Bab 2. Isi

1 . PENDAHULUAN 

Pembuatan komposit dapat dikerjakan menggunakan beberapa metoda. Secara umum metoda tersebut dibedakan menjadi dua, yaitu secara manual atau menggunakan fasilitas / mesin. Pilihan metoda tersebut juga korelatif dengan jenis matrik resin yang digunakan. Resin yang mengeras pada kondisi temperatur ruangan, umumnya dapat dikerjakan secara manual, kecuali ada upaya untuk mempercepat kondisi pengerasan.Sedangkan resin yang memerlukan pengerasan pada temperatur tinggi akan memerlukan fasilitas / mesin misalnya otoklaf atau oven. Beberapa metoda terbaru dikembangkan untuk mengatasi sistem produksi komposit pada skala ukuran relatif besar. Sistem tersebut menggunakan pilihan jenis resin tertentu atau bisa juga menggunakan suatu resin yang telah dimodifikasi. Tentu saja, dengan memperhatikan batasan sifat fisik mekanikal yang dikehendaki sesuai rancangan awal

 

 1. LAMINASI BASAH (WET LAYUP) Metoda laminasi basah dikerjakan secara manual dimana resin dibenamkan kedalam susunan fiber anyaman, rajutan dengan bantuan roller atau kuas. Bagian terluar dapat dilapisi oleh gelcoat agar permukaannya lebih halus dan rata. Agar resin mengisi celah fiber dengan sempurna biasanya dilakukan penekanan dengan bantuan roller berat untuk membantu fiber sepenuhnya terisi oleh resin. Sistem resin dicampur secara manual pada komposisi dan jumlah yang proporsional untuk pekerjaan manual. Artinya waktu pengerjaan per batch disesuaikan dengan waktu pot life sistem resin yang digunakan. Laminat dibiarkan mengeras pada kondisi tekanan atmosferik. Resin yang dapat digunakan sangat bervariasi berupa epoksi, poliester, vinilester atau phenolik. Demikian juga pilihan fiber yang bisa digunakan. Kadangkala menggunakan penguat core bila diperlukan. Metoda ini biasa digunakan untuk membuat bilah turbin angin, perahu, dan lain-lain.  Metoda laminasi basah memerlukan keahlian operator dalam hal mencampur resin, mengontrol kadar resin dalam laminat dan kualitas laminat yang dihasilkan.  Kendala yang dihadapi adalah potensi void, ketika berusaha mendapatkan laminat dengan kadar resin yang rendah. Resin dengan berat molekul rendah biasanya lebih riskan daripada resin berat molekul tinggi. Ini biasanya ditandai dengan bau resin yang tajam menyengat.Pengerjaan metoda laminasi basah harus mendapatkan sirkulasi udara yang cukup. Pengerjaan diluar ruangan atau berventilasi cukup, lebih disukai agar uap resin bisa segera terdifusi ke udara terbuka. Uap resin mengandung stiren yang berasal dari resin poliester dan vinil ester dianjurkan tidak terisap langsung oleh operator. Kontrol viskositas juga perlu dilakukan karena resin dalam kondisi pekat akan sulit diaplikasikan menggunakan kwas. Akibatnya kekuatan mekanikal dan termal dicapai pada kondisi  terbatas. Apabila menggunakan pengencer stiren dalam jumlah banyak akan menimbulkan kontaminasi udara agar tidak terhirup oleh operator. Cara ini juga sudah digunakan selama puluhan tahun, dan sangat mudah diajarkan. Biaya pembuatan mold tergolong rendah karena tidak memerlukan persyaratan anti kebocoran.  Tersedia berbagai jenis resin yang dapat mengeras pada kondisi temperatur ruangan. Fraksi volum fiber dapat ditingkatkan dibandingkan cara penyemprotan. Penerapan metoda ini juga dapat menggunakan fiber serat panjang.  2. PENYEMPROTAN (SPRAY LAYUP) Metoda laminasi dengan penyemprotan menggunakan ‘spray gun’ yang berisikan campuran resin dan serpihan fiber halus yang disemprotkan dengan bantuan udara tekan keatas mold. Material yang

`1

mengendap akan mengeras pada kondisi atmosferik. Bila diperlukan dapat dilengkapi lapisan luar melalui penyemprotan awal menggunakan resin gelcoat. Sistem ini biasanya menggunakan resin poliester yang murah dan serpihan kecil fiber glass saja, tanpa core. Metoda ini biasa digunakan untuk membuat panel struktur beban ringan seperti bodi mobil, fairing truk, bak kamar mandi, tempat sampah, dan lain-lain. Penggunaan metoda ini cenderung membuat tumpukan resin, dan viskositas resin dipertahankan encer agar bisa selalu disemprotkan keatas mold. Resikonya adalah penurunan kekuatan mekanikal dan termal akibat pengaturan viskositas pada tingkat keenceran tertentu agar bisa disemprotkan. Oleh karena sistemnya menggunakan penyemprotan, otomatis fiber yang digunakan terbatas berupa serat-serat pendek. Penggunaan pengencer berupa stiren memiliki resiko samping karena sifatnya yang kurang menguntungkan bagi operator. Kontaminan pelarut akan menjadikan kendala 

 tersendiri pada saat volume pekerjaan kondisi sangat berlebih. Cara ini menghasilkan laminat komposit dengan fraksi volum fiber cukup rendah. Metoda penyemprotan telah dikenal dan diterapkan beberapa puluh tahun. Kelebihannya antara lain pada biaya operasi yang rendah untuk mengendapkan resin dan fiber. Mold yang digunakan juga bisa dalam bentuk sederhana dan murah karena tidak memerlukan proses pengecekan kebocoran, ketahanan kekuatan dan lain-lain.  3. KANTONG VAKUM (VACUUM BAG) Metoda kantong vakum dilakukan agak mirip dan merupakan pengembangan setahap dibandingkan cara pengerjaan laminasi basah dengan tambahan bantuan sedotan vakum bagi laminat yang dibungkus kantong. Sistem vakum berguna untuk mendapatkan laminat yang lebih padat dan mengurangi potensi pembentukan gelembung diantara lapisan fiber. Pengantongan dikerjakan menggunakan plastik yang ditempelkan diatas laminat menggunakan perekat sepanjang tepi permukaan mold. Material berbagai jenis fiber bisa digunakan dalam metoda ini, sedangkan resin yang biasa digunakan berupa resin epoksi dan phenolik. Penggunaan resin poliester dan vinilester memiliki kendala banyaknya stiren yang tersedot dari dalam resin oleh pompa vakum. Berbagai jenis core juga bisa digunakan dalam metoda ini. Penyedotan biasanya 

 

dikerjakan menggunakan pompa vakum yang memiliki kapasitas tertentu. Biasanya penyedotan ini bisa mencapai tekanan -0.6 hingga -0.8 bar. Hasilnya jauh lebih bagus dibandingkan dengan cara penyemprotan atau laminasi basah. Metoda kantong vakum ini biasa digunakan untuk membuat perahu besar, komponen mobil dan lain-lainMetoda ini memerlukan tambahan biaya material kemasan kantong yang selesai pakai dibuang. Lapisan film release yang digunakan dipilih dari jenis yang berlubang-lubang untuk memberi kesempatan udara terjebak keluar dari ruang antar lapisan fiber. Cara ini juga memerlukan keahlian operator lebih tinggi. Demikian pula kecermatan diperlukan pada saat mencampurkan resin dan hardener dalam jumlah yang proporsional dengan mempertimbangkan waktu potting resin. Kualitas laminat yang dihasilkan akan memiliki kandungan fiber lebih tinggi daripada menggunakan cara penyemprotan dan laminasi basah. Potensi pembentukan gelembung dalam laminat juga lebih rendah sehingga akan meningkatkan kepadatan dan kekuatan mekanikal laminat. Penetrasi

`2

resin kedalam celah-celah fiber juga berlangsung lebih sempurna dibandingkan cara laminasi basah. Cara ini akan mereduksi bahan menguap selama pengerasan resin berlangsung.   4. INFUSI LAPISAN RESIN (RESIN FILM INFUSION) Metoda infusi lapisan resin dikerjakan menggunakan fabric kering ditempatkan berselang-seling dengan lembaran resin semi-padat yang tersedia dalam bentuk release paper. Susunan laminasi lalu dikemas vakum untuk menghilangkan udara terjebak 

  melalui fabric kering, lalu dipanaskan sehingga resin dapat meleleh dan meresap diantara fabric kering, hingga setelah waktu tertentu menjadi keras. Resin yang digunakan berupa resin epoksi saja dengan variasi berbagai jenis fiber. Sedangkan core yang digunakan berupa foam PVC memerlukan prosedur khusus ketika dipanaskan pada temperatur tinggi. Cara ini biasa digunakan untuk membuat radome pesawat atau dome sonar bawah laut. Penerapan metoda infusi lapisan resin relatif masih terbatas. Sistem kantong vakum diperlukan untuk memanaskan komponen, mutlak diperlukan seperti halnya pembuatan komponen menggunakan prepreg, meskipun penggunaan otoklaf tidak selalu menggunakan kemasan vakum. Diperlukan mold yang mampu menahan temperature pemanasan rendah jika menggunakan resin seperti yang digunakan untuk prepreg  temperatur rendah antara 60-100C. Demikian pula penggunaan core disesuaikan dengan beban tekanan dan temperatur yang akan diterima. 

 Cara ini juga didapatkan komposit dengan fraksi volum fiber yang tinggi, dan prosesnya bersih seperti menggunakan prepreg. Kekuatan mekanikal yang diperoleh tinggi karena menggunakan material polimer kondisi padat dan akan meleleh meresap kearah tebal fabric saja. Biaya operasi dimungkinkan lebih rendah daripada menggunakan prepreg  

5. CETAK ALIRAN RESIN (RTM) Metoda penyuntikan resin ini dilakukan dengan cara menempatkan susunan fiber kering. Susunan fiber biasanya dipress awal dalam kondisi kering dan diikat. Pekerjaan pembentukan awal ini diharapkan dapat meringankan laminasi kedalam mold. Mold 

`3

kedua lalu diklem terhadap mold pertama dan resin disuntikkan pada daerah celah diantara keduanya. Vakum bisa digunakan untuk membantu resin meresap diantara fabric. Cara ini juga dikenal dengan nama Vacuum Assisted Resin Injection (VARI). Ketika seluruh fiber telah terbasahi resin, inlet resin akan ditutup dan laminat dibiarkan mengeras. Tahapan injeksi resin dan pengerasan dapat berlangsung pada kondisi temperatur ruangan atau temperatur tinggi. [2] Cara ini biasa menggunakan resin epoksi, poliester, vinilester dan phenolik, meskipun demikian resin yang mengeras pada temperatur tinggi misalnya jenis bismaleimid dapat digunakan. Pada dasarnya semua jenis fabric bisa digunakan, namun fabric dengan stik jahitan akan memudahkan aliran resin mengisi celah-celah fiber. Honeycomb tidak bisa digunakan sebagai core karena celahnya akan terisi resin. Core jenis foam juga akan rusak oleh tekanan yang dikenakan. Proses pengaliran resin dapat dibantu dengan sedotan udara oleh pompa vakum. Beberapa jenis komponen mobil dan pesawat bisa dibuat dengan cara ini, juga tempat duduk kereta dan lain-lain.Gambar-3.5. Sistem Resin Transfer Molding  

 Mold ganda yang digunakan menggunakan metoda ini lebih sulit dan mahal. Mold juga harus mampu menahan tekanan yang dikenakan. Biasanya cara ini terbatas untuk membuat komponen berukuran relatif kecil. Selain itu pula terdapat kemungkinan ada bagian yang tidak terbasahi oleh resin sehingga menyebabkan komponen gagal dibuat ('scrap').  Dengan cara ini diharapkan dapat terbentuk laminat dengan fraksi volum fiber yang tinggi dan reduksi potensi gelembung antar lapisan. Pengerjaan resin terjadi dalam celah tertutup sehingga mengurangi potensi bahan menguap. Biaya produksi juga rendah. Komponen yang dihasilkan memiliki dua permukaan yang halus karena masing-masing menempel pada mold.  6. CETAK ALIRAN RESIN OLEH VAKUM (VARTM) Metoda resin transfer molding dengan bantuan vakum ini termasuk kelompok proses infusi lainnya misalkan RIFT dan SCRIMP. Pada metoda ini fabric ditempatkan sebagai susunan material kering mirip dengan RTM. Fiber lalu ditutup oleh peel ply dan  fabric rajutan non-struktural. jenis fabric. Seluruh material kering lalu dikemas kantong  dan tidak ada kebocoran; selanjutnya resin dialirkan kedalam laminat dengan cara diisap pompa vakum. Resin akan terdistribusi membasahi seluruh laminat melalui fabric non- structural (media distribusi resin) dan membasahi fabric dari bagian atas ke bawah. Cara ini bisa digunakan untuk membuat perahu kecil, kereta, panel bodi truk dan lain-lain. Resin yang dapat digunakan bisa berupa epoksi, poliester dan vinilester. Sedangkan fabric yang dirajut akan lebih mudah dialiri resapan resin. Gap diantara serat farbic akan memudahkan perpindahan resin. Core dapat digunakan selain honeycomb. Penyiapan metoda ini tergolong rumit karena resin harus dikondisikan memiliki viskositas rendah sehingga berpengaruh terhadap kekuatan mekanikal. Daerah yang tidak terimpregnasi resin akan menyebabkan komponen gagal. Sebagian dari jenis proses ini dilindungi oleh kepemilikan paten yaitu SCRIMP. Metode VARTM tersebut menjadikan topik kajian menarik guna pengembangannya Cara VARTM tersebut mirip RTM namun hanya menggunakan satu sisi komponen yang menempel pada mold. Biaya mold yang digunakan lebih rendah karena sebelahnya digantikan oleh kemasan kantong. Komponen besar bisa dibuat dengan cara ini, menggunakan mold dengan kualitas standard dalam sekali operasi. 7. PUNTIRAN BENANG (FILAMENT WINDING) Metoda puntiran benang atau dikenal dengan nama filament winding digunakan untuk membuat komponen berlubang seperti pipa atau tabung. Benang fiber dilewatkan melalui bak cairan resin sebelum digulung keatas mandrel pada arah yang berselang seling sesuai ketentuan. Pengontrolan susunan serat diatur oleh mekanisme pengumpanan dan laju pergerakan putaran mandrel. Resin yang digunakan bisa berupa epoksi, poliester, vinilester atau phenolik, demikian pula berbagai fiber bisa digunakan dalam bentuk benang atau pita lurus, untuk membentuk laminat secara keseluruhan pada akhirnya. Metoda ini bisa diterapkan untuk membuat tangki kimia, pipa, tabung gas, tangki 

`4

pemadam kebakaran dan lain-lain. Metoda ini diterapkan terbatas untuk membuat komponen berbentuk cembung. Fiber tidak mudah dililitkan keatas permukaan mandrel. Cara ini memerlukan mandrel yang mahal karena perlu presisi dan kuat serta mudah dibongkar pasang. Bagian luar  tidak bisa sehalus bagian dalam yang menempel langsung pada permukaan mandrel sehingga perlu dihaluskan. Laju pergerakan maju umpan serat dan kecepatan putarnya akan menentukan arah dan besaran sudut lilitan fiber diatas mandrel. Cara puntiran benang ini menggunakan resin viskositas rendah agar bisa digunakan selama waktu 

pengerjaan yang lebih lama, namun ini berdampak pada sifat mekanikal yang diperoleh dan juga potensi uap yang ditimbulkan.  Cara ini bisa dikerjakan sangat cepat dan bisa tergolong ekonomis untuk membentuk komponen memutar. Kadar resin dikontrol dengan cara mengukur resin terhadap setiap tarikan fiber. Biaya fiber berkurang karena proses ini menggunakan benang atau pita dan tidak memerlukan fiber berupa kain. Sifat struktur laminat yang diperoleh akan mampu menerima beban seragam karena fiber lurus dapat dililitkan pada bentuk yang rumit. Sebagian produk metoda ini perlu dilakukan uji hidrostatik dengan cara aplikasi fluida air lalu dilakukan tipikal pengujian melalui penekanan hingga tekanan 40 bar selama beberapa menit.

2. Klasifikasi KompositBerdasarkan Matriks yang digunakan

MMC : Metal Matriks Composite (menggunakan matriks logam)Komposit Matrik Logam (KML) adalah kombinasi rekayasa material yang terdiri dari dua atau lebih bahan material (salah satunya logam), dengan berbagai bentuk dan sifat yang dilakukan secara kombinasi dan sistematik pada kandungan-kandungan yang berbeda pada material tersebut sehingga menghasilkan suatu material baru yang memiliki sifat dan karakteristik yang lebih baik dari bahan dasar penyusunnya. Penelitian dan pengembangan mengenai komposit matrik logam (KML) sudah mulai dilakukan pada tahun 1960-an, akan tetapi masih banyak mengalami kendala karena pembuatan komposit matrik logam memerlukan biaya yang relatif tinggi, minimya pengembangan tentang pengetahuan tentang komposit matrik logam dan lain-lain. Namun dewasa ini, karena kebutuhan akan suatu material yang memiliki karakteristik yang lebih baik dari bahan konvensional serta perkembangan teknologi rekayasa material yang berkembang sangat pesat, sehingga kendala-kendala yang selama ini ditemukan dalam proses pembuatan komposit matrik logam dapat diatasi terlebih karena didukung oleh tersedian bahan baku seperti: serat karbon dan boron, kristal whisker dan secara tak langsung oleh keberhasilan komposit matrik polimer. Industri ruang angkasa (aerospace) dan teknologi pertahanan tertarik dengan prospek material konstruksi jenis komposit matrik logam tersebut, karena memiliki kekuatan, kekakuan, dan spesifik yang tinggi. Berbeda dengan material matriks tanpa penguat dan bahan konvensional, komposit matrik logam diharapkan menjadi suatu material yang tahan terhadap temperatur yang relatif tinggi. Selain itu, dalam konsep pembuatan komposit matriks logam mempunyai prospek yang lebih menjanjikan karena karakterisrik bahan yang tahan terhadap suhu tinggi, memiliki batas kelelahan yang baik (fatigue), sifat redaman, daya hantar listrik,

`5

kondiktivitas termal, ketahanan terhadap korosi, kekerasan yang cukup baik, memiliki bobot yang ringan, ketahanan aus (wear resistance), dan koefesien muai termal (CTE) yang lebih baik. 

Dewasa ini, pembuatan komposit matriks logam telah dikembangkan dengan menggunakan penguat partikel, dan yang dapat diaplikasikan untuk berbagai industri karena penguat partikel merupakan komposit jenis Discontinous Metal Matrix Composite’s (DMMC), dan komposit jenis ini sering disebut dengan komposit isotropik yang artinya semua arah penguat memiliki nilai yang sama dan komposit dengan penguat jenis partikel juga mudah diproses. Matrik berbasis logam dengan kerapatan (densitas) yang rendah secara bertahap telah banyak dikembangkan. Material utama matriks yang umum dikembangkan adalah aluminium, titanium, dan magnesium. Dalam pembuatan komposit matriks logam, yang paling banyak dikembangkan adalah komposit matrik logam berbasis aluminium, dan penguat yang digunakan adalah partikel SiC karena disamping harga bahan baku yang relatif murah juga mudah didapat, sehingga partikel SiC banyak digunakan untuk penguat dalam pembuatan komposit matriks logam. Disamping itu, pembuatan komposit matriks logam juga sering menggunakan penguat alumina.          

Dibandingkan dengan logam monolitik, komposit matrik aluminium berpenguat partikel SiC memiliki sifat-sifat, sebagai berikut:a) Memiliki kekuatan yang lebih tinggi. b) Memiliki sifat kekakuan yang lebih tinggi.c) Memiliki ketahanan lelah yang baik. d) Lebih tahan terhadap suhu yang relatif tinggi. e) Memiliki koefesien ekspansi termal dan konduktivitas termal yang baik.f) Umur pemakain lebih lama karena tahan terhadap korosi.       Kelebihan komposit matriks aluminium berpenguat partikel SiC dibandingkan dengan komposit matriks polimer:  a) Ketahanan terhadap suhu yang tinggi.  b) Tahan terhadap api.  c) Memiliki tingkat kekakuan dan kekuatan yang lebih tinggi.  d) Tahan terhadap suhu yang lembab.  e) Memiliki sifat listrik dan sifat termal yang baik. f) Ketahanan terhadap radiasi. g) Pembuatan komposit matrik logam yang menggunakan penguat whisker maupun partikel dapat dibuat dengan cara konvensional. Dalam proses pembuatan komposit matrik logam dengan menggunakan matriks Al dan penguat SiCp, telah dilakukan dan dikembangkan dengan beragam metode, baik untuk komponen siap pakai maupun setengah jadi untuk pemerosesan lebih lanjut (seperti bilet untuk ekstrusi, pengerolan, dan pengempaan) berbagai metode proses pembuatan (manufacturing) komposit matriks logam masih terus dilakukan dalam tahap penelitian di laboratorium atau skala pengembangan industri. Secara umum, metode proses pembuatan komposit matriks logam, meliputi: peleburan logam matriks (proses liquid), pencampuran serbuk (metalurgi serbuk atau solid), atau deposisi uap (vapor deposition). Komposit matrik aluminium berpenguat keramik SiC umumnya diproses dengan metode metalurgi serbuk (Powder Metallurgy), proses pembuatan komposit dengan metode serbuk memiliki tiga tahapan yaitu pencampuran (mixing), penekanan (compaction), dan proses pensinteran (akan dibahas secara rinci pada sub berikutnya, pada proses pabrikasi. komposit logam Al/SiCp). Campuran serbuk matriks logam aluminium dan partikel penguat SiC juga dapat dilakukan dengan cara: pencampuran mekanik (mechanical alloying), pencampuran partikel dengan logam cair (pengadukan lelehan), pencoran kempa (compachasting), rheocasting, dan spray deposition (Smallman, 1995). 

`6

Pada era 1980-an, komposit matriks aluminium dengan menggunakan penguat tak kontinu telah dikembangakan dan diaplikasikan dibidang transportasi. Komposit matriks logam dengan menggunakan penguat tak kontinu merupakan jenis komposit yang isotropik dan memiliki sifat mekanik yang lebih baik (dibandingkan dengan logam tanpa penguat) dan memiliki harga yang relatif murah (proses pembuatan murah karena penguat tak kontiniu banyak tersedia di alam seperti partikel SiC dan Al2O3).   1. Aluminium  

Aluminium merupakan material mineral yang melimpah di permukaan bumi, yaitu sekitar 7,6 %. Dengan jumlah sebesar itu, aluminium merupakan unsur ketiga terbanyak setelah oksigen dan silikon, serta merupakan unsur logam yang paling melimpah. Namun, Aluminium tetap merupakan logam yang mahal karena pengolahannya sukar. Mineral aluminium yang bernilai ekonomis adalah bauksit yang merupakan satu-satunya sumber aluminium. Kriloit digunakan pada peleburan aluminium, sedangkan tanah liat banyak digunakan untuk membuat batu bata dan keramik.  Beberapa penggunaan aluminium, antara lain:  a. Sektor industri otomotif, untuk membuat bak truk dan komponen kendaraan bermotor. b. Untuk membuat badan pesawat terbang. c. Sektor pembangunan perumahan; untuk kusen pintu dan jendela.  d. Sektor industri makanan, untuk kemasan berbagai jenis produk.  e. Sektor lain, misal untuk kabel listrik, perabotan rumah tangga dan barang kerajinan.  f. Membuat termit, yaitu campuran serbuk aluminium dengan serbuk besi (III) oksida, digunakan untuk mengelas baja in-situ, misalnya untuk menyambung rel kereta api.         Logam aluminium tergolong logam yang ringan dan memiliki massa jenis 2,78 gr/cm3. Sifat-sifat fisis yang dimilki aluminium, antara lain :A. Ringan, tahan korosi dan tidak beracun maka banyak digunakan untuk alat rumah

tangga seperti panci, wajan dan lain-lain.  B. Reflektif, dalam bentuk aluminium foil digunakan sebagai pembungkus makanan,

obat, dan rokok. C. Daya hantar listrik dua kali lebih besar dari Cu, maka Al digunakan sebagai kabel

tiang listrik. D. Paduan Al dengan logam lainnya menghasilkan logam yang kuat seperti Duralium

(campuran Al, Cu, Mg) untuk pembuatan badan peswat.E. Al sebagai zat reduktor untuk oksida MnO2 dan Cr2O3.

2. Silicon Carbida (SiC) 

 Silicon Carbida (SiC) adalah material keramik non oksida yang dibuat dengan memanaskan karbon dengan silika di dalam tungku listrik. Politipe silicon karbida yang paling sederhana adalah struktur intan. Dikenal beberapa fase dalam dari SiC, antara lain: fase kristalin yang terdiri dari α-SiC dengan truktur heksagonal dan β-SiC dengan struktur kubus. Dalam β-SiC atom Si dan C teletak pada posisi berselang-seling dari tipe intan kubus, sedangkan α-SiC mempunyai susunan heksagonal dan rhombohedral dan mempunyai tetrahedral. Pada suhu 2700 oC SiC terdekomposisi menjadi gas Si dan grafit. Pada temperatur oksidatif SiC senderung membentuk lapisan oksida SiO2, sehingga pada atmosfer oksidatif SiC tahan hingga suhu 1500-1699 oC, serta tahan hingga suhu 2200 oC pada temperatur inert. Sifat SiC yang istimewa, antara lain: memiliki densitas 3,22 g.cm-3, memiliki hantaran panas yang tinggi, tahan pada temperatur yang tinggi, nilai kekerasan yang tinggi, tahan kejutan termal yang baik karena merupakan kombinasi

`7

dari hantaran panas yang tinggi dan koefesien muai panas yang rendah, serta tahan koros.

CMC : Ceramic Matriks Composite (menggunakan matriks ceramic)

Ceramic Matrik Composite (menggunakan matriks keramik). CMC merupakan material 2 fasa dengan 1

fasa berfungsi sebagai reinforcement dan 1 fasa sebagai matriks, dimana matriksnya terbuat dari keramik.

Reinforcement yang umum digunakan pada CMC adalah: oksida, carbide, nitride. Salah satu

proses pembuatan dari CMC yaitu dengan proses DIMOX yaitu proses pembentukan komposit dengan

reaksi oksidasi leburan logam untuk pertumbuhan matriks keramik disekeliling daerah filler.

Istilah Metal Matrix Composite (MMC) mencakup berbagai macam sistem dan juga struktur mikro yang

berjangkauan luas, pada umumnya adalah matriks yang bersifat logam dengan bahan penguatnya adalah

keramik walaupun terdapat juga berbagai jenis bahan penguat yang lain. MMC bisa juga meliputi bahan-

bahan yang diperkuat fasa lemah seperti serpihan grafit, serbuk partikel atau bahkan gas. Dimungkinkan

juga untuk menggunakan logam refraktori, intermetalik atau semikonduktor. Tipe- tipe MMC biasanya

dikelompokkan berdasarkan penguatnya menjadi sebagai berikut:

a. Partikulasi

Partikulasi yaitu MMC yang mempunyai sudut hampir sama. Partikulasi MMC digunakan secara luas

dalam aplikasi industri. MMC jenis infokus pada matrik Al dengan bahan penguat yang paling umum

adalah SiC atau Al2O3. Penguat lain seperti TiB2B4C, SiO2, TiC, Wc, BN, ZrO2, W

danlain- lain juga telah diteliti.

b. Serat pendek (dengan atau tanpa pensejajaran)

Pada pertengahan 1980-an, MMC serat pendek mendapat perhatian luas dengan dikembangkannya

piston- piston mesin diesel yang diperkuat dengan serat-serat alumina pendek (Contohnya ICI “saffil”).

Serat lain

yang mirip (alumino-silicate) juga sudah digunakan untuk aplikasi ini. Serat- serat ini memiliki kristal

majemuk berstruktur mikro dengan butiran halus, panjang serat berukurann beberapa mikro. Komponen-

komponen tersebut biasanya diperoleh dengan infiltrasi leburan.

c. Serat Panjang Sejajar

Beberapa sistem MMC serat panjang telah diteliti dan beberapa diantaranya telah digunakan dalam

aplikasi tertentu. Namun demikian pemanfaatannya terbatas sebagai konsekwensi dari kesulitan

pemrosesan serta keterbatasan kekenyalan dan kekerasan. MMC serat panjang tersedia dalam bentuk

mutifilamen, yaitu mengacu pada serat yang berdiameter relatif kecil (~ 5- 30 mµ). Serat ini cukp

fleksibel untuk ditangani dalam bentuk “tows” (serat yang tidak bergulung atau membentuk ikatan

simpul), bisa dengan ditenun, dianyam atau berbentuk lembaran. Material yang sesuai meliputi SiC dan

berbaga oksida. MMC multifilament diproduksi dengan cara infiltrasi leburan. Kendat SiC telah berhasil

digunakan dalam partikulasi MMC tetapi multifilament. Serat SiC yang cocok sebagai bahan pengikat

logam tidak tersedia dipasaran. Produk yang tersedia dipasaran dengan merek Nicalon cenderung

mengandung silica dan karbon bebas dengan kadar tinggi yang menyebabkan reaksi berlebihan terhadap

kebanyakan bahan pengikat selama pemrosesan.MMC. monofilamen adalah serat berdiameter besar (~

100- 150 mµ), biasanya diperoleh dengan cara Chemical Vapor Deposition (CVD) dengan inti SiC atau

Boron (B) ke inti serat karbon atau kawat tungsten.Monofilamen kurang lentur dibanding multifilamen

sehingga ditangani sebagai serat tunggal dan perlu adanya peringatan akan bahaya permukaan

yang tajam. MMC merupakan kombinasi dari metal (sebagai matrik) dengan dua atau

lebih material non metal (sebagai reinforcement) yang digabungkan dalam skala makroskopis untuk

membentuk material baru yang berguna. Metal matrik komposit ini mempunyai sifat-sifat yang terbaik

dari unsure-unsur penyusunnya bahkan seringkali memiliki beberapa sifat lain yang tidak ada pada unsure

`8

penyusunnya itu. Sifat yang dapat dihasilkan dengan membentuk suatu metal matrik komposit adalah

kekuatan, kekerasan, ketahanan korosi, ketahanan aus, umur fatik, sifat konduktifitas listrik dan lain-lain.

PMC : Polymer Matriks Composite (menggunakan matriks polymer)

PMC (Polymer Matriks Composite) merupakan matriks yang paling umum digunakan pada material

komposit. Karena memiliki sifat yang lebih tahan karat, korosi dan lebih ringan. Matriks polymer terbagi

2 yaitu termoset dan termoplastikPerbedaannya polymer termoset tidak dapat didaur ulang sedangkan

termoplastik dapat didaur ulang sehingga lebih banyak digunakan belakangan ini. Jenis2 termoplastik

yang biasa digunakan : polypropylene (PP), polystryrene (PS), polyethylene (PE), dll. Berikut lambang

dari masing2 jenis polymer.

Komposit polimer adalah polimer yang berfungsi sebagai matrik. Adapun definisi dari komposit adalah bahan gabungan dua atau lebih yang terdiri dari komponen bahan utama (matriks) dan bahan rangka (reinforcement) atau penguat. (Ginting,2006)Matriks berfungsi sebagai pengikat dari isian/ penguat tadi, dan jika dikenai beban ia akan terdeformasi dan mendistribusikan beban (tegangan) tadi keseluruh unsur-unsur isian penguat,dan berfungsi sebagai unsur penguat struktur komposit. Sedangkan material-material penguat pada umumnya merupakan unsur kekuatan komposit. Selain itu, material juga tahan terhadap panas, reaksi kimia, tahanan, atau konduktor listrik, dan sifat-sifat yang lain.(Sulaiman,1997) Dan bahan rangka (penguat) yang sering digunakan adalah serat alam selulosa dan serat sintesis. (Ginting,2006)Adapun sifat maupun karakteristik dari komposit ditentukan oleh :

a.       Material yang menjadi penyusun kompositKarakteristik komposit ditentukan berdasarkan karakteristik material penyusun menurut rule of mixture sehingga akan berbanding secara proporsional.

b.      Bentuk dan penyusunan struktural dari penyusunBentuk dan cara penyusunan komposit akan mempengaruhi karakteristik komposit.

c.       Interaksi antar penyusunBila terjadi interaksi antar penyusun akan meningkatkan sifat dari komposit.Pada umumnya komposit unggul mempunyai sifat-sifat yang tidak dimiliki oleh kelompok material lain. Disamping itu, material komposit mempunyai keistimewaan yaitu mudah dibentuk sesuai dengan keinginan. Pemilihan matriks (material dasar) umumnya ditentukan oleh kondisi fisik dan mekanik, tempat komposit tersebut akan digunakan.(Sulaiman,1997) Berikut adalah tabel 2.1 pertimbangan pemilihan komposit

Tabel  Pertimbangan Pemilihan Komposit

Alasan Digunakan Material yang Dipilih AplikasiRingan, kaku, kuat Boron, semua karbon /

grafit, dan beberapa jenis aramid

Peralatan militer

Tidak mempunyai nilai ekspansi termal

Karbon / grafit yang mempunyai nilai modulus yang sangat tinggi

Untuk peralatan luar angkasa, contohnya sensor optik pada satelit

Tahan terhadap perubahan Fiber glass, vinyl ester, Untuk tangki dan sistem

`9

lingkungan bisphenol A perpipaan, tahan korosi dalam industri kimia

c. Polietilen (PE)Polietilena adalah bahan termoplastik yang transparan, berwarna putih mempunyai titik leleh bervariasi antara 1100C-1370C. Umumnya polietilena bersifat resisten terhadap zat kimia. Pada suhu kamar, polietilena tidak larut dalam pelarut organik dan anorganik.Polietilen merupakan polimer yang sangat kristal dan mempunyai sifathydrophob tinggi dengan energi permukaan rendah, serta terbatasnya situs aktif yang ada pada permukaan polietilen yang membatasi dalam pemanfaatannya. Polimerpolietilen merupakan bahan yang banyak digunakan untuk pembuatan komposit, namun dalam pembuatannya tidak diperoleh hasil yang homogen karena perbedaan polaritas antara polimer dan bahan pengisi. (Yuniari, A., 2011)Untuk meningkatkan interaksi antara bahan pengisi dengan matriks polimer telah dilakukan beberapa cara salah satunya dengan menambahkan senyawa penghubung (coupling agent) sehingga meningkatkan sifat antar muka dan adhesi bahan pengisi dengan matriks polimer (Sitepu, I.W., 2009)Polietilena dibuat dengan jalan polimerisasi gas etilen yang dapat diperoleh dengan memberi hidrogen gas petrolium pada pemecahan minyak (nafta), gas alam atau asetilena. Polimerisasi etilena ditunjukkan pada reaksi di bawah ini (Surdia, S., 1995)PE (polietilen) adalah plastik yang sering digunakan untuk kepentingan komersial dan plastik ini sudah ada sejak tahun 1930. PE menjadi istimewa karena sifat-sifatnya yang menarik seperti murah, inert, sifat listriknya yang bagus, dan pemrosesannya mudah. Umumnya pengklasifikasian PE didasarkan pada densitas dan viskositas pelelehan atau indeks pelelehan. Ini menghasilkan high density polyethylene(HDPE), low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (LLDPE) dancross-linked polyethylene (XLPE) (Charrier, 1989 dikutip dari Ni’mah, dkk., 2009) Berikut tabel 2.2. Karakteristik Polietilen

Tabel 2.2. Karakteristik PolietilenSifat Fisik dan Mekanik LDPE Rantai Cabang HDPEBerat jenis (g/cm3) 0,91-0,94 0,95-0,97Titik leleh (0C) 105-115 135Kekerasan 44-48 55-70Kapasitas panas (kj kg-1 K-1 1,916 1,916Regangan (%) 150-600 12-700Tegangan Tarik (N mm-2) 15,2-78,6 17,9-33,1Modulus tarik (N mm-2) 55,1-172 413-1034Tegangan impak >16 0,8-14Konstanta dielektrik 2,28 2,32Resitivitas (Ohm cm) 6 × 1015 6 × 105

A. Polietilen High Density Polyethylene (HDPE)HDPE adalah polimer termoplastik linear yang dibuat dari monomer etilen dengan proses katalitik. HDPE dengan sedikit cabang menghasilkan struktur yang lebih rapat/terjejal dengan densitas yang lebih tinggi dan mempunyai ketahanan kimia yang lebih tinggi daripada LDPE. HDPE juga lebih kuat dan lebih tahan terhadap temperatur yang lebih tinggi. Banyak yang memilih HDPE dalam penelitian karena mempunyai kelebihan dibandingkan dengan LDPE. Parameter kinetik oksidasi pada 170 °C dalam oksigen, yang dihitung dari data luminisensi kimia, menunjukkan bahwa urutan kestabilan polietilen adalah HDPE > LLDPE > LDPE >> i-PP.Kebanyakan aplikasi HDPE dipadukan dengan zat aditif yang diperlukan untuk memperbaiki sifat-sifat HDPE. Bahan aditif tersebut berupa zat-zat dengan berat molekul rendah yang dapat berfungsi sebagai filler, pewarna, antioksidan, penyerap sinar ultraviolet, anti lekat dan lain-lain.(Ni’mah,dkk., 2009)Pada polietilen jenis low density terdapat sedikit cabang pada rantai antara molekulnya yang menyebabkan plastik ini memiliki densitas yang rendah, sedangkanhigh density mempunyai jumlah rantai cabang yang lebih sedikit dibanding jenis low density, hal ini dikarenakan pemilhan jenis katalis daam produksinya (katalis Ziegler-Natta) dan kondisi reaksi. Dengan demikian, high density memiliki sifat bahan yang lebih kuat, keras, buram dan lebih tahan terhadap temperatur tinggi(120oC). Membutuhkan

`10

1,75 kg minyak bumi (sebagai energy dan bahan baku) untuk membuat 1 kg HDPE. HDPE dapat didaur ulang, dan memiliki nomor 2 pada simbol daur ulang. Dapat dilihat pada gambar 2.2. Simbol HDPE

HDPE (high density polyethylene) mempuyai densitas 950 kg/m3 yang biasa dan sering dipakai untuk kemasan jerigen minyak pelumas, botol susu yang berwarna putih susu, kursi lipat, dan lain-lain. Hasil tarik plastik HDPE memiliki sifat keras, bahan mempuyai urutan kekuatan tarik ke dua setelah kekuatan tarik plastik PET, dibandingkan dengan Bahan PP dan LDPE, plastik HDPE lebih kuat tetapi ditinjau dari hasil pengukuran regangannya plastik HDPE sangat kecil , hal ini menunjukkan elastisitas HDPE sangat rendah atau cenderung getas (britle).Besar kekuatan tarik, kekuatan tekan dan kekuatan lentur bahan polimer dapat dilihat dari tabel 2.3. Berikut iniTabel  Kekuatan Tarik, Tekan dan Lentur Bahan Polimer

Polietilena

Kekuatan

Tarik

(MPa)

Perpanjangan

(%)

Modulus

Elastisitas

(MPa)

Kekuatan

Tekan

(MPa)

Kekuatan

Lentur

(MPa)

Polietilen

aMassa Jenis

Tinggi(HDPE)

21-38 15-100 4-10 22 7

Karakteristik HDPEPada polietilen jenis low density terdapat sedikit cabang pada rantai antara molekulnya yang menyebabkan plastik ini memiliki densitas yang rendah, sedangkanhigh density mempunyai jumlah rantai cabang yang lebih sedikit dibanding jenis low density. Berikut tabel 2.4, dan 2.5 tentang karakteristik HDPE dan sifat fisika, kimia, mekanika HDPE.Tabel  Karakteristik HDPE dan sifat fisika, kimia HDPE

Parameter Keterangan

Nama Kimia High Density Polyethylen

Trade Name HDPE

Sinonim Polyethylen

Rumus Molekul (C2H4)n

Fisik Padat

Melting Point 100-1350C / 212-2750F

Spesific Gravity (at 200C)

(water = 1)0,94-0,958

Tabel Sifat Fisika Dan Mekanika HDPESifat fisika dan mekanik HDPE rantai Lurus

Titik leleh 125-1300C

Derajat kristalinitas 85-95 %

Berat jenis 0,95-0,96

Titik lunak 1240C

Kekuatan tarik 245 kgf/cm2

Perpanjangan 100 %(Sitepu,I.W., 2009)

Komposit berdasarkan berdasarkan strukturnya :

1. Particulate Composite Materials (komposit partikel) merupakan jenis Komposit yang menggunakan partikel/butiran sebagai filler (pengisi). Partikel berupa logam atau non logam dapat digunakan sebagai filler. Komposit partikel merupakan komposit yang mengandung bahan penguat berbentuk partikel atau serbuk. Partikel sebagai bahan penguat sangat menentukan sifat mekanik dari komposit karena

`11

meneruskan beban yang didistribusikan oleh matrik. Ukuran, bentuk, dan material partikel adalah faktor-faktor yang mempengaruhi sifat mekanik dari komposit partikel. [Andri Sulian, 2008]

Sifat-sifat komposit partikel dipengaruhi beberapa faktor, antara lain:A. Ukuran dan bentuk partikelB. Sifat-sifat atau bahan partikelC. Rancangan partikelD. Rasio perbandingan antara partikelE. Jenis matrik.

Hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan komposit partikel adalah menghilangkan unsur udara dan air karena partikel yang berongga atau memiliki lubang udara kurang baik digunakan dalam campuran komposit. Adanya udara dan air di sela-sela partikel dapat mengurangi kekuatan dan mengurangi ketahanan retak bahan. [Andri Sulian, 2008]Partikel sebagai elemen penguat sangat menentukkan sifat mekanik dari komposit karena meneruskan beban yang didisrtibusikan oleh matrik. Ukuran, bentuk dan material partikel adalah faktor-faktor yang memepengaruhi property mekanik dari komposit partikel. Pengaruh peningkatan kehalusan partikel pada komposit antara lain . [Andri Sulian, 2008]:

a. Memperkecil diameter pori.b. Meningkatkan kerapatanc. Meningkatkan nilai porositasd. Meningkatkan kekuatan tekan dan kekuatan lentur.

Keunggulan komposit polimer yang menggunakan partikel antara lain dapat menigkatkan sifat fisis material seperti kekuatan mekanis, dan modulus elastisitas, serta kekuatan komposit lebih homogen (merata). Dalam pembuatan komposit partikel sangat penting menghilangkan unsur udara dan air karena partikel yang berongga atau yang memiliki lubang udara kurang baik jika digunakan dalam campuran komposit. Adanya udara dan air pada sela-sela partikel dalam komposit dapat mengurangi kekuatan dan ketahanan retak bahan. [Andri Sulian, 2008]

2.a. Gambar komposit partikel

Partikel yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah potong dari batu marmer. Dalam pembuatan komposit limbah potong dari batu marmer ini sangat mudah dibuat, karena limbah ini sudah berbentuk partikel halus, selanjutnya di pisahkan menggunakan ayakan untuk memperoleh variasi ukuran partikelnya. Limbah batu marmer dalam penelitian ini dijadikan partikel penguat komposit guna mengetahui keunggulan-keunggulan yang dimiliki oleh limbah batu marmer.

Fibrous Composite Materials (komposit serat) terdiri dari dua komponen penyusun yaitu matriks dan

serat.

Structural Composite Materials (komposit berlapis) terdiri dari sekurang-kurangnya dua material berbeda

yang direkatkan bersama-sama. Proses pelapisan dilakukan dengan mengkombinasikan aspek terbaik dari

masing-masing lapisan untuk memperoleh bahan yang berguna.

`12

3. Aplikasi bahan kompositMiliter Amerika Serikat adalah pihak yang pertama kali mengembangkan dan memakai bahan komposit. Pesawat AV-8D mempunyai kandungan bahan komposit 27% dalam struktur rangka pesawat pawa awal tahu 1980-an. Penggunaan bahan komposit dalam skala besar pertama kali terjadi pada tahun 1985. Ketika itu Airbus A320 pertama kali terbang dengan stabiliser horisontal dan vertikal yang terbuat dari bahan komposit. Airbus telah menggunakan komposit sampai dengan 15% dari berat total rangka pesawat untuk seri A320, A330 dan A340.Beton, material yang digunakan oleh seluruh dunia dan juga material berbasis semen lainnya juga merupakan suatu komposit. Perilaku dan sifat dari beton dapat dimengerti dan direncanakan, diprediksi dengan lebih baik bila dilihat sebagai komposit dan begitu pula dengan beton bertulang.

Aplikasi PMC dalam kehidupan sehari - hariA. Rompi Anti Peluru (Armor)Sampai dengan Perang Dunia ke-2, rompi anti peluru (armor) secara umum terbuat dari material logam. Perkembangan lebih lanjut menunjukkan adanya tekanan terhadap berbagai perlengkapan tempur, termasuk body armor, ini agar lebih kecil sehingga lebih mobile saat digunakan. Hal ini berkaitan langsung dengan penggunaan material yang lebih baik sifat mekanisnya, berat lebih ringan, ukuran lebih kecil dan harga lebih murah.Prinsip kerja armor adalah dengan mengurangi sebanyak mungkin lontaran energi kinetik peluru, dengan cara menggunakan lapisan-lapisan material untuk menyerap laju energi tersebut dan memecahnya ke penampang baju yang luas, sehingga energi tersebut tidakcukup lagi untuk membuat peluru dapat menembus baju. Berdasarkan penjelasan ini didapat kesimpulan bahwa material untuk armor harus mampu mentransmisikan beban yang diterimanya dengan optimal agar tidak terjadi penetrasi peluru yang dapat menyebabkan cedera bagi pemakainya. Dalam menyerap laju energi peluru, armor akan mengalami deformasi yang menekan ke arah dalam (shock wave). Tekanan ke dalam ini akan diteruskan sehingga mengenai tubuh pengguna. Batas maksimal penekanan ke dalam tidak boleh lebih dari 44 mm. Jika batasan tersebut dilewati, maka pengguna baju akan mengalami luka dalam (internal organs injuries) yang akan membahayakan keselamatan jiwa.

`13

Aplikasi Komposit Polimetil metakrilat - Hidroksiapatit Dalam Dunia Medis Sebagai Material Rekonstruksi Ortopedi

Manfaat utama dari penggunaan komposit PMMA – hidroksiapatit adalah mendapatkan kombinasi sifat kekuatan serta kekakuan tinggi dan berat jenis yang ringan. Dengan memilih kombinasi material serat dan matriks yang tepat, kita dapat membuat suatu material komposit dengan sifat yang tepat sama dengan kebutuhan sifat untuk suatu struktur tertentu dan tujuan tertentu pula. Umumnya tulang manusia terdiri dari 2 komponen utama yaitu duapertiga fasa non organik dan sepertiga fasa organik. Sebagian besar fasa organic tersusun dari kolagen berukuran nano. Dan penyusun yang lain yaitu protein, lemak dan polisakarida yang memberikan sifat fleksibel, elastis dan kuat. Sebagian besar fasa non organik terdiri dari hidroksiapatit dalam bentuk jarum berukuran panjang 40 nm, lebar 20 nm dan tebal 5 nm. Selainitu, juga tersusun dari mineral- mineral yaitu karbonat, sodium, magnesium, fluorida, klorida, kalium dan pirofosfat.Kandungan mineral ini memberikan kekerasan dan melindungi tulang dari patah. Apabila tahap mineral meningkat maka ia akan meningkatkan kekuatan dan kekakuan tulang. Karena hidroksiapatit mempunyai komposisi kimia dan struktur campuran yang hampir sama dengan tulang manusia, maka hidroksiapatit sangat sesuai digunakan untuk penggantian dan perbaikan jaringan tulang manusia yang rusak.

Aplikasi komposit di industri migasDalam tulisan ini, material komposit didefinisikan sebagai campuran makroskopik antara

serat dan matriks. Serat berfungsi memperkuat matriks karena, umumnya, serat jauh lebih

kuat dari matriks. Matriks berfungsi melindungi serat dari efek lingkungan dan kerusakan

akibat benturan (impact). Komposit dikategorikan menjadi beberapa jenis: komposit serat

kontinu, komposit serat anyam, komposit serat acak, komposit hibrid dan komposit serat-

logam. Serat terbuat dari karbon, aramid, boron, silicon carbide, alumina atau material

lainnya. Matriks terbuat dari polimer (misal: epoksi), keramik dan logam (aluminum,

titanium, etc). Dua istilah penting dalam komposit adalah lamina dan laminate. Lamina

merujuk pada satu lembar komposit dengan arah serat tertentu, sedangkan laminate

adalah gabungan beberapa lamina. Di pasaran, komposit ada juga yang dijual dalam

bentuk pre-preg (pre-impregnated). Laminate bisa dibuat dengan cara memasukkan

prepreg ini ke dalam autoclave (oven bertekanan) dalam waktu, tekanan dan temperatur

tertentu.

Komposit telah dipakai di industri pesawat terbang lebih dari 40 tahun, dan kini, aplikasi

komposit telah merambah ke industri lain seperti otomotif (misal: bodi mobil balap F1),

olahraga (misal: raket tenis), perkapalan; industri minyak dan gas juga telah memakai

komposit untuk membangun infrastrukturnya. Komposit memiliki kekuatan yang bisa

diatur (tailorability), memiliki kekuatan lelah (fatigue) yang baik, memiliki kekuatan jenis

(strength/weight) yang tinggi dan tahan korosi. Namun demikian, komposit masih cukup

mahal untuk diproduksi, sehingga hanya komponen atau bagian tertentu saja yang dibuat

dari komposit. (FYI, meski mahal, Boeing memakai komposit sebanyak 50% total struktur

pesawat Boeing 787 yang baru di-launch).

Sejak 1980an, komposit mulai dikenal di industri minyak dan gas setelah sebuah panel

anti-api untuk heli-deck dibangun memakai komposit serat gelas (glass-fiber reinforced-

plastics). Berikut beberapa aplikasi material komposit di industri minyak dan gas:

Pipeline

Komposit untuk pipeline biasanya terbuat dari komposit serat gelas atau komposit hibrid

untuk mengalirkan aqueous fluid dan gas alam. Komposit serat gelas dipakai menggantikan

steel karena komposit lebih tahan karat. Komposit serat gelas ini juga dipilih karena

`14

memiliki fire integrity dan fatigue resistance yang baik.  Pipeline juga menggunakan steel

strip laminates (SSL); SSL adalah komposit sandwich yang terdiri tiga lapisan: lapisan luar

dan dalam terbuat dari komposit serat gelas, sedangkan lapisan tengah adalah baja. SSL

diharapkan mampu menahan tekanan tinggi, namun tidak terlampau mahal ketika

diproduksi. Bonding antara baja dan komposit diakomodasi dengan perekat yang dipakai

untuk rocket motor casing. RTP atau Reinforced Thermoplastic Pipework juga digunakan

untuk pipeline. Mirip dengan SSL, RTP terdiri dari tiga lapisan: lapisan dalam dan luar

adalah thermoplastic liner dan lapisan tengah adalah komposit serat aramid.

Rigidriser

Komposit serat gelas, serat karbon atau komposit hibrid digunakan untuk menggantikan

baja dalam membangun riser. Keuntungan menggunakan komposit adalah penambahan

daya apung (karena riser lebih ringan dibanding menggunakan baja), gaya hambat (drag)

dan tension bisa diperkecil. Secara umum, karena konfigurasinya mengecil tetapi kekuatan

masih terjaga, penggunaan komposit bisa memperkecil cost.

Tension leg platforms

TLP, yang dipancangkan ke dasar laut, adalah bagian yang sensitif dari platform terhadap

kedalaman laut. Tendon baja kurang diminati karena terlalu berat dan resonansi yang

berkenaan dengan elastisitas tendon masih terjadi. Dua hal itu bisa diatasi dengan

menggunakan tendon serat karbon yang ringan namun kuat.

Komposit juga bisa dipakai untuk menambal kerusakan akibat beban impak dan korosi di

permukaan pipa baja. Metode penambalan menggunakan komposit telah lama digunakan di

industri pesawat. Dengan mengatur serat ke arah circumferencial, penambal komposit juga

memberikan penguatan secara melingkar pula. Joining atau penyambungan antar pipa juga

bisa menggunakan komposit ini. Pemilihan adhesive atau perekat sangat penting ketika

proses penyambungan dilakukan.

Tahun 1980an, desainer dan fabrikator di industri minyak dan gas kurang berminat

menggunakan komposit karena kurang familiar dengan sifat-sifat mekanik, perilaku dan

metode inspeksi komposit. Namun sekarang, design code seperti BS4994 (1987) dan ASME

(1992) untuk composite pressure vessels  dan API specifications untuk composite tubing

telah memberikan guidance untuk mengaplikasikan komposit. Design code untuk

‘composite for load-bearing structures’ kini juga tersedia seperti Eurocode for Composites

(1994) dan DNV Design Guideline for Design with Composites (2000).

Industri komposit biasanya berskala kecil dan menengah. Hal ini kurang bisa

mengakomodasi kebutuhan industri minyak dan gas yang memerlukan produksi skala

besar. Ini pekerjaan rumah industri komposit untuk terus mengembangkan skala

enterprisenya supaya bisa memenuhi keperluan industri minyak dan gas.

Selain mengacu kepada design code, desainer di industri minyak dan gas diharapkan juga

mengacu kepada buku-buku mengenai mekanika komposit (kini jumlahnya ratusan) yang

menjelaskan mengenai perilaku komposit yang “agak” berbeda dari logam yang isotropik

dan homogeneous.

`15

Bab 3.Penutup

1. Kesimpulan Ada beberapa cara untuk membuat komposit yaitu: Wet Layup ,Spray Layup ,Vacuum

Bag, Resin Film Infusion Klasifikasi Komposit berdasarkan matriks yang digunakan ialah : MMC : Metal Matriks

Composite (menggunakan matriks logam), CMC : Ceramic Matriks Composite (menggunakan matriks ceramic), PMC : Polymer Matriks Composite (menggunakan matriks polymer)

Klasifikasi Komposit berdasarkanstrukturnya : Particulate Composite Materials (komposit partikel), Fibrous Composite Materials (komposit serat), Structural Composite Materials (komposit berlapis)

Contoh aplikasi komposit yaitu, dalam bidang industri dan dalam bidang medis

2. Daftar Pustaka Ariefy, “Aplikasi Komposit dalam Industri Migas“, 09/02/2006 ,

http://composite.wordpress.com/2006/09/02/aplikasi-komposit-di-industri-migas/dibuka pada 21 mei 2014

Kurniawan, Achmad Hadi, 2008, Komposit dan Turunannya, Jember: Universitas Jember

`16

`17