Transkripsi

1 BAHAN KOMPOSIT

2

3 PENDAHULUAN HOME Komposit adalah suatu tipe material yang terjadinya karena pencampuran atau kombinasi beberapa bahan yang menghasilkan sifat-sifat tertentu yang lebih baik yang tidak dimiliki oleh bahan asalnya. Definisi Bahan komposit menurut Schwartz : 1. Tahap/Peringkat Atas Suatu bahan yang terdiri dari dua atau lebih atom yang berbeda. Ini termasuk alloy polimer dan keramik. Bahan-bahan yang terdiri dari unsur asal saja yang tidak termasuk dalam peringkat ini. 2. Tahap/Peringkat Mikrostruktur Suatu bahan yang terdiri dari dua atau lebih struktur molekul atau fasa merupakan suatu komposit. Mengikuti definisi ini banyak bahan yang secara tradisional dikenal sebagai komposit seperti kebanyakan bahan logam. Contoh besi keluli yang merupakan alloy multifusi yang terdiri dari karbon dan besi. 3. Tahap/Peringkat Makrostruktur Merupakan gabungan bahan yang berbeda komposisi atau bentuk bagi mendapatkan suatu sifat atau ciri tertentu. Dimana konstituen gabungan masih tetap dalam bentuk asal, dimana dapat ditandai secara fisik dan melihatkan kesan antara muka antara satu sama lain.

4 PENDAHULUAN HOME Komposit dapat memberikan sifat-sifat mekanis tertentu secara kombinasi seperti sifat-sifat : STIFFNESS STRENGTH WEIGHT HARDNESS HIGHT TEMPERATURE PERFORMANCE CORROSION RESISTANT Sifat maupun Karakteristik dari komposit ditentukan oleh 3 hal yaitu : 1. Material yang menjadi penyusun komposit Karakteristik komposit ditentukan berdasarkan karakteristik material penyusun menurut rule of mixture sehingga akan berbanding secara proporsional. 2. Bentuk dan penyusunan struktural dari penyusun Bentuk dan cara penyusunan komposit akan mempengaruhi karakteristik komposit. 3. Interaksi antar penyusun Bila terjadi interaksi antar penyusun akan meningkatkan sifat dari komposit.

5 PENDAHULUAN HOME

6 KOMBINASI BAHAN KERAMIK HOME LOGAM LOGAM LOGAM KERAMIK LOGAM POLYMER KERAMIK POLYMER KERAMIK KERAMIK POLYMER POLYMER Komposit digolongkan atas 3 kategori yaitu : PARTICULATED COMPOSITE FIBER COMPOSITE LAMINAR COMPOSIT Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met, Bab 8 : Hal 191

7 KOMPOSIT DIGOLONGKAN ATAS 3 KATEGORI, YAITU: Particulate Composite Fiber Composite Laminar Composite Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met, Bab 8 : Hal 191

8 PARTICULATE COMPOSIT HOME Komposit lebih dekat didefinisikan sebagai bahan yang menyatu dan memiliki sifat tertentu atau disebut dengan campuran dengan komposisi : m = f 1 ρ 1 + f 2 ρ 2 + f 3 ρ 3 = f n ρ n m = f 1 ρ 1 dimana : f = fraksi volume ρ = massa jenis. Dalam hal kapasitas panas berlaku pula kaidah ini, jadi : C = f 1 ρ 1 ( J / 0 C ) Disayangkan, bahwa ternyata kaidah campuran seperti formula di atas tidak dapat diperlukan terhadap sifat-sifat seperti : kekerasan ( hardness ) dan kekuatan ( strength )

9 APLIKASI BAHAN PARTICULATE COMPOSITE HOME Particulate Composite material banyak mengandung berbagai macam kombinasi bahan logam, keramik dan polymer. Salah satu yang terkenal adalah bahan : Cemented Carbide, yaitu bahan yang mengandung partikel-partikel keramik keras yang tersebar dalam matrik logam. Contoh : Tungsten Carbide (WC) memiliki kekerasan sangat tinggi karena itu dapat dipergunakan sebagai alat potong pahat (cutting tools) dan mampu memotong baja yang telah mengalami quenching maupun mengalami tempering sekalipun. Karbida sendiri sangat keras, karena itu sangat tepat digunakan sebagai alat potong. Lebih-lebih bahan ini memiliki temperature lebur yang tinggi pula, karenanya toleransi yang diberikan selam aproses machining akibat pengaruh temperatur dapat terpenuhi dan memenuhi persyaratan engineering process.

10 Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met, Bab 8 : Hal 193

11 A 60 K 6 V TYPE GRIT GRADE STRUCTURE STRUCTURE A Al 2 O Coarse A I Soft 1 2 Low V Glassy C SiC Medium J P Porocity B Resin C3 BN Fine Medium 3 11 R Rubber D Diamant Q Z Hard Medium E Sodium Silika High O - Oxychloride Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met, Bab 8 : Hal 194

12 Pengaruh tanah liat terhadap sifat Polyethylene Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met, Bab 8 : Hal 195 Dari grafik di samping dapat diketahui perbandingan antara tingkat elastisitas dan tingkat kekuatan. Semakin elastis bahan, maka akan semakin menurun tingkat kekuatannya. Untuk mendapatkan hasil yang maksimal, maka bahan polimer dicampur dengan tanah liat sehingga mempunyai sifat mekanis yang baik (ditunjukkan pada grafik di samping).

13 FIBER COMPOSITE HOME Fiber composite sendiri memiliki beberapa tipe dan ini tergantung dari produsen suatu negara penghasil bahan. Berhubung sampai kini Amerika Serikat adalah produsen terbesar di dunia dari bahan komposit ini, maka tipe yang akan kita bahas adalah berdasarkan produk Amerika Serikat dan menurut hasil produknya, maka terdapat 3 macam (tipe) Fiber Composit, yaitu Komposit-komposit yang memiliki basis bahan-bahan berikut ini yaitu : 1. G L A S S 2. A R A M I D 3. C A R B O N

14 GLASS FIBER Glass fiber dipergunakan untuk memperkuat matrik plastic untuk membentuk struktur komposit, sehingga memiliki sifat-sifat yang menguntungkan seperti : Kekuatan bahan yang tinggi terhadap rasio berat Dapat mempertahankan bentuknya dengan stabil Tahan terhadap panas, dingin dan kelembaban Memiliki ketahanan terhadap korosi Bahan isolator yang baik Mudah di fabrikasi dan relatif berharga rendah. Berkaitan dengan sifat-sifat di atas, maka fiber glass memiliki 2 sifat utama yaitu : E glass, huruf E disini menyatakan electrical S glass, huruf S menyatakan high strength

15 Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met, Bab 8 : Hal 198 Glass fiber manufacturing process terjadi diawali dengan bahan dasar sebagai raw glass components. Dalam posisi bahan bahan baku ini berada dalam suatu bejana, kemudian disalurkan dengan gaya beratnya sendiri masuk kedalam ruangan dijadikan molten glass kemudian menuju dapur (furnace) untuk dicairkan. Dibagian bawah dari gambar, terlihat proses diteruskan menjadi bahan siap untuk di proses lanjut menjadi : bentuk benang-benang kaca atau dapat pula diproses menjadi : bentuk anyaman yang kemudian tergulung.

16 ARMID FIBER Bahan ini termasuk composite dengan komponen aromatic polymida, yaitu fiber polymer yang tidak akan khusus di bahas disini dan hanya disajikan dalam kaitannya dengan sifatnya dibandingkan dengan fiberglass lainnya. Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met, Bab 8 : Hal 199

17 CARBON FIBER Carbon fiber composite produksinya terutama berbasis pada dua macam bahan, yaitu : PAN & P, artinya : PAN = Polyaccrylonitrile dan P = Pitch. Secara umum carbon fiber diproduksi dari bahan PAN dan melalui tahapan proses berikut ini : Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met, Bab 8 : Hal 199

18 MATRIK BAHAN KOMPOSIT HOME Berikut ini diberikan suatu matriks bahan untuk Fiber Plastik Composite Materials untuk memperbandingkan bahan baik, bahan ini satu dengan yang lainnya agar dapat dengan mudah membaca sifat-sifatnya, sehingga dalam aplikasi penggunaannya dapat membantu pemakai untuk memilih material yang dikehendaki dengan mudah dan lebih tepat. Data utama yang diperlukan adalah : SPECIFIC TENSILE STRENGTH SPECIFIC TENSILE MODULUS Kedua data-data diatas diratiokan dengan density bahan. Pada gambar diatas terdapat data : Kevlar 49, artinya Kevlar adalah bahan Armid fiber dari aromatik polyamida Kevlar 49 digunakan untuk industri : aerospace, kelautan, automotive. Sedang kevlar 29 penggunaannya untuk : Sarung ( rope ), kabel. Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met, Bab 8 : Hal 200

19 MANUFACTURING PROCESS HOME - Plated - Clade - Coated Metals - Manual Lay-up - Automated lay-up - Spray up - Filament winding - Pultrusion - Resin Transfer Molding

20 8.6 MANUFACTURING PROCESS From ref. principle of materials science, an Engineering is serve in some material manufacture process: Fiber Plastic composite materials. Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met, Bab 8 : Hal 202

21 Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met, Bab 8 : Hal 201

22 LAMINAR COMPOSITE HOME Yang termasuk dalam bahan diantaranya adalah : Coating protective surfaces, cladding, bimetals, dan lain-lain. Banyak pula bahan laminar komposit ini digunakan untuk menanggulangi korosi. Keuntungan menggunakan bahan ini adalah, bahwa harganya cukup murah memiliki sifat mekanis, yang kuat dan ringan. Kelebihan lainnya pada bahan laminar komposit ini adalah antara lain tahan abrasi, wujudnya menarik dan berkarakteristik ekspansi panas. Dengan sifat-sifat yang dimiliki seperti di atas, maka bahan laminar komposit ini memiliki masa depan yang baik sekali dalam industry menjangkau ruang lingkup yang sangat luas. Mengingat mendesaknya waktu penulisan tentang laminar composite ridak dapat terbahas pada tulisan ini dan akan disampaikan pada lanjutan diktat ini. Hanya agar mendapat gambaran singkat dibawah ini dilampirkan suatu Tabel Sifat Mekanis bahan yang termasuk dalam jajaran Laminar Composite.

23 ISOSTATIC PROCESS