METODA PEMBUATAN KOMPOSIT

Pengertian Komposit

Komposit adalah suatu material yang terdiri dari campuran atau kombinasi dua atau lebih material baik secara mikro atau makro, dimana sifat material yang tersebut berbeda bentuk dan komposisi kimia dari zat asalnya (Smith, 1996). Pendapat lain mengatakan bahwa komposit adalah sebuah kombinasi material yang berfasa padat yang terdiri dari dua atau lebih material secara skala makroskopik yang mempunyai kualitas lebih baik dari material pembentuknya (Jacob, 1994). Dari sekian banyak jenis material pembentuk komposit, semuanya dapat dikelompokkan ke dalam empat bagian, yaitu:

1. Matriks
2. Material penguat (reinforcement)
3. Material pengisi (filler)

Material komposit merupakan material non logam yang saat ini semakin banyak digunakan mengingat kebutuhan material disamping memprioritaskan sifat mekanik juga dibutuhkan sifat lain yang lebih baik misalnya ringan, tahan korosi dan ramah lingkungan.

Selain itu sifat teknologi merupakan salah satu sifat yang harus di miliki oleh material komposit tersebut. Dimana sifat teknologi adalah kemampuan material untuk dibentuk atau diproses. Prose pembuatan atau proses produksi dari komposit tersebut merupakan hal yangh sangat penting dalam menghasilkan material komposit tersebut. Banyak cara atau metoda yang di gunakan untuk menghasilkan material komposit yang di inginkan.

Metoda Pembuatan Komposit

Secara Garis besar metoda pembuatan material komposit terdiri dari atas dua cara,yaitu :

1. ·         Proses Cetakan Terbuka (Open-Mold Process)
2. ·         Proses Cetakan Tertutup (Closed mold Processes)

1.      Proses Cetakan Terbuka (Open-Mold Process)

a)      Contact Molding/ Hand Lay Up

Hand lay-up adalah metoda yang paling sederhana dan merupakan proses dengan metode terbuka dari proses fabrikasi komposit.Adapun proses dari pembuatan dengan metoda ini adalah dengan cara menuangkan resin dengan tangan kedalam serat berbentuk anyaman, rajuan atau kain, kemudian memberi takanan sekaligus meratakannya menggunakan rol atau kuas. Proses tersebut dilakukan berulang-ulang hingga ketebalan yang diinginkan tercapai. Pada proses ini resin langsung berkontak dengan udara dan biasanya proses pencetakan dilakukan pada temperatur kamar.

Kelebihan penggunaan metoda ini:

o   Mudah dilakukan

o   Cocok di gunakan untuk komponen yang besar

o   Volumenya rendah

Pada metoda hand lay up ini resin yang paling banyak di gunakan adalah polyester dan epoxies. Proses ini dapat kita lihat pada gambar berikut :

Gambar Proses Hand Lay Up

Aplikasi dari pembuatan produk komposit menggunakan hand lay up ini biasanya di gunakan pada material atau komponen yang sangat besar, seperti pembuatan kapal, bodi kendaraan, bilah turbin angin, bak mandi,perahu.

Gambar Produk yang menggunakan proses hand lay up

b)      Vacuum Bag

Proses vacuum bag merupakan penyempurnaan dari hand lay-up, penggunaan dari proses vakum ini adalah untuk menghilangkan udara terperangkap dan kelebihan resin..

Pada proses ini digunakan pompa vacuum untuk menghisap udara yang ada dalam wadah tempat diletakkannya komposit yang akan dilakukan proses pencetakan. Dengan divakumkan udara dalam wadah maka udara yang ada diluar penutup plastic akan menekan kearah dalam. Hal ini akan menyebabkan udara yang terperangkap dalam specimen komposit akan dapat diminimalkan.

Dibandingkan dengan hand lay-up, metode vakum memberikan penguatan konsentrasi yang lebih tinggi, adhesi yang lebih baik antara lapisan, dan kontrol yang lebih resin / rasio kaca.

Gambar Proses Pencetakan dengan Vacuum Bag

Aplikasi dari metoda vacuum bag ini adalah pembuatan kapal pesiar, komponen mobil balap,perahu.

Gambar Produk yang menggunakan proses vacuum bag

c)      Pressure Bag

Pressure bag memiliki kesamaan dengan metode vacuum bag, namun cara ini tidak memakai pompa vakum tetapi menggunakan udara atau uap bertekanan yang dimasukkan malalui suatu wadah elastis Wadah elastis ini yang akan berkontak pada komposit yang akan dilakukan proses. Biasanya tekanan basar tekanan yang di berikan pada proses ini adalah sebesar 30 sampai 50 psi.

Gambar Proses Pencetakan dengan Pressure Bag

Aplikasi dari metoda vacuum bag ini adalah pembuatan tangki,wadah,turbin angin,vessel.

Gambar produk dengan Pressure Bag

d)      Spray-Up

Spray-up merupakan metode cetakan terbuka yang dapat menghasilkan bagian-bagian yang lebih kompleks ekonomis dari hand lay-up.

Proses spray-up dilakukan dengan cara penyemprotan serat (fibre) yang telah melewati tempat pemotongan (chopper). Sementara resin yang telah dicampur dengan katalis juga disemprotkan secara bersamaan Wadah tempat pencetakan spray- up telah disiapkan sebelumnya. Setelah itu proses selanjutnya adalah dengan embiarkannya mengeras pada kondisi atsmosfer standar.

Gambar Proses Pencetakan dengan Spray-Up

Spray-up telah sangat sedikit aplikasi di ruang angkasa. Teknologi ini menghasilkan struktur kekuatan yang rendah yang biasanya tidak termasuk pada produk akhir. Spray-up sedang digunakan untuk bergabung dengan struktur back-up untuk lembaran wajah komposit pada alat komposit. Spray-up ini juga digunakan terbatas untuk mendapatkan fiberglass splash dari alat transfer.

Aplikasi penggunaan dari proses ini adalah panel-panel, bodi karavan,bak mandi, sampan,sampan.

Gambar produk dengan Spray Up

e)      Filament Winding

Fiber tipe roving atau single strand dilewatkan melalui wadah yang berisi resin, kemudian fiber tersebut akan diputar sekeliling mandrel yang sedang bergerak dua arah, arah radial dan arah tangensial. Proses ini dilakukan berulang, sehingga cara ini didapatkan lapisan serat dan fiber sesuai dengan yang diinginkan. Resin termoseting yang biasa di gunakan pada proses ini adalah poliester, vinil ester, epoxies, dan fenolat.

 

Gambar Proses Pencetakan dengan Filament Winding

Proses ini terutama digunakan untuk komponen belah berlubang, umumnya bulat atau oval, seperti pipa dan tangki. Serat TOWS dilewatkan melalui mandi resin sebelum ke Mandrel dalam berbagai orientasi, dikendalikan oleh mekanisme serat, dan tingkat rotasi mandrel tersebut. Adapun aplikasi dari proses filament winding ini digunakan untuk menghasilkan bejana tekan, motor roket, tank, tongkat golf dan pipa.

 

Gambar produk dengan filament winding

2.      Proses Cetakan Tertutup (Closed mold Processes)

a)      Proses Cetakan Tekan (Compression Molding)

Proses cetakan ini menggunakan hydraulic sebagai penekannya. Fiber yang telah dicampur dengan resin dimasukkan ke dalam rongga cetakan, kemudian dilakukan penekanan dan pemanasan. Resin termoset khas yang digunakan dalam proses cetak tekan ini adalah poliester, vinil ester, epoxies, dan fenolat.

Gambar Proses Pencetakan dengan Compression Molding

Aplikasi dari proses compression molding ini adalah alat rumah, kontainer besar, alat listrik, untuk panel bodi kendaraan rekreasi seperti ponsel salju, kerangka sepeda dan jet ski

 

Gambar produk dengan filament winding

b). Injection Molding

Metoda injection molding juga dikenal sebagai reaksi pencetakan cairan atau pelapisan tekanan tinggi. Fiber dan resin dimasukkan kedalam rongga cetakan bagian  atas, kondisi temperature dijaga supaya tetap dapat mencairkan resin. Resin cair beserta fiber akan mengalir ke bagian bawah, kemudian injeksi dilakukan oleh mandrel ke arah nozel menuju cetakan.

Gambar Proses Pencetakan dengan Injection Molding

Pada proses ini resin polimer reaktif yang di gunakan seperti poliol, isosianat, poliuretan, dan poliamida menyediakan siklus pencetakan cepat cocok untuk aplikasi otomotif dan furnitur. Aplikasi secara umum meliputi bumper otomotif, komponen fender dan panel, alat rumah, dan komponen mebel.

Gambar produk dengan filament winding

c). Continuous Pultrusion

Fiber jenis roving dilewatkan melalui wadah berisi resin, kemudian secara kontinu dilewatkan ke cetakan pra cetak dan diawetkan (cure), kemdian dilakukan pengerolan sesuai dengan dimensi yang diinginkan. Atau juga bisa di sebut sebagai penarikan serat dari suatu jaring atau creel melalui bak resin, kemudian dilewatkan pada cetakan yang telah dipanaskan. Fungsi dari cetakan tersebut ialah mengontrol kandungan resin, melengkapi pengisian serat, dan mengeraskan bahan menjadi bentuk akhir setelah melewati cetakan.

Gambar Proses Pencetakan dengan Continuous Pultrusion

Aplikasi penggunaan proses ini digunakan untuk pembuatan batang digunakan pada struktur atap, jembatan. Adapun contohnya adalah Round Rods, Rectangles, Squares, ‘I’ sections, ‘T’ sections, Angles, Channels, Dog Bone Profiles, Dove Tail Sticks and Spacers, Corner Profiles, Hallow Sections

Gambar produk dengan pultrusion