses manufaktur.
Sifat-sifat matrik : a.
Sifat mekanis yang baik.
b. Kekuatan ikatan yang baik. c.
Ketangguhan yang baik.
d. Tahan terhadap temperatur. Menurut Gibson, matrik dalam struktur komposit dapat dibedakan menjadi:
2.4.2.1 Komposit Matrik Polimer (Polymer Matrix Composites – PMC) Bahan ini merupajan 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. 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. 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 thermoplasticyaitu 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 jenisthermoset tidak begitu menarik dalam proses daur ulang karena selain sulit penanganannya juga volumenya jauh lebih sedikit (sekitar 10%) dari volume jenis plastik yang bersifatthermoplastic. Contoh dari thermoset yaitu Epoksida, Bismaleimida (BMI), dan Poli-imida (PI). Aplikasi PMC yaitu sebagai berikut : 1. Matrik berbasis poliester dengan serat gelas. a.
Alat-alat rumah tangga
b. Panel pintu kendaraan c.
Lemari perkantoran
d. Peralatan elektronika 2. Matrik berbasis termoplastik dengan serat gelas (kotak air radiator). 3. Matrik berbasis termoset dengan serat carbon. a.
Rotor helikopter
b. Komponen ruang angkasa c.
Rantai pesawat terbang
2.4.2.2 Komposit Matrik Logam (Metal Matrix Composites – MMC) Bahan ini menggunakan suatu logam seperti aluminium sebagai matrik dan penguatnya dengan serat seperti silikon karbida. 1. 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
2. Kekurangan MMC : a.
Biayanya mahal
b. Standarisasi material dan proses yang sedikit
3.
Matrik pada MMC :
a.
Mempunyai keuletan yang tinggi
b. Mempunyai titik lebur yang rendah c.
Mempunyai densitas yang rendah.
4. Proses pembuatan MMC : a.
Powder metallurgy
b. Casting/liquid ilfiltration c.
Compocasting
d. Squeeze casting 5. 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
2.4.2.3 Komposit Matrik Keramik (Ceramic Matrix Composites – CMC) Bahan ini menggunakan keramik sebagai matrik dan diperkuat dengan serat pendek, atau serabut-serabut (whiskers)dimana terbuat dari silikon karbida atau boron nitride. 1. Matrik yang sering digunakan pada CMC adalah : a.
Gelas anorganik.
b. Keramik gelas c.
Alumina
d. Silikon Nitrida 2. 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 3. Kerugian dari CMC
a.
Sulit untuk diproduksi dalam jumlah besar
b. Relatif mahal dan non-cot effective c.
Hanya untuk aplikasi tertentu 4. Aplikasi CMC, yaitu sebagai berikut :
a.
Chemical processing
b. Power generation c.
Wate
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
2.5
Bahan - bahan Pembentuk Koposit 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.
2.5.1
Aerosil
Bahan ini berbentuk bubuk sangat halus seperti bedak bayi berwarna putih. Berfungsi sebagai perekat mat agar fiber glass menjadi kuat dan tidak mudah patah/pecah.
2.5.2
Pigment
Pigmen adalah zat pewarna sebagai pencampur saat bahan fiber glass dicampur. Pemilihan warna disesuaikan dengan selera pembuatnya. Pada umumnya pemilihan warna untuk mempermudah proses akhir saat pengecatan.
2.5.3
Resin
Bahan ini berujud cairan kental seperti lem, berkelir hitam atau bening. Berfungsi untuk mencairkan atau melarutkan sekaligus juga mengeraskan semua bahan yang akan dicampur. Biasanya bahan ini dijual dalam literan atau dikemas dalam kaleng.
2.5.4
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.
2.5.5
Talk
Sesual dengan namanya bahan ini berupa bubuk berwarna putih seperti sagu. Berfungsi sebagal campuran adonan fibercglass agar keras dan agak lentur.
2.5.6
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 fiber glassmenjadi kuat dan tidak getas.
2.5.7
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.
2.5.8
PVA
Bahan ini berupa cairan kimia berkelir biru menyerupai spiritus. Berfungsi untuk melapis antara master mal atau cetakan dengan bahanfiber glass. Tujuannya adalah agar kedua bahan tersebut tidak saling menempel, sehingga fiberglass hasil cetakan dapat dilepas dengan mudah dari master mal atau cetakannya.
2.5.9
Mirror
Sesuai namanya, manfäatnya hampir sama dengan PVA, yaitu menimbulkan efek licin. Bahan ini berwujud pasta dan mempunyai warna bermacam macam.
2.5.10 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.
2.5.11 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.
2.6
Karakteristik Material Komposit
2.6.1
Sifat – sifat Material Komposit
Dalam pembuatan sebuah material komposit, suatu pengkombinasian optimum dari sifat-sifat bahan penyusunnya untuk mendapatkan sifat-sifat tunggal sangat diharapkan. Beberapa material komposit polymer diperkuat serbuk yang memiliki kombinasi sifat-sifat yang ringan, kaku, kuat dan mempunyai nilai kekerasan yang cukup tinggi. Disamping itu juga sifat dari material komposit dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu material yang digunakan sebagai bentuk komponen dalam komposit, bentuk geometri dari unsur-unsur pokok dan akibat struktur dari sistem komposit, cara dimana bentuk satu mempengaruhi bentuk lainnya Menurut Agarwal dan Broutman, yaitu menyatakan bahwa bahan komposit mmpunyai cirri-ciri yang berbeda dan komposisi untuk menghasilkan suatu bahan yang
mempunyai sifat dan cirri tertentu yang berbeda dari sifat dan ciri konstituen asalnya. Disamping itu konstituen asal masi kekal dan dihubungkan melalui suatu antara muka. Dengan kata lain, bahan komposit adalah bahan yang heterogen yang terdiri dari fasa yang tersebar dan fasa yang berterusan. Fasa tersebar selalu terdiri dari serat atau bahan pengukuh, manakalah yang berterusannya terdiri dari matriks.
2.6.2
Jenis – jenis Material Komposit
2.6.2.1 Material Komposit Serat 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.
2.6.2.2 Komposit Lapis (Laminated Composite) Komposit lapis yaitu komposit yang terdiri dari lapisan dan bahan penguat, contohnya polywood, laminated glass yang seringdigunakan sebagai bahan bangunan dan kelengkapannya.
2.6.2.3 Komposit Partikel (Particulate Composite) Komposit partikel yaitu komposit yang terdiri dari partikel dan bahan penguat seperti butiran (batu dan pasir) yang diperkuat dengan semen yang sering kita jumpai sebagai betin.
2.6.3
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 : a.
Material yang menjadi penyusun komposit
b. Karakteristik komposit ditentukan berdasarkan karakteristik material penyusun menurut rule of mixture sehingga akan berbanding secara proporsional. c.
Bentuk dan penyusunan struktural dari penyusun
d. Bentuk dan cara penyusunan komposit akan mempengaruhi karakteristik komposit. e.
Interaksi antar penyusun
f.
Bila terjadi interaksi antar penyusun akan meningkatkan sifat dari komposit.
2.6.4
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 : a. 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. b. 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, pemprosesan, tenaga manusia, dan sebagainya.
2.6.5 a.
Kekurangan Material Komposit
Tidak tahan terhadap beban shock (kejut) dan crash (tabrak) dibandingkan dengan metal.
b. Kurang elastis c.
Lebih sulit dibentuk secara plastis.
2.6.6
Kegunaan Material Komposit
Penggunaan material komposit sangat luas, yaitu untuk : a.
Angkasa luar = Komponen kapal terbang, Komponen Helikopter, Komponen satelit.
b. Kesehatan = Kaki palsu, Sambungan sendi pada pinggang c.
Marine atau Kelautan = Kapal layar, Kayak
d. Industri Pertahanan = Komponen jet tempur, Peluru, Komponen kapal selam e.
Industri Pembinaan = Jembatan, Terowongan, Rumah, Tanks.
f.
Olah raga dan rekreasi = Sepeda, Stik golf, Raket tenis, Sepatu olah raga
g. Automobile = Komponen mesin, Komponen kereta h. Angkasa luar = Komponen kapal terbang, Komponen Helikopter, Komponen satelit.
2.6.7
Contoh Material Komposit
1. Plastik diperkuat fiber: a. Diklasifikasikan oleh jenis fiber : v Wood (cellulose fibers in a lignin and hemicellulose matrix) v Carbon-fibre reinforced plastic atau CRP v Glass-fibre reinforced plastic atau GRP (informally, "fiber glass") b. Diklasifikasikan oleh matriks: v Komposit Thermoplastik, di antaranya : ·
Long fiber thermoplastics or long fiber reinforced thermoplastics
·
Glass mat thermoplastics
v Thermoset Composites 2. Metal matrix composite MMC: a.
Cast iron putih
b. Hardmetal (carbide in metal matrix) c.
Metal-intermetallic laminate
3. 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). 4. Organic matrix or ceramic aggregate composites a. Mother of Pearl b.
Syntactic foam
c. Asphalt concrete 5. Chobham armour 6.
Engineered wood
a.
Plywood
b. Oriented strand board c.
Wood plastic composite (recycled wood fiber in polyethylene matrix)
d. Pykrete (sawdust in ice matrix) 7. Plastic-impregnated or laminated paper or textiles a.
Arborite
b. Formica (plastic)
BAB III PENUTUP 3.1
Kesimpulan
1. Perkembangan dibidang teknologi dan sciences belakangan ini mendorong material komposit banyak digunakan pada berbagai macam aplikasi produk. 2. Komposit dapat disimpulkan adalah sebagai dua macam atau lebih material yang digabungkan atau dikombinasikan dalam sekala makroskopis (dapat terlihat langsung oleh mata) sehingga menjadi material baru yang lebih berguna. 3. Klasifikasi bahan komposit dapat dibentuk dari sifat dan sturkturnya. Bahan komposit dapat diklasifikasikan kedalam beberapa jenis. a.
Bahan komposit partikel
b. Bahan komposit serat 4. Dalam 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
b. Woven Fiber Composite (bi-dirtectional) c.
Discontinuous Fiber Composite
d. Hybrid Fiber Composite 5. Bagian utama dari komposit, antara lain : a.
Reinforcement
b. Matrik § Komposit Matrik Polimer (Polymer Matrix Composites – PMC) § Komposit Matrik Logam (Metal Matrix Composites – MMC) § Komposit Matrik Keramik (Ceramic Matrix Composites – CMC) 6. Bahan - bahan Pembentuk Koposit 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. 7. Karakteristik Material Komposit
a.
Sifat – sifat Material Komposit Dalam pembuatan sebuah material komposit, suatu pengkombinasian optimum dari sifat-sifat bahan penyusunnya untuk mendapatkan sifat-sifat tunggal sangat diharapkan. Beberapa material komposit polymer diperkuat serbuk yang memiliki kombinasi sifat-sifat yang ringan, kaku, kuat dan mempunyai nilai kekerasan yang cukup tinggi. Disamping itu juga sifat dari material komposit dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu material yang digunakan sebagai bentuk komponen dalam komposit, bentuk geometri dari unsur-unsur pokok dan akibat struktur dari sistem komposit, cara dimana bentuk satu mempengaruhi bentuk lainnya
b.
Jenis – jenis Material Komposit
·
Material Komposit Serat
·
Komposit Lapis (Laminated Composite)
·
Komposit Partikel (Particulate Composite)
c.
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.
d. 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. e.
Kekurangan Material Komposit, salah satunya :
·
Tidak tahan terhadap beban shock (kejut) dan crash (tabrak) dibandingkan dengan metal.
f.
Kegunaan Material Komposit
·
Penggunaan material komposit sangat luas, salah satunya untuk Angkasa luar = Komponen kapal terbang, Komponen Helikopter, Komponen satelit.
g. Contoh Material Komposit ·
Plastik diperkuat fiber:
-
Diklasifikasikan oleh jenis fiber : Wood (cellulose fibers in a lignin and hemicellulose matrix)
-
Thermoset Composites
·
Metal matrix composite MMC, salah satunya adalah :
-
Cast iron putih
·
Ceramic matrix composites, salah satunya:
-
Cermet (ceramic and metal)
·
Organic matrix/ceramic aggregate composite, salah
satunya adalah :
-
Mother of Pearl
·
Chobham armour
·
Engineered wood, salah satunya adalah :
-
Plywood
·
Plastic-impregnated or laminated paper or textiles, salah satunya adalah :
-
Arborite
3.2
Saran Untuk sampai saat ini pembimbingan mata kuliah mekanika bahan komposit
sudah sangat baik. Dosen mata kuliah mekanika bahan komposit juga sudah menguasai materi tentang mekanika bahan komposit. Untuk kedepannya mahasiswa dapat diberi tahu maanfaat yang diperoleh dalam mengikuti mata kuliah tersebut untuk di dunia kerja
