18.1 Sandwich Panel Honeycomb sandwich

Transkripsi

1 18.1 Sandwich Panel Material komposit juga dapat dibuat dengan menyelipkan (to sandwich) material inti di antara dua lapisan luar yang tipis. Terdapat dua macam material yaitu : 1. Honeycomb sandwich 2. Struktur cladded sandwich (clad=clothe=membajui) Honeycomb sandwich - Struktur ini telah digunakan dalam industri penerbangan selama lebih dari 40 tahun. - Kebanyakan pesawat terbang tergantung pada konstruksi material ini. - Honeycomb saat ini banyak menggunakan aluminium paduan seperti A5052 dan A2024 atau phenolic diperkuat gelas, polyester diperkuat gelas dan material yang diperkuat oleh serat aramid.

2 Honeycomb sandwich Panel honeycomb terbuat dari Aluminium dibuat dengan mengelem dengan kuat permukaan pelat tipis aluminium ke bagian inti honeycomb yang terbuat dari aluminium paduan seperti pada Gambar 18.1 berikut ini. Struktur ini memiliki sifat kaku, kuat dan ringan. Gambar 18.1 Panel sandwich yang dibuat dengan mengikat permukaan ke permukaan aluminium paduan dari inti honeycomb (sarang madu)

3 Cladded Metal Structures Struktur cladded digunakan untuk membuat komposit dari inti logam dengan lapisan terluar yang tipis dari logam lain atau logam seperti pada Gambar 18.2 berikut. Biasanya lapisan logam terluar dirol panas dan diikatkan ke logam inti (hot-roll-bonded) untuk membentuk ikatan metalurgi (atomic diffussion) di antara lapisan luar dan inti logam bagian dalam. Jenis dari material komposit memiliki aplikasi banyak dalam industri. Sebagai contoh : aluminium paduan berkekuatan tinggi seperti 2024 dan 7075 memiliki ketahanan korosi yang relatif rendah dan dapat dilindungi dengan lapisan tipis, lunak yang memiliki ketahanan korosi yang tinggi, Al murni (A1100 atau A1050). Aplikasi lain adalah penggunaan logam yang relatif mahal untuk melindungi inti logam yang tidak mahal, seperti pada koin uang US, 10 cents dan 25 cents yang dilapisi paduan Cu-25% Ni di atas suatu inti tembaga yang kurang mahal. Gambar 18.2 Penampang melintang dari struktur logam clad (cladded metal)

4 18.2 Metal-Matrix and Ceramic-Matrix Composite Metal-Matrix Composites (MMCs) Material ini telah banyak dikembangkan dalam riset dalam waktu yang lama dan menghasilkan material dengan rasio kekuatan dan densitas yang tinggi. Kebanyakan material ini digunakan untuk industri penerbangan tetapi beberapa digunakan untuk aplikasi mobil seperti mesin mobil. Secara umum, berdasarkan sistem penguatan matriks terdapat tiga jenis MMCs yaitu : a. Continuous-fiber MMCs b. Discontinuous-fiber MMCs c. Particulate reinforced MMCs

5 Continuous-fiber Reinforced MMCs Serat kontinyu menyediakan perbaikan dalam kekakuan (tensile modulus) yang paling besar dan kekuatannya. Salah satu jenis MMCs yang pertama dikembangkan adalah aluminum alloy matrix-boron fiber reinforced system. Serat boron untuk komposit ini dibuat dari chemical vapor deposition pada substrat kawat tungsten seperti pada Gambar 18.3a. Gambar 18.3 (a) Foto kiri, filamen boron dengan diameter 100 µm meliputi inti kawat tungsten dengan diameter 12.5 µm. (b) Foto kanan, foto mikro dari suatu penampang melintang dari komposit aluminium paduan boron (perbesaran 40X)

6 Komposit Al B dibuat dengan pengepresan panas lapisan dari serat B (boron) di antara aluminium foil sehingga foil terdeformasi di sekitar seratserat dan mengikat satu sama lain. Gambar 18.3b menunjukkan penampang melintang dari komposit aluminium paduan diperkuat oleh serat Boron kontinyu. Gambar 18.3 (a) Foto kiri, filamen boron dengan diameter 100 µm meliputi inti kawat tungsten dengan diameter 12.5 µm. (b) Foto kanan, foto mikro dari suatu penampang melintang dari komposit aluminium paduan boron (perbesaran 40X)

7 Tabel 18.1 Sifat-sifat mekanis dari material komposit bermatrik logam (metal-matrix composite) Dengan penambahan 51% vol B kekuatan aksial Aluminium 6061 meningkat dari 310 hingga 1417 MPa, sedangkan tensile modulus meningkat dari 69 hingga 231 GPa. Aplikasi dari komposit Al-B meliputi beberapa bagian struktur dalam fuselage tengah pesawat ulang alik.

8 Penguatan serat kontinyu lain yang telah digunakan dalam MMCs adalah silikon karbida, grafit, alumina dan serat tungsten. Sebuah komposit Al6061 diperkuat dengan serat kontinyu SiC sedang dievaluasi untuk bagian ekor vertikal dari pesawat tempur canggih seperti pada Gambar di bawah ini. Bagian ekor vertikal dari Pesawat Tempur Canggih terbuat dari metal-matrix composite (aluminium paduan dengan penguatan silikon karbida) yang dites dengan Lockheed

9 Terima kasih kepada Para Penulis Buku yang menjadi acuan mata kuliah ini: William F. Smith, Foundations of Materials Science and Engineering, McGraw-Hill International Editions

10 Thank you for your kind attention Have a nice learning and day