Satu mulut sejuta kata

We just have a mouth that can say a million words, so don't tell a lie

Satu mulut sejuta kata header image 2

PANDUAN UNTUK KOMPOSIT

September 27th, 2008 · 38 Comments

Pada umumnya bentuk dasar suatu bahan komposit adalah tunggal dimana merupakan susunan dari paling tidak terdapat dua unsur yang bekerja bersama untuk menghasilkan sifat-sifat bahan yang berbeda terhadap sifat-sifat unsur bahan penyusunnya. Dalam prakteknya komposit terdiri dari suatu bahan utama (matrik – matrix) dan suatu jenis penguatan (reinforcement) yang ditambahkan untuk meningkatkan kekuatan dan kekakuan matrik. Penguatan ini biasanya dalam bentuk serat (fibre, fiber).

Sekarang, pada umumnya komposit yang dibuat manusia dapat dibagi kedalam tiga kelompok utama:
1. Komposit Matrik Polimer (Polymer Matrix Composites – PMC)
2. Komposit Matrik Logam (Metal Matrix Composites – MMC)
3. Komposit Matrik Keramik (Ceramic Matrix Composites – CMC)

Komposit Matrik Polimer (Polymer Matrix Composites – PMC) – Bahan ini merupakan bahan komposit yang sering digunakan disebut, Polimer Berpenguatan Serat (FRP – Fibre Reinforced Polymers or Plastics) – bahan ini menggunakan suatu polimer-berdasar resin sebagai matriknya, dan suatu jenis serat seperti kaca, karbon dan aramid (Kevlar) sebagai penguatannya.
Komposit Matrik Logam (Metal Matrix Composites – MMC) – ditemukan berkembang pada industri otomotif, bahan ini menggunakan suatu logam seperti aluminium sebagai matrik dan penguatnya dengan serat seperti silikon karbida.
Komposit Matrik Keramik (Ceramic Matrix Composites – CMC) – digunakan pada lingkungan bertemperatur sangat tinggi, bahan ini menggunakan keramik sebagai matrik dan diperkuat dengan serat pendek, atau serabut-serabut (whiskers) dimana terbuat dari silikon karbida atau boron nitrida

Komposit Matrik Polimer

Sistem resin seperti epoksi dan poliester mempunyai batasan penggunaan dalam manufaktur strukturnya, dikarenakan sifat-sifat mekanik tidak terlalu tinggi dibandingkan sebagai contoh sebagian besar logam. Bagaimanapun, bahan tersebut mempunyai sifat-sifat yang diinginkan, sebagian besar khususnya kemampuan untuk dibentuk dengan mudah kedalam bentuk yang rumit.
Bahan seperti kaca, aramid dan boron mempunyai kekuatan tarik dan kekuatan tekan yang luar biasa tinggi tetapi dalam ‘bentuk padat’ sifat-sifat ini tidak muncul. Hal ini berkenaan dengan kenyataan ketika ditegangkan, serabut retak permukaan setiap bahan menjadi retak dan gagal dibawah titik tegangan patah teoritisnya. Untuk mengatasi permasalahan ini, bahan diproduksi dalam bentuk serat, sehingga, meskipun dengan jumlah serabut retak yang terjadi sama, serabut retak tersebut terbatasi dalam sejumlah kecil serat dengan memperlihatkan sisa kekuatan teoritis bahan. Oleh karena itu seikat serat akan mencerminkan lebih akurat kinerja optimum bahan. Bagaimanapun juga satu serat dapat hanya memperlihatkan sifat-sifat kekuatan tarik sesuai panjang serat, seperti halnya serat dalam suatu tali.

Jika sistem resin dikombinasikan dengan serat penguat seperti kaca, karbon dan aramid, sifat-sifat yang luarbiasa dapat diperoleh. Matrik resin menyebarkan beban yang dikenakan terhadap komposit antara setiap individu serat dan juga melindungi serat dari kerusakan karena abrasi dan benturan. Kekuatan dan kekakuan yang tinggi, memudahkan pencetakan bentuk yang rumit, ketahanan terhadap lingkungan yang tinggi dengan berat jenis rendah, membuat kesimpulan komposite lebih superior terhadap logam dalam banyak aplikasi.

Bila Komposit Matrik Polimer mengabungkan sistem resin dan serat penguat, sifat-sifat yang dihasilkan bahan komposit akan memadukan beberapa hal sifat-sifat yang dimiliki oleh resin dan yang dimiliki oleh serat.

Secara umum, sifat-sifat komposit ditentukan oleh:
1. Sifat-sifat serat
2. Sifat-sifat resin
3. Rasio serat terhadap resin dalam komposit (Fraksi Volume Serat – Fibre Volume Fraction)
4. Geometri dan orientasi serat pada komposit

Bahan komposit dibentuk pada saat yang sama ketika struktur tersebut dibuat. Hal ini berarti bahwa orang yang membuat struktur menciptakan sifat-sifat bahan komposit yang dihasilkan, dan juga proses manufaktur yang digunakan biadanya merupakan bagian yang kritikal yang berperanan menentukan kinerja struktur yang dihasilkan.

Pembebanan
Terdapat empat beban langsung utama dimana setiap bahan dalam suatu struktur harus menahannya: tarik, tekan, geser/lintang dan lentur

Tarik
Gambar dibawah memperlihatkan beban tarik yang diterapkan pada suatu komposit. Reaksi komposit terhadap beban tarik sangat tergantung pada sifat kekakuan dan kekuatan tarik dari serat penguat, dimana jauh lebih tinggi dibandingkan dengan resinnya.

Tekan
Gambar dibawah ini memperlihatkan suatu komposit dibawah beban tekan. Disini sifat daya rekat dan kekakuan dari sistem resin adalah penting, sebagaimana resin menjaga serat sebagai kolom lurus dan menjaganya dari tekukan (buckling)

Geser/Lintang
Gambar dibawah ini memperlihatkan suatu komposit dikenakan beban geser. Beban ini mencoba untuk meluncurkan setiap lapisan seratnya. Dibawah beban geser resin memainkan peranan utama, memindahkan tegangan melintang komposit. Untuk membuat komposit tahan terhadap beban geser, unsur resin harus tidak hanya mempunyai sifat-sifat mekanis yang baik tetapi juga daya rekat yang tinggi terhadap serat penguat.

Lenturan
Beban lentursebetulnya merupakan kombinasi beban tarik, tekan dan geser. Ketika beban seperti diperlihatkan, bagian atas terjadi tekan, bagian bawah terjadi tarik dan bagian tengah lapisan terjadi geser.

Sistem-sistem Resin

Apapun sistem resin yang digunakan dalam bahan komposit akan memerlukan sifat-sifat berikut:
1. Sifat-sifat mekanis yang bagus
2. Sifat-sifat daya rekat yang bagus
3. Sifat-sifat ketangguhan yang bagus
4. Ketahanan terhadap degradasi lingkungan bagus

Sifat-sifat Mekanis Sistem Resin
Gambar dibawah memperlihatkan kurva tegangan/regangan untuk suatu sistem resin ideal. Kurva untuk resin menunjukkan kekuatan puncak tinggi, kekakuan tinggi (ditunjukkan dengan kemiringan awal) dan regangan tinggi terhadap kegagalan. Hal ini berarti bahwa resin pada awalnya kaku tetapi pada waktu yang sama tidak akan mengalami kegagalan getas.

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

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

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

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

Tags: Komposit

38 responses so far ↓

  • 1 joe // Oct 19, 2008 at 20:40

    makasi banget mas,butuh bangetr buat presentasi

  • 2 Kus Hardoyo // Nov 19, 2008 at 14:04

    Pada diagram Teg. dan Reg. diatas, komposit mengalami deformasi plastis yang begitu panjangnya ( regangan ). Diagram diatas untuk resin dan fiber jenis apa? karena sejauh pengalaman saya di UPR & Fiberglass, setelah tercapai beban puncak, langsung drop dan putus.
    Makasih.
    Salam,

  • 3 ellyawan // Nov 21, 2008 at 10:11

    Betul itu mas, diagram teg-reg yang saya postkan disitu perbandingannya tidak sesuai hanya untuk menunjukkan adanya deformasi plastik saja. Saya pernah menguji untuk serat nilon continuous dengan fraksi berat resin yang lebih kecil bisa didapat deformasi plastik yang cukup besar, kemudian serat nabati semisal kelapa juga menghasilkan deformasi plastik cukup (walaupun lebih rendah dari nilon). Mungkin pemilihan serat dan perbandingan fraksi beratnya yang harus dicermati. 😎

  • 4 kipson // Nov 23, 2008 at 10:24

    aku mahasiswa semerter akhir di universitas lampung lagi bingung nih tentang sikripsi. sikripsi sayq tentang komposit kaca. memang masih baru tapi saya lagi mencoba.. buat yang ada referensi tentang komposit kaca tolong di kirim ke email saya
    Soneo_24@yahoo.com
    terimakasih

  • 5 Muh. Risal Mallombasi // Nov 25, 2008 at 11:33

    Mas, sy mau tanya tentang contoh gambar alat Hidrolik Kompaksi (Mechanical Hydraulic Pressing) yang dipakai untuk menge-press bahan MMC Al-TiO2…

    Terima kasih…

    ^_^

  • 6 niawati d // Nov 26, 2008 at 10:12

    Kalo boleh tau nilai tengangan geser untuk plastik seperti ember, cangkir dan botol kemasan air minumberapa nya?

  • 7 ellyawan // Nov 26, 2008 at 10:49

    mas Kipson, apa yang anda maksud komposit kaca adalah Komposit Bermatrik Keramik? (CMC), kalo iya berarti anda harus melihat disumber yang berdasar keramik.

    Mas Risal, apakah bahan baku Al-TiO2 yang anda pakai adalah serbuk? kalo iya bisa anda gunakan Universal Machine Testing, saya pernah mencoba dgn bhn dasar Al tanpa pemanasan butuh antara 8 – 9 Ton gaya (luas area hanya sebesar koin 500), sedang dengan pemanasan 200 drajat hanya 6-7 T saja.
    Kalo bahan Al merupakan cast, maka kita harus pake mesin injeksi untuk mencetaknya. Pencampuran menggunakan dapur krusible.

    Mba Nia, teg tarik untuk ember (terbuat dari apa ni?) saya anggap dari polyesteratau vinylester sekitar 5 MPa, sedang kalo dr epoxy sekitar 6 MPa. Nah tegangan geser biasanya antara 0,5 – 0,7 teg tarik tergantung kondisi penarikan dan dimensi bendanya.

    😉

  • 8 kus hardoyo // Dec 4, 2008 at 21:37

    mas rizal, sharing aja…klo di salemba, kompaksi pake dongkrak dgn indikator pressure gauge. mungkin lbh murah.

  • 9 kipson // Dec 5, 2008 at 16:11

    komposit saya bukan kaca keramik. sikripsi saya mengenai PENGARUH PENGUATAN PARTIKEL KACA PADA PENINGKATAN SIFAT MEKANIK KOMPOSIT BERMATRIK RESIN POLIESTER. disini saya menggabung partikel/serbuk kaca dengan resin poliester dan terbentuk komposit kaca. serbuk kacanya diperoleh dari sampah kaca/beling. yg membuat saya bingung penelitian mengenai partikel kaca sebelumnya belum ada, kalo mas ellyawan tau mengenai penelitian yg seperti ini kasih tau ya. saya butuh bangat sebagai panduan sikripsi saya.
    Terima Kasih ya..

  • 10 Fanotti // Dec 17, 2008 at 04:02

    Tolong pembahasan tentang MMC dan CMC lebih detil lagi dong.. makasih sblomnya.

  • 11 mitha // Jan 14, 2009 at 22:45

    halo,,
    saya mahasiswi fkg
    skarang saya sdang menulis skripsi (duh doakan kelar pada waktunyah yha)
    nah saya menulis ttg resin komposit nanofilled
    dengan dibandingkan dengan resin komposit hybrid dalam hal nilai shringkage nya setelah di light cured.
    boleh minta tolong, bila ada yg punya bahan2, ato referensi2 ttg kedua jenis resin tersebut, trutama ttg resin nanofilled, tolong di email ke saya
    monstermitik@yahoo.com
    terimakasih banyak….

  • 12 ellyawan // Jan 15, 2009 at 10:15

    Harus rajin membuka http://www.sciencedirect.com mba.. setiap minggu ada jurnal yang free.. Semoga cepat dapat referensi dan lancar skripsinya..

  • 13 lian // Jan 28, 2009 at 06:16

    hai temen, klo da yang punya referensi ttg komposisi dari GC FUJI II hubungi aku ya, makasih
    zica_dahliandari@yahoo.co.id

  • 14 andyansyah // Mar 2, 2009 at 02:29

    hai teman-teman, saya mau mulai TGA ne,, ada ga judul yang cocok tentang komposit?
    bingung ne nyari judul nya,,plz help me

  • 15 andyansyah // Mar 2, 2009 at 02:31

    kalo ada email ya?
    andhy_ansyah@yahoo.com

  • 16 Kian // Mar 3, 2009 at 14:37

    mau nanya. Nilai tegangan dari komposit fiberglass epoksi menurut saipaganu? mohon bantuannya ya….penting bgt

  • 17 ellyawan // Mar 3, 2009 at 15:50

    Andhy, kalo cuman judul tapi tidak pas dengan pemikiranmu bagaimana? Mending anda berikan komposit jenis apa yang jadi konsentrasimu trus peralatan (uji) apa yang tersedia, gitu.. Jadi yang mau mbantu juga lebih pas.. Semoga sukses..

  • 18 ellyawan // Mar 3, 2009 at 16:18

    Kian, coba cek ke http://www.matweb.com/search/datasheet.aspx?matguid=ac621a543a344e26ae9f2d601c997095&ckck=1 siapa tahu itu yang dicari…

  • 19 ellyawan // Mar 3, 2009 at 16:26

    To Kian: eh saipaganu tuh siapa? ada lagi yang bisa diunduh http://en.allexperts.com/q/Composite-Materials-2430/2008/12/fiberglass-properties-2.htm Sukses slalu..

  • 20 Kus Hardoyo // Mar 5, 2009 at 14:58

    Permisi pak Ellyawan sy mo kasih input buat mas andyansyah,
    Kalo mau bisa dimanfaatkan oleh sektor industri secara langsung ada bbrp topik misalnya:
    1. Komposit dengan biaya yang lebih murah, baik material maupun proses costnya.
    2. Improvement quality, misal perilaku srinkage karena proses polimerisasi, yg mengakibatkan produknya deformasi ( jawa: ngulet/mlintir) dan bagaimana menguranginya deffect tsb.
    3. banyak lagi , misal material filler lokal dll.
    topik diatas akan sangat bermanfaat di industri saat ini. Lebih baik jgn muluk-mulukdengan material import karena cenderung akan menjadi arsip, hehehe… thank’s pak Ellyawan. Salam…

  • 21 ellyawan // Mar 5, 2009 at 15:20

    Maturnuwun Mas Kus, informasinya pas sekali. Sekarang baru dikembangkan filler dan matrik dari bahan organik, jadi lahan dibagian ini masih terbuka untuk dijadikan judul penelitian.

  • 22 Dyn // Mar 13, 2009 at 11:42

    Apasih bedanya kaca dengan serat gelas?
    mungkin dari struktur pembentuknya atau sifat-sifatnya, apakah memang berbeda?
    Plizzz di answer secepatnya y bang….. Jawab ke email juga bole : http://www.dian_cipta04@yahoo.co.id
    Makasiiiiii……..

  • 23 ellyawan // Mar 13, 2009 at 13:23

    Mas, serat gelas memang terbuat dari kaca untuk lebih pas bisa dilihat di: http://id.wikipedia.org/wiki/Kaca_serat atau http://en.wikipedia.org/wiki/Fiberglass , sayangnya untuk berbagai macam jenis serat kaca atau serat gelas komposisinya masih dirahasiakan :-(

  • 24 martin // Mar 24, 2009 at 17:16

    saya sedang membuat Komposit Matrik Polimer,saya belum ada teori tentang bahan tersebut,bole saya tahu,saya bisa dapat refrensinya dari buku apa saja.terima kasih.tolong kirim ke email ini martinusruslie@yahoo.com

  • 25 martin // Mar 26, 2009 at 23:04

    tolong bantu donk.makasi

  • 26 Patrisha // Mar 30, 2009 at 17:32

    Mas, minta tolong, kalo ada referensi rumus-rumus untuk perhitungan lentur pada balok,kolom dan pelat dengan penambahan Fiber Reinforced Polymer (FRP) bisa dikabari k saya…
    Makasih bgt mas sebelumnya atas bantuannya…

  • 27 Tommy Sutomo // Apr 14, 2009 at 16:35

    Pak Wawan,

    apa kabarnya, saya Tommy Sutomo Mesin 94..dan bekerja di salah satu provider equipment Oil&Gas di Jakarta.
    saya dari Energy. Siapa sekarang dosen energy di Kampus? Pak Joko, Kuntadi, Pak Hary, Pak Sudarsono?? saya minta alamat email beliau boleh ngga Pak?? saya ingin sharing dengan ilmu saya yang di site..saya kerja di Rotating Equipment terutama di Turbo Compressor dan Centrifugal Pumps. Ini banyak terpakai di Up-Stream, down stream Oil & Gas…..

    Thanks,
    Tommy Sutomo
    Mesin 94
    PT. John Crane Indonesia
    Cilandak Commercial Estate #401A- Jakarta
    Ph. 021-7890068
    HP: 0811-823477

  • 28 Tommy Sutomo // Apr 14, 2009 at 16:36

    Oh ya….Email saya di:
    TSutomo@johncrane.co.id

  • 29 Very Ahsyanu // Apr 16, 2009 at 10:17

    boleh tanya apakah bahan komposite mampu menahan beban impact dan beban abrasi sampai 240 ton, mohon penjelasannya soalnya saya lagi menganalisa kekuatan komposite fiber untuk digunakan sebagai pelapis pada lantai body dump truck

  • 30 firman // Apr 16, 2009 at 14:15

    mas, saya ingin membuat Tugas Akhir yang berhubugan dngn komposit matrik polimer, tetapi saya belum tau mau bikin judul apa, dan saya bisa dapat referensi dari mana saja?
    Terimakasih atas jawabannya.

  • 31 firman // Apr 16, 2009 at 14:29

    bagi yang ingin memberikan masukan tuk judul Tugas Akhir saya email ke firman_solbon@yahoo.co.id

  • 32 Ucup // Apr 20, 2009 at 16:57

    ass.pak

  • 33 yuli // Apr 21, 2009 at 13:19

    Apa kabar pak wawan,,,,,bagus juga blognya untuk nambah wawasan…. oh ya apakah komposit juga mengalami korosi

  • 34 ellyawan // Apr 21, 2009 at 13:55

    Baik-baik Cak Yuli.. Piye progress sampeyan? Isih nanggani korosi ya cak? Sukses slalu ya…

  • 35 ellyawan // Apr 21, 2009 at 13:57

    Eh lupa… Komposit juga mengalami korosi salah satunya dinamakan delamination… kehilangan lapisan, jadi akan berwarna lebih buram dan lebih tipis.. gitu..

  • 36 Nanang S // Apr 29, 2009 at 19:51

    Maaf P’ Ellyawan saya mau nambahin sedikit, Selain delaminasi masih banyak deffect lain pada FRP antara lain busa, terbakar, dll. hal ini karena proses ketika pembuatan.
    lebih detail bisa lihat di ASTM D-2583. selain itu juga faktor seleksi material resin sangat menentukan tingkat korosi. pemilihan material ini juga akan menjaga / memperpanjang life time

  • 37 firman // May 4, 2009 at 16:31

    mau tanya dong mas:
    1.) kira2 komposisi yang pas untuk membuat komposit matrik polimer dengan serat fiber tuch perbandingannya berapa yach?
    2.) apakah ada zat untuk pengering resin agar lebih cepat kering ketika dicetak?
    3.) apakah berpengaruh kepada hasil apabila saya saat pembuatan komposit saya campur dengan cet dan tiner?
    4.) apa saja contoh pelastik yang dapat didaur ulang dan plastik yang tidak dapat di daur ulang?

  • 38 ellyawan // May 15, 2009 at 15:16

    Mas Firman…
    Komposisi yang pas, nah ini yang susah.. 😎 tergantung aplikasi dari FRC tersebut, saya tuliskan artikel yang berhubungan dengan itu mikromekanik… silahkan dibaca 😎
    Zat pengering resin, mungkin yang dimaksud katalis, bisa saja diberikan tapi hati-hati reaksi katalis eksoterm (kalo tidak salah) mengeluarkan panas yang dapat merubah kemampuan seratnya..
    Komposit dicampur cat, saya belum pernah mencoba namun kalo jenis cat yang emulsinya minyak mungkin masih bisa, tiner merupakan zat pengencer jadi akan menyebabkan reaksi katalis terganggu tentunya..
    Plastik yang dapat didaur ulang, mungkin yang anda maksud polimer ya.. polimer yang dapat didaur ulang yang termoplastik sedang yang termoset tidak dapat didaur ulang udah keukeuh ikatannya.. Silahkan cek di: http://aimyaya.com/id/kesehatan/nomor-jenis-plastik-daur-ulang/
    Gitu.. maaf kalo ada yang belum pas..

Leave a Comment