pembentukan plastik dan material komposit

8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit

1/29

1.1Pengantar

Benda plastik hampir kita temukan di semua tempat, mulai dari bungkus

makanan, peralatan elektronik, mobil, motor, peralatan rumah tangga dan sebagainya.

Untuk membentuk plastik tersebut setiap jenis bentuk dan material plastik

mempengaruhi proses dan teknologi pembuatannya.

Pada sekitar tahun 1800 an teknologi plastik mulai di kembangkan, pada tahun

1968 John Wesley Hyatt membuat ball bilyard dengan meninjeksikan celluloid ke

dalam mold, pada tahun 1872 John dan Isaiah Hyatt mematenkan mesin injection

molding untuk pertama kalinya, selanjutnya perkumpulan industry plastik di bentuk

pada tahun 1937, yang di lanjutkan pembentukan perkumpulan plastik engineer pada

tahun 1941

Sementara untuk komposit Banyak teknologi modern saat ini memerlukan

material dengan kombinasi sifat yang tidak biasa yang tidak bisa dipenuhi oleh

paduan logam, keramik, maulun polimer. Biasanya material dengan properties tidak

biasa ini dibutuhkan untuk lingkungan aerospace, under water, dan beberapa aplikasi

transportasi. Kombinasi beberapa sifat material ini dikembangkan dalam bentuk

material komposit.

Komposit adalah gabungan dua material atau lebih secara makroskopis untuk

memperoleh sifat material yang diinginkan. Teknologi material terus dikembangkan,

untuk mendapatkan material dengan kekuatan lebih dan dengan bahan yang lebih

efisien dapat dilakukan dengan teknologi komposit. Komposit terdiri dari dua

komponen yaitu matriks dan penguat. Matriks berfungsi sebagai pengikat, pelindung

terhadap pengaruh lingkungan.

Kelebihan material komposit adalah sifat mekanik spesifiknya tinggi, ketahanan

korosi yang tinggi, mudah dibuat dan serat dapat diatur sesuai dengan arah

pembebanan. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap sifat komposit adalah sifat

dari matriks dan penguatnya, fraksi volume matriks dan penguatnya, proses

pembuatan, dan interface antara matriks dan penguat.


2/29

1.2Proses Pembuatan Plastik

Bahan plastik dapat dikelompokkan menjadi 2 golongan, yaitu termoseting

dan termoplastik. Bahan termoseting dibentuk menjadi produk memerlukan panas

dengan atau tanpa tekanan dan menghasilkan produk yang keras dan tetap. Panas

yang diberikan untuk melunakan material, panas tambahan atau bahan kimia khusus

akan menimbulkan perubahan kimiawi yang disebut polimerisasi dan sesudah itu

plastik tidak dapat dilunakkan lagi. Polimerisasi adalah suatu proses kimia yang

menghasilkan susunan baru dengan berat molekul yang lebih besar dari bahan

semula.

Proses pemberian bentuk plastik termoseting mencakup penekanan atau

pencetakan transfer, pengecoran, laminasi dan impregnasi. Plastik termoseting dapat

juga digunakan untuk membuat busa yang tegar atau fleksibel.

Bahan termoplastik tidak mengalami polimerisasi dalam proses pemanasan

dan pembentukannya dan tidak menjadi bahan keras. Jenis plastik ini tetap lunak pada

temperatur tinggi dan baru mengeras ketika didinginkan. Disamping itu termoplastik

ini dapat dicairkan kembali berulang-ulang, dengan pemanasan kembali, menyerupai

sifat parafin atau lilin. Bahan termoplastik terutama dibentuk dengan cara pencetakan

injeksi atau tiup, ekstrusi, pembentukan termal dan pengerolan.

Bermacam-macam bahan mentah plastik, seperti macam-macam produk

pertanian, mineral dan material organis termasuk batubara, gas alam, minyak bumi,

batu kapur, silika dan belerang. Selain bahan-bahan tadi, masih ditambah bahan

penambah seperti zat pewarna, pelarut, pelumas, pengubah sifat plastis dan bahan

pengisi. Bahan pengisi ini dapat berbentuk kayu, tepung, kapas, serat, asbes, bubukan

logam, grafit dan bahan-bahan lain yang dapat dipakai sebagai pengisi. Keuntungan

dari pemakaian bahan pengisi adalah menurunkan ongkos produksi, mengurangi

pengerutan, menaikan ketahanan panas, memberikan kekuatan kejut atau memberikan

trik sifat-sifat lain pada produk.


3/29

1.3Bahan Termoseting

Plastik jenis ini banyak dipakai untuk membuat bagian instrumentasi, tangkai

alat rumah tangga, piring, cawan mangkok dan lain lain. Beberapa bahan termoseting

yang penting antara lain :

1. Phenol formaldebida.

Bahan ini dikembangakan oleh Baekeland, merupakan plastik termoseting

yang terpenting dalam industri. Resin penol ini merupakan resin sintetis hasil

reaksi phenol dan formaldehida, yang merupakan baban yang keras dan kuat,

tahan dipakai. Bahan ini mudah dicetak pada berbagai kondisi, tahan panas

dan kedap air, dapat dibuat dalam beraneka warna. Jenis ini banyak dipakai

sebagai bahan pelindung, pelapis, pengikat batu gerinda dan bahan

campuran untuk lem logam dan gelas dan produk-produk cetak lainnya,

seperti rumah radio, tusuk kontak listrik, tutup botol, tangkai pisau,dan lain

lain.

2. Resin amino.

Bahan ini dapat berbentuk tepung atau larutan untuk bahan pelapis dan

sejenisnya. Resin yang terpenting ialah formaldehida urea dan formaldehida

melamin. Untuk meningkatkan sifat mekanik dan listrik dapat ditambahkan

pengisi. Karena melamin mempunyai sifat mampu alir yang sangat baik,

melamin dicetak transfer untuk sendok garpu, bagian dari perapian, dudukan

lampu, kancing, rumah jam dan lain lain.

3. Resin furan

Bahan ini diperoleh dengan memproses limbah pertanian seperti tongkol

jagung, kulit padi dan biji kapas dengan suatu kimia tertentu. Bahan resin

yang dihasilkan dapat dengan mudah mengalir pada temperatur rendah dan

mengeras kembali dengan cepat pada temperatur sedikit lebih rendah. Warna

produk agak tua, kedap air dan mempunyai sifat-sifat listrik yang baik. Resin


4/29

furan dapat digunakan pula sebagai pengikat inti pasir, pengeras campuran gip

dan pengikat berbagai produk yang terdiri dari campuran grafit.

4. Melamin.

Resin melamin atau formaldehide melamin adalah sintesa dari karbida

kalsium dengan nitrogen. Resin ini dibuat untuk mengisi sifat fisis dan

listrik resin amino dan penol. Resin ini mempunyai dielektris tinggi, tahanan

loncatan listrik tinggi serta tahan panas yang tinggi, rendah sifat absorbsi air.

Karena sifatnya jenis ini banyak dipakai untuk alat telepon, blok terminal dan

pemutus arus listrik. Juga dipakai sebagai pelapis, alat-alat makan, kancing

baju, pemegang lampu dan isolasi.

5. Epoksida.

Resin epoksida dibuat pertama kali di Amerika Serikat, digunakan untuk

pengecoran, pelapisan, pencetakan, perlindungan bagian-bagian listrik,

campuran cat dan perekat. Resin yang telah diawetkan mempunyai sifat tahan

kimia yang baik, sifat listrik yang baik, kuat, daya ikat pada logam dan gelas

yang baik dan stabilitas dimensi yang baik. Bahan ini dapat juga digunakan

untuk menbuat panel sirkuit cetak, tangki, jig dan cetakan tekan untuk

pembentukan logam ( resin tahan aus dan tahan kejut).

6. Silikon.

Polimer dengan dasar silikon berbeda dalam materialnya dengan bahan plastik

lainnya dengan bahan dasar atom karbon. Sifat-sifat yang menonjol adalah

tahan panas yang tinggi, stabilitas sifat pada temperatur tinggi, sifat elektris

yang baik dan kedap air. Beberapa jenis minyak dan gemuk yang memakai

campuran silikon dapat berfungsi pada temperatur -40 sampai 260 C. Silikon

resin dapat dicetak, sebagai pelapis atau diproses menjadi lempengan atau

blok busa. Pemakaian lain meliputi karet silikon untuk gasket, penyambung

listrik, pelindung alat-alat elektronika. Resin silikon dibentuk secara cetak

tekan, cetak transfer, ekstrusi atau dicor


5/29

1.4Bahan Termoplastik

Bahan bahan termoplastik yang diperdagangkan dalam jumlah besar meliputi

material- material :

1. Selulosa.

Bahan ini banyak dipakai karena bahan baku pembuatnya mudah didapat,

yaitu material yang berserat seperti kapuk dan kayu. Bahan ini sangat kuat dan

dapat diberi berbagai warna. Selulosa nitrat memiliki sifat ulet yang besar,

mudah terbakar, pengibas air dan bewarna bening, dipakai untuk pena tulis,

bola pimpong, perhiasan, pegangan sikat gigi dan lain lain. Selulosa asetat

mempunyai kekuatan mekanis yang cukup dan mudah dibentuk menjadi

lembaran atau dicetak injeksi, cetak tekan , ekstrusi dan bahan stabil. Dipakai

untuk pengepak, mainan, kenop, rumah lampu baterai, panel radio dan batang-

batang ekstrusi. Jenis selulosa yang lain seperti selulosa asetat butirat, etil

selulosa, selopen.

2.

Polisteren.Bahan yang cocok untuk dicetak injeksi dan ekstrusi. Sifat yang menonjol

adalah berat jenis rendah, bewarna mulai dari bening sampai gelap, tahan air

dan sifat isolasi tinggi. Sifat terakhir ini membuat bahan ini banyak dipakai

sebagai isolasi menggantikan karet. Pemakaian lainnya meliputi, kotak aki,

piring, bagian radio, lensa dan tegal dinding.

3. Polietilen.

Bahan ini memiliki fleksibilitas pada temperatur ruang dan temperatur rendah,

kedap air, tahan terhadap zat kimia, dapat disambung dengan dipanaskan dan

dapat bewarna-warni. Jenis ini yang mempunyai berat jenis antara 0,91

sampai 0,96 terapung diatas air. Harganya murah dan baik untuk bahan

pengemas dan botol tekan (karena kedap air). Produk bahan ini meliputi


6/29

cetakan es, bak pencuci film, kain, lembaran pembungkus, botol susu bayi,

selang air, kabel koaksial dan bahan isolasi untuk frekuensi tinggi.

4. Resin vinil.

Resin finil yang banyak beredar di pasar mencakup jenis polivinil klorida,

polivinil butirat dan polivinilidenklorida. Ketiganya merupakan bahan

termoplastik yang dibentuk menjadi berbagai jenis produk melalui proses

cetak tekan atau cetak injeksi, ekstrusi atau cetak tiup. Resin vinil sangat baik

untuk pelapis permukaan dan untuk lemmbaran yang kaku dan fleksibel.

Polivinil butirat adalah resin yang jernih dan liat dan biasanya digunakan

sebagai bahan pelapis antara pada gelas keamanan, jas hujan, tangki dan

produk cetak yang fleksibel. Bahan ini tahan kelembaban, mudah melekat dan

stabil terhadap cahaya dan panas. Polivinil klorida mempunyai daya tahan

yang baik terhadap berbagai pelarut dan tidak mudah terbakar. Digunakan

sebagai bahan menggantikan karet, jas hujan, kemasan dan botol cetak tiup.

Poliviniliden klorida digunakan untuk pengemas makanan dan pipa. Busa

vinil digunakan sebagai pelampung, jok dan lapisan pelindung.

5.

Resin akrilik.Resin ini sangat penting karena memiliki daya tembus cahaya yang sangat

baik, mudah dibuat dan tahan terhadap kelembaban. Resin akrilik yang paling

banyak digunakan ialah metil metakrilat, dan lazim dikenal dengan nama,

dagang Lucite (du Pont) dan Plexiglas (Rohm Haas). Bahan ini dapat dibentuk

secara cor, ekstrusi, cetak atau tarik bentuk. Banyak digunakan antara lain

sebagai jendela pesawat terbang, pintu, penutup alat pengukur, alat

kecantikan, model transparan dan penutup tembus pandang.

6.

Karet tiruan.

Karet tiruan merupakan karet buatan manusia yang mempunyai nama-nama

antara lain Thiokol, Neopren, GR-S, Buna N, Butil dan karet silikon secara

komersiel dikenal. Jenis GR-S merupakan karet tiruan yang paling banyak

diproduksi, karena sangat cocok untuk ban kendaraan dan meru:pakan suatu


7/29

kopolimer dari butadiena dan stirena yang dapat diolah sehingga mencapai

kekerasan yang diinginkan. Kekuatan GR-S dapat dinaikkan dengan

menambah karbon hitam dan untuk ban khusus dicampur dengan karet alam.

Buna N atau karet nitrid (kopolimer butadien akrilonitril) banyak digunakan

untuk slang oli, gasket dan diafragma, karena memiliki daya tahan terhadap

oli. Kadangkala dicampur dengan phenol dan plastik vinil. Thiokol atau

posulfida organik sangat tahan terhadap minyak, oli dan dan cat dan juga

tahan terhadap sinar matahari. Oleh karenanya cocok untuk slang, sol sepatu,

pelapis kain dan lapisan isolasi. Produk dapat dicetak dalam mesin plastik.

Polimer kloropen dibuat dari batu bara, batu kapur, air dan garam. Kalsium

karoida dibuat dari batu bara dan batu kapur bila ditambah air membentuk gas

karbid (C2H2). Gas ini bila dicampur dengan hidrogen klorida membentuk

kloropen yang bila berpolimerisasi berubah menjadi neopren. Karena

memiliki sifat tahan terhadap oli, panas dan sinar matahari dipakai untuk

membuat konveyor, sol sepatu, baju pelindung, isolasi, slang, rol cetak, ban

luar dan dalam dan bahan pengikat roda, gerinda. Neopren mempunyai

kegunaan yang lebih luas dari jenis karet tiruan lainnya dan dapat

menggantikan karet alam hampir pada semua bidang pemakaian. Butil suatu

kopolimer isobutilen mempunyai sifat seperti karet alam. Karena kekakuan,

tahan abrasi dan permeabilitas yang rendah, maka bahan ini banyak dipakai

untuk ban dalam. Penggunaan lainnya meliputi slang uap, ban konveyor untuk

material panas dan bahan lapisan tangki.


8/29

1.5Sifat dan Jenis Plastik

Masing-masing plastik memiliki sifat-sifat yang berbeda, berikut beberapa

karakteristik sifat plastik.

1. PET atau PolyEthylene Terephthalate

Adalah Jenis Plastik yang hanya bisa sekali pakai, seperti biasa Botol air

Mineral dan hampir semua Botol minuman lainnya. PET bersifat jernih, kuat,

tahan bahan kimia dan panas, serta mempunyai sifat elektrikal baik yang Jika.

Pemakaiannya dilakukan secara berulang, terutama menampung air panas,

lapisan polimer botol meleleh mengeluarkan zat karsinogenik dan dapat

menyebabkan Kanker. Pengunaan PET sangat luas antara lain : Botol-botol

untuk air mineral, soft drink, kemasan sirup, saus, selai, minyak makan.

2. HDPE atau High Density PolyEthylene

Merupakan Jenis Plastik yang aman jika dibandingkan dengan Jenis Plastik

PET karena memiliki sifat tahan terhadap suhu tinggi. Sering dipakai untuk

Botol susu yang berwarna putih susu, Tupperware, Botol Galon air minum,

dan lain-lain. Meski demikian, jenis plastik disarankan untuk tidak dipakai

berulang.

3. PVC atau PolyVinyl Chloride

Merupakan Jenis Plastik yang sulit didaur ulang, seperti botol-botol Plastik

dan Plastik Pembungkus. Jangan gunakan Plastik jenis ini untuk membungkus

makanan karena jenis plastik ini memiliki kandungan PVC atau DEHA yang

berbahaya untuk Ginjal dan Hati.

4. LDPE atau Low Density PolyEthylene

Merupakan Jenis Plastik yang bisa didaur Ulang, baik dipakai untuk tempat

minuman maupun makanan.

5. PP atau PolyPropylene

Memiliki sifat tahan terhadapbahan kimia (chemical Resistance) yang baik

tetapi ketahan terhadap pukul (Impact Strenght) rendah. Juga baik digunakan


9/29


10/29

Cetak tiup/Blowing

Thermoforming/vacum forming

Pengerjaan bahan plastik dengan penguat serat.

Rotate casting

Expanding foming

Spinning

Blow film

Proses pengerjaan untuk Thermosetting :

Hand lay up

RIM (Reaction Injection Moulding)

Compression molding

Transfer moulding

Casting

Spraying

1.6.1 Pengerjaan Permesinan

Pada prinsipnya pengerjaan plastik dengan permesinan dapat dikerjakan

dengan pengerjaan logam/kayu yang biasa, hanya harus mengadakan perubahan

pada alat potong. Hal yang harus diperhatikan adalah sifat plastik yang sensitif

terhadap panas dibanding logam. Dapat melakukan proses pemotongan sedikit-sedikit dengan kecepatan potong yang tinggi dan pemakanan rendah.

Beberapa pengerjaan yang termasuk pengerjaan permesinan,

Memotong

Kikir


11/29


12/29

untuk membentuk bentuk yang sangat panjang dengan jumlah besar, lalu dapat

dipotong-potong dengan bentuk menjadi kecil-kecil. Ekstrusi dapat menghasilkan

tingkat output tertinggi dari setiap proses plastik misalnya, pipa telah dibentuk di

tekanan 2000 lb / h (900 kg / jam).

1.6.4

Injeksi

Proses pembentukan produk berbahan plastik dengan cara menginjeksikan

atau menyuntikan plastik cair kedalam sebuah rongga cetak yang kemudian

didinginkan dan dikeluarkan dari rongga cetak. Material dari proses ini adalah plastik

dengan bentuk granula ( butiran kecil ), powder ataupun larutan. Pengerjaan ini

menggunakan cetakan tertutup.


13/29

1.6.5 Blowing

Blow molding atau blow forming adalah suatu proses pembuatan plastik

(termoplastik) yang bentuknya memiliki rongga rongga pada bagian tengah dari

produk. Plastik cair pada proses ini berbentuk pipa kemudian dimasukan kedalam

cetakan lalu ditiup hingga menempel pada dinding cetakan. Pada hasil cetakanya,

proses ini cenderung memiliki ketebalan dinding yang tidak merata dan umumnya

produk berupa silinder.

Proses ini terdiri dari pembentukan sebuah tabung (disebut parison) dan

memasukkan udara atau gas lain yang menyebabkan tabung tersebut mengembang

menjadi berongga, tertiup bebas sesuai cetakan untuk membentuk menjadi produk

dengan ukuran dan bentuk tertentu. Parison secara tradisional dibuat oleh proses

ekstrusi.

Contoh Produk dengan proses Blowing :

Botol-botol minuman; segala produk yang berbentuk botol/silinder.


14/29

1.6.6

Thermoforming / Vacum Forming

Thermoforming adalah salah satu metode dan banyak dipakai dalam

memproses material plastik. Produk dari proses Vacuum Forming sangat banyak dan

memegang peranan penting dalam kehidupan sehari-hari.

Thermoforming adalah pembentukan lembaran plastik menjadi bagian-

bagian melalui aplikasi panas dan tekanan. Tooling untuk proses ini adalah yang

paling murah dibandingkan dengan proses plastik lainnya. Juga dapat menampung

bagian lembaran yang sangat besar serta bagian-bagian kecil.


15/29

1.6.7

Pengerjaan bahan plastik dengan penguat serat.

Plastic dengan penguat serat ini adalah resin dengan rambahan penguat dari

serat, contohnya resin polyster dan Resin Epoxid, sedang penguatnya misalnya dari

seart gelas.

Dimana untuk memprosesnya ada beberapa cara antara lain :

o Laminasi dengan tangan

o Pengerjaan serat semprot

o Press dingin

o Press panas

o Laminasi kotinyu

o Sentrifugal

o Pengerjaan Elektrostatik

1.6.8 Rotate casting

Rotational Molding Process adalah salah satu proses pembentukan plastic.

Biasa juga disebut rotomoulding biasanya menggunakan temperature yang tinggi,

tekanan rendah (low pressure) dalam metode manufakturingnya yang

mengkombinasikan panas dan perputaran bi-axial (bi-axial rotation).


16/29

Dalam proses ini, bubuk digilas halus dan dipanaskan dalam cetakan yang

berputar sampai meleleh. Jika bahan cair yang digunakan, proses ini sering disebut

lumpur salju molding. Resin yang melebur akan seragam dalam melapisi permukaan

dalam cetakan.

1.6.9 Expanding foming

Dalam proses expanding/foaming matrial plastik dapat dikembangkan/

diperpanjang/ dipeluas. Campuran resin yang mengandung katalis dan bahan kimia

yang dapat membantu proses perpanjangan (expanding) ditempatkan pada sebuah

cetakn dimana ia akan memanjang kestruktur yang berbentuk sel. Polyurethanes,

polyethers, ureaformaldehida, polyvinys, dan phenoliks adalah bahan-bahan yang

sering dikerjakan dengan cara ini. Perlengkapan flotasi, spoges, kasur-kasur, dan

bantalan pengamanan adalah contoh dari yang sering dibuat dengan cara ini.


17/29

1.6.10 Spinning

Spining dari plastic bisa dipanaskan dimulurkan, ditark, menjadi serabut,

kemudian dipintal menjadi benang bisa lebih kuat.

Contoh: kain tas, jaring, gelasan,jala ikan

1.6.11 Blow film

Proses blown film adalah proses pembentukan plastik berongga dengan carameniupkan udara bertekanan ke material plastik hasil ekstrusi melalui cincin udara

(air ring). Material plastik yang digunakan biasanya adalah PE (LDPE & HDPE).


18/29

1.7 PROSES PENGERJAAN PLASTIK THERMOSETTING

1.7.1

Hand Lay Up

Hand Lay Up adalah proses pengerjaan plastic secara manual dengan mold

sebagai cetakkan dibentuk sedemikian rupa, lalu dilapisi lapisan pemisah ( release

agent) sehingga cairan resin dan cetakkan tidak menempel, lalu dilapisi cairan resin.


19/29


20/29

1.7.3 Compression Mold

Compression mold adalah suatu metoda pembentukan plastic dengan cara

memanaskan cavity terlebih dahulu. Ada 4 tahap pada compression mold, pertama

letakan bahan plastic pada cavity yang sudah dipanaskan, ditekan, dimampatkan, dan

kemudian dikeluarkan. Kontruksi utamanya adalah punch(cavity), core(inti),dan

system ejection.

Contoh produk dari proses ini adalah : Sakelar , batu gerinda, stop kontak.


21/29

1.7.4 Transfer Molding

Seperti compression mold, dimana pada proses ini jumlah material (pada

umumnya thermoset plastik) terukur dan dimasukkan sebelum molding beroprasi(saat

cavity terbuka). Material dipanaskan dulu kemudian disimpan pada pot. Kemudian

material ditekan dan keluar melalui sprue dan runner,material mengisi Cavity. Pada

saat material(produk) dikeluarkan(ejector) scrap bekas sprue dan runner lepas dari

produk.

1.7.5 Casting

Casting adalah proses pembentukan produk plastik dengan cara memasukan

plastik panas kedalam cetakan kemudian cetakan diberikan tekanan. Tetapi berbeda

dengan proses injeksi. Material plastik yang biasa digunakan adalah PE,PVC,ataupun

PP.


22/29

Contoh produk :proses pembuatan press tool, JF, moulding

1.7.6 Spraying

Proses spraying adalah proses penyemprotan material plastik yang biasanya

digunakan pada logam, agar material logam dapat lebih tahan terhadap korosi dan

terlihat lebih bagus.

Kaedah semburan pada dasarnya, mempunyai ciri-ciri pengendalian yang

sarna dengan Kaedah Hand Lay Out, hanya yang membedakan adalah material

plastiknya. Kaedah pembuatan ini adalah sesuai digunakan untuk menghasilkan


23/29

volume produk yang besar dan mementingkan faktor masa, ciri produk nya adalah

luas permukaan yang besar. Jenis plastic yang digunakan adalah berbentuk benang

(continuous roving). Dalam proses semburan, bahan material akan keluar dari nozel

masing-masing. Gel perlu disembur terlebih dahulu pada permukaan acuan seperti

proses yang terdapat pada kaedah Hand lay up.

1.8 Pengertian Material 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, logam alloy,

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.


24/29

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 berupaglass fibers, carbon

fibers, aramid fibers(polyaramide), 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

pelindungfiller(pengisi) dari kerusakan eksternal.

b. Filler(pengisi), berfungsi sebagai Penguat dari matriks.

1.9

Bahan Komposit

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 partikelpartikel yang diikat oleh matrik. Bentuk


25/29

partikel ini dapat bermacammacam 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.

1.9.1 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.

1.9.2 Bahan Komposit Serat

Bahan komposit serat terdiri dari seratserta 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

1.9.3

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.


26/29

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:

1.9.3.1Komposit Matrik Polimer (Polymer Matri x CompositesPMC)

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.


27/29

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

1.9.3.2Komposit Matrik Logam (Metal Matri x CompositesMMC)

Bahan ini menggunakan suatu logam seperti aluminium sebagai matrik dan

penguatnya dengan serat sepertisilikon 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


28/29

b. Mempunyai titik lebur yang rendah

c. Mempunyai densitas yang rendah.

4. 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

1.7.3.3Komposit Matrik Keramik (Ceramic M atri x Composites

CMC)

Bahan ini menggunakan keramik sebagai matrik dan diperkuat dengan serat

pendek, atau serabut-serabut (whiskers)dimana terbuat darisilikon 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


29/29

c. Hanya untuk aplikasi tertentu

1.7.4 Kelebihan dan Kekurangan Material Komposit

1.7.4.1 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.

1.7.4.2 Kekurangan Material Komposit

a. Tidak tahan terhadap beban shock (kejut) dan crash (tabrak)

dibandingkan dengan metal.

b. Kurang elastis

c. Lebih sulit dibentuk secara plastis.

pembentukan plastik dan material komposit

Documents