materi komposit 1

7/21/2019 Materi komposit 1

1/8

A. Pengertian Material Komposit (komposit)

Komposit adalah suatu jenis bahan baru hasil rekayasa yang terdiri dari dua atau lebih bahan

dimana sifat masing-masing bahan berbeda satu sama lainnya baik itu sifat kimia maupun

fisikanya dan tetap terpisah dalam hasil akhir bahan tersebut (bahan komposit). Dengan

adanya perbedaan dari material penyusunnya maka komposit antar material harus berikatandengan kuat, sehingga perlu adanya penambahan wetting agent.

B. Tujuan pembuatan material komposit

Berikut ini adalah tujuan dari dibentuknya komposit, yaitu sebagai berikut

! "emperbaiki sifat mekanik dan#atau sifat spesifik tertentu

! "empermudah design yang sulit pada manufaktur

! Keleluasaan dalam bentuk#design yang dapat menghemat biaya

! "enjadikan bahan lebih ringan

$. %enyusun Komposit

Komposit pada umumnya terdiri dari & fasa

'. Matriks

"atriks adalah fasa dalam komposit yang mempunyai bagian atau fraksi

olume terbesar (dominan).

"atriks mempunyai fungsi sebagai berikut a) "entransfer tegangan ke serat.


2/8

b) "embentuk ikatan koheren, permukaan matrik#serat.

) "elindungi serat.

d) "emisahkan serat.

e) "elepas ikatan.

f) Tetap stabil setelah proses manufaktur.

&. Reinforcement atau Filler atau Fiber

*alah satu bagian utama dari komposit adalah reinforement (penguat) yang berfungsi

sebagai penanggung beban utama pada komposit.

*eara strukturmikro material komposit tidak merubah material pembentuknya (dalam orde

kristalin) tetapi seara keseluruhan material komposit berbeda dengan material

pembentuknya karena terjadi ikatan antar permukaan antara matriks dan filler.

*yarat terbentuknya komposit adanya ikatan permukaan antara matriks dan filler. +katan

antar permukaan ini terjadi karena adanya gaya adhesi dan kohesi

F. Klasifikasi komposit

Berdasarkan matrik, komposit dapat diklasifikasikan kedalam tiga kelompok

besar yaitu

a. Komposit matrik polimer (K"%), polimer sebagai matrik

b. Komposit matrik logam (K"), logam sebagi matrik

. Komposit matrik keramik (K"K), keramik sebagai matrik

a. Komposit Matrik Polimer (Polymer Matrix Composites PMC)

Komposit ini bersifat

') Biaya pembuatan lebih rendah

&) Dapat dibuat dengan produksi massal

) Ketangguhan baik

) Tahan simpan

/) *iklus pabrikasi dapat dipersingkat

0) Kemampuan mengikuti bentuk

1) ebih ringan.

Keuntungan dari %"$ ') 2ingan


3/8

&) *peifi stiffness tinggi

) *peifi strength tinggi

) 3nisotropy

4enis polimer yang banyak digunakan

') Thermoplasti

Thermoplasti adalah plasti yang dapat dilunakkan berulang kali (reyle) dengan

menggunakan panas. Thermoplasti merupakan polimer yang akan menjadi keras apabila

didinginkan. Thermoplasti meleleh pada suhu tertentu, melekat mengikuti perubahan suhu

dan mempunyai sifat dapat balik (reersibel) kepada sifat aslinya, yaitu kembali mengeras

bila didinginkan. $ontoh ari thermoplasti yaitu %oliester, 5ylon 00, %%,6 %T78, %8T, %olieter

sulfon, %8*, dan %olieter eterketon (%88K).

&) Thermoset

Thermoset tidak dapat mengikuti perubahan suhu (irreersibel). Bila sekali pengerasan telah

terjadi maka bahan tidak dapat dilunakkan kembali. %emanasan yang tinggi tidak akanmelunakkan termoset melainkan akan membentuk arang dan terurai karena sifatnya yang

demikian sering digunakan sebagai tutup ketel, seperti jenis-jenis melamin. %lastik jenis

termoset tidak begitu menarik dalam proses daur ulang karena selain sulit penanganannya

juga olumenya jauh lebih sedikit (sekitar '9:) dari olume jenis plastik yang bersifat

termoplastik. $ontoh dari thermoset yaitu 8poksida, Bismaleimida B"+), dan %oli-imida

(%+). 3plikasi %"$, yaitu sebagai berikut

') "atrik berbasis poliester dengan serat gelas

a) 3lat-alat rumah tangga

b) %anel pintu kendaraan

) emari perkantoran

d) %eralatan elektronika.

&) "atrik berbasis termoplastik dengan serat gelas ; Kotak air radiator

) "atrik berbasis termoset dengan serat arbon

a) 2otor helikopter

b) Komponen ruang angkasa

) 2antai pesawat terbang

b. Komposit Matrik ogam (Metal Matrix Composites MMC)

"etal "atri< omposites adalah salah satu jenis komposit yang memiliki matrik logam.

"aterial ""$ mulai dikembangkan sejak tahun '==0. %ada mulanya yang diteliti adalah

$ontinous 7ilamen ""$ yang digunakan dalam aplikasi aerospae.

Kelebihan ""$ dibandingkan dengan %"$

') Transfer tegangan dan regangan yang baik.

&) Ketahanan terhadap temperature tinggi

) Tidak menyerap kelembapan.

) Tidak mudah terbakar.

/) Kekuatan tekan dan geser yang baik.0) Ketahanan aus dan muai termal yang lebih baik


4/8

Kekurangan ""$

') Biayanya mahal

&) *tandarisasi material dan proses yang sedikit

"atrik pada ""$ ') "empunyai keuletan yang tinggi

&) "empunyai titik lebur yang rendah

) "empunyai densitas yang rendah

$ontoh 3lmunium beserta paduannya, Titanium beserta paduannya, "agnesium beserta

paduannya.

%roses pembuatan ""$

') %owder metallurgy

&) $asting#li>uid ilfiltration

) $ompoasting) *>uee?e asting

3plikasi ""$, yaitu sebagai berikut

') Komponen automotie (blok-silinder-mesin,pully,poros gardan,dll)

&) %eralatan militer (sudu turbin,akram kompresor,dll)

) 3irraft (rak listrik pada pesawat terbang)

) %eralatan 8lektronik

c. Komposit Matrik Keramik (Ceramic Matrix Composites CMC)

$"$ merupakan material & fasa dengan ' fasa berfungsi sebagai reinforement dan ' fasa

sebagai matriks, dimana matriksnya terbuat dari keramik. 2einforement yang umum

digunakan pada $"$ adalah oksida, arbide, dan nitrid. *alah satuproses pembuatan dari

$"$ yaitu dengan proses D+"@A, yaitu proses pembentukan komposit dengan reaksi

oksidasi leburan logam untuk pertumbuhan matriks keramik disekeliling daerah filler

(penguat).

"atrik yang sering digunakan pada $"$ adalah

') elas anorgani.

&) Keramik gelas

) 3lumina) *ilikon 5itrida

Keuntungan dari $"$

') Dimensinya stabil bahkan lebih stabil daripada logam

&) *angat tangguh , bahkan hampir sama dengan ketangguhan dari ast iron

) "empunyai karakteristik permukaan yang tahan aus

) Cnsur kimianya stabil pada temperature tinggi

/) Tahan pada temperatur tinggi (reep)

0) Kekuatan ketangguhan tinggi, dan ketahanan korosi tinggi.

Kerugian dari $"$') *ulit untuk diproduksi dalam jumlah besar


5/8

&) 2elatie mahal dan non-ot effetie

) Eanya untuk aplikasi tertentu

3plikasi $"$, yaitu sebagai berikut

') $hemial proessing ; 7ilters, membranes, seals, liners, piping, hangers

&) %ower generation ; $ombustorrs, Fanrs, 5o??les, 2euperators, heat e


6/8

struktur, lamina yang serat penguatnya searah saja (unidiretional lamina) pada umumnya

tidak menguntungkan karena memiliki sifat yang buruk. Cntuk itulah struktur komposit

dibuat dalam bentuk laminate yang terdiri dari beberapa maam lamina atau lapisan yang

diorientasikan dalam arah yang diinginkan dan digabungkan bersama sebagai sebuah unit

struktur.

"ikrostruktur lamina dan jenis-jenis dari arah serat dapat dilihat pada gambar

&) *andwih panels

Komposit sandwih merupakan salah satu jenis komposit struktur yang sangat potensial

untuk dikembangkan. Komposit sandwih merupakan komposit yang tersusun dari lapisan

yang terdiri dari flat omposite (metal sheet) sebagai kulit permukaan (skin) serta meterial

inti (ore) di bagian tengahnya (berada di antaranya). $ore yang biasa dipakai adalah ore

import, seperti polyuretan (%C), polyynil $lorida (%F$), dan honeyomb.Komposit

sandwih dibuat dengan tujuan untuk efisiensi berat yang optimal, namun mempunyai

kekakuan dan kekuatan yang tinggi. *ehinggga untuk mendapatkan karakteristik tersebut,

pada bagian tengah diantara kedua skin dipasang ore. Komposit sandwih merupakan jenis

komposit yang sangat ook untuk menahan beban lentur, impak, meredam getaran dansuara. Komposit sandwih dibuat untuk mendapatkan struktur yang ringan tetapi mempunyai

kekakuan dan kekuatan yang tinggi. Biasanya pemilihan bahan untuk komposit sandwih,

syaratnya adalah ringan, tahan panas dan korosi, serta harga juga dipertimbangkan. Dengan

menggunakan material inti yang sangat ringan, maka akan dihasilkan komposit yang

mempunyai sifat kuat, ringan, dan kaku. Komposit sandwih dapat diaplikasikan sebagai

struktural maupun non-struktural bagian internal dan eksternal pada kereta, bus, truk, dan

jenis kendaraan yang lainnya.

%. Kelebi&an 'a&an Komposit

Bahan komposit mempunyai beberapa kelebihan berbanding dengan bahan konensional

seperti logam. Kelebihan tersebut pada umumnya dapat dilihat dari beberapa sudut yang

penting seperti sifat-sifat mekanikal dan fisikal, keupayaan (reliability), kebolehprosesan dan

biaya. *eperti yang diuraikan dibawah ini

a. *ifat-sifat mekanikal dan fisikal

%ada umumnya pemilihan bahan matriks dan serat memainkan peranan penting dalam

menentukan sifat-sifat mekanik dan sifat komposit. abungan matriks dan serat dapat

menghasilkan komposit yang mempunyai kekuatan dan kekakuan yang lebih tinggi dari

bahan konensional.

'. Bahan komposit mempunyai density yang jauh lebih rendah berbandig dengan bahan

konensional. +ni memberikan implikasi yang penting dalam konteks penggunaan karena

komposit akan mempunyai kekuatan dan kekakuan spesifik yang lebih tinggi dari bahan

konensional. +mplikasi kedua ialah produk komposit yang dihasilkan akan mempunyai kerut

yang lebih rendah dari logam. %engurangan berat adalah satu aspek yang penting dalam

industri pembuatan seperti automobile dan angkasa lepas. +ni karena berhubungan dengan

penghematan bahan bakar.

&. Dalam industri angkasa lepas terdapat keendrungan untuk menggantikan komponen yang

diperbuat dari logam dengan komposit karena telah terbukti komposit mempunyai rintangan

terhadap fatigue yang baik terutamanya komposit yang menggunakan serat karbon.


7/8

. Kelemahan logam yang agak terlihat jelas ialah rintangan terhadap kakisa yang lemah

terutama produk yang kebutuhan sehari-hari. Keendrungan komponen logam untuk

mengalami kakisan menyebabkan biaya pembuatan yang tinggi. Bahan komposit sebaiknya

mempunyai rintangan terhadap kakisan yang baik.

. Bahan komposit juga mempunyai kelebihan dari segi ersatility (berdaya guna) yaituproduk yang mempunyai gabungan sifat-sifat yang menarik yang dapat dihasilkan dengan

mengubah sesuai jenis matriks dan serat yang. $ontoh dengan menggabungkan lebih dari

satu serat dengan matriks untuk menghasilkan komposit hibrid.

/. "assa jenis rendah (ringan)

0. ebih kuat dan lebih ringan

1. %erbandingan kekuatan dan berat yang menguntungkan

H. ebih kuat (stiff), ulet (tough) dan tidak getas.

=. Koefisien pemuaian yang rendah

'9. Tahan terhadap uaa

''. Tahan terhadap korosi'&. "udah diproses (dibentuk)

'. ebih mudah disbanding metal

b. Biaya

7aktur 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.

. Kekurangan 'a&an Komposit

a. Tidak tahan terhadap beban shok (kejut) dan rash (tabrak) dibandingkan dengan metal.

b. Kurang elastis

. ebih sulit dibentuk seara plastis

. Kegunaan 'a&an Komposit

%enggunaan bahan komposit sangat luas, yaitu untuk

a. 3ngkasa luar ; Komponen kapal terbang, Komponen Eelikopter, Komponen satelit.

b. 3utomobile ; Komponen mesin, Komponen kereta. @lah raga dan rekreasi ; *epeda, *tik golf, 2aket tenis, *epatu olah raga

d. +ndustri %ertahanan ; Komponen jet tempur, %eluru, Komponen kapal selam

e. +ndustri %embinaan ; 4embatan, Terowongan, 2umah, Tanks.

f. Kesehatan ; Kaki palsu, *ambungan sendi pada pinggang

g. "arine # Kelautan ; Kapal layar, Kayak

"iliter 3merika *erikat adalah pihak yang pertama kali mengembangkan dan memakai

bahan komposit. %esawat 3F-HD mempunyai kandungan bahan komposit &1: dalam struktur

rangka pesawat pawa awal tahu '=H9-an. %enggunaan bahan komposit dalam skala besar

pertama kali terjadi pada tahun '=H/. Ketika itu 3irbus 3&9 pertama kali terbang dengan

stabiliser horisontal dan ertikal yang terbuat dari bahan komposit. 3irbus telah


8/8

menggunakan komposit sampai dengan '/: dari berat total rangka pesawat untuk seri 3&9,

39 dan 39

materi komposit 1

Documents