laporan labtek
TRANSCRIPT
-
8/16/2019 laporan labtek
1/27
BAB I
PENDAHULUAN
A. LatarBelakang
Perkembangan zaman diikuti oleh perkembangan teknologi yang semakin
maju. Perkembangan teknologi ini membutuhkan dukungan dari faktor –
faktor lainnya, seperti SDM, pengetahuan, dan tentu material pendukungnya.
Perlu disadari, semakin banyak teknologi yang membutuhkan material yang
sifatnya bertentangan, seperti kuat, tapi ringan. Pada material yang sudah
dikenal sejak lama seperti logam, terdapat batasan – batasan yang
mengakibatkan sifat seperti itu tidak bias dipenuhi.
Atas dasar inilah orang mempelajari dan kemudian menciptakan material
yang bernama komposit. etapi, material ini tidaklah sesempurna itu.
erdapat beberapa faktor yang berpengaruh kepada sifatnya.
.
B. Tujuan
!. Mempelajari proses pembuatan komposit, khususnya dengan teknik "et
hand lay up dan compression molding.
#. Mempelajari teknik$teknik karakterisasi komposit, khususnya
karakterisasi sifat mekanik dengan ujitarik dan pengujian fraksi %olume.
&. Mempelajari pengaruh metode manufaktur dan pengaruh fraksi %olume
material penyusun terhadap sifat mekanik komposit.
-
8/16/2019 laporan labtek
2/27
BAB II
TEORI DASAR
Material komposit merupakan gabungan secara makroskopis dari dua jenis
material atau lebih. 'abungan secara mikroskopik tidak dapat dikatakan komposit
karena istilahnya adalah senya"a ataupun paduan. (omposit dibentuk dari
penguat )reinforced* dan pengikat )matri+*. Material komposit dapat dibagi
berdasarkan jenis penguat dan jenis matriksnya. erdasarkan jenis penguatnya,
komposit dibedakan menjadi Particle-reinforced Composite, Fiber-reinforced
Composite, dan Structural-reinforced Composite. Sedangkan berdasarkan jenis
matriksnya, kompositdibedakan menjadi Polymer Matrix Composite (PMC),
Metal Matrix Composite (MMC), dan Ceramic Matrix Composite (CMC). Dari
semua jenis pembagian tersebut PM- yang diperkuat fiber menjadi jenis komposit
yang paling sering digunakan. al ini disebabkan PM- memiliki keunggulan
dalam kemudahan proses produksinya dan sifat mekanik spesifik yang tinggi
dibandingkan jenis komposit yang lain.
PM- dapat dibagi berdasarkan jenis matriksnya yaitu polimer thermoset dan
termoplast. Pembagian ini akan berpengaruh pada beberapa factor antara lain
proses manufaktur )tekanan, temperature, dan "aktu* dan sifat yang akan
dihasilkan. erikut adalah perbandingan proses manufaktur thermoset dengan
termoplast/
0enisMatriks )temperature* P )tekanan* "aktu
ermosetermoplastik
1amun,secara lebih komprehensif berikut perbandingan semua properties
dari polimer thermoset dan termoplastik/
Material Properties
Ter!osets Ter!oplasti"s
Stiffness 2 $
-
8/16/2019 laporan labtek
3/27
Strength 2 $
oughness $ 23atigue life 2 $
-reep resistance 2 $
hermal e+pansion 2 $
-hemical resistance $ 2
emperature tolerance 2 $
Manu#a"turing$Pro"essa%ilit&
Ter!osets Ter!oplasti"s
Simplicity of chemistry $ 2
4o" %iscosity 2 $
Processing temperature 2 $
Processing pressure 2 $
Processing time $ 2
Processing en%ironment $ 2
5eformability $ 2
5ecycling $ 2
Pada percobaan kali ini, ada juga istilah berupa preform. Preform adalah
pembentuk komposit, terbuat dari serat dengan susunan arsitektur tertentu )dengan
atau tanpa polimer* untuk mempermudah proses manufaktur dan atau
memperoleh sifat komposit yang diinginkan. Preform sendiri terbagi menjadi dua,
yaitu dry preform dan wet preform. Prepreg )pre impregnation* merupakan salah
satu dari "et preform. Prepreg ini merupakan serat yang sudah diimpregnasikan
oleh suatu polimer tetapi masih belum curing.
Sifat mekanik dari suatu komposit bisa dipengaruhi oleh beberapa macam
faktor, yakni /
!. 0enis serat)penguat* dan polimer )matriks*
0enis serat dan matriks yang digunakan akan mempengaruhi sifat mekanik
kompositnya karena serat dan polimernya mempunyai kekuatan dan kekakuan
yang berbeda$beda. 5entang kekakuan dan kekuatan komposit bisanyanya berada
diantara serat dan polimernya.
-
8/16/2019 laporan labtek
4/27
#. 3raksi 6olum
0umlah %olume serat atau matriks per jumlah %olume komposit dari suatu
komposit akan mempengaruhi sifat mekanik serat pula. Semakin besar fraksi
%olume seratnya, semakin baik pula sifat mekaniknya.
&. Arah orientasi serat
Arah pembebanan suatu komposit akan dipengaruhi arah orientasi serat. iasanya
komposit akan memiliki sifat mekanik yang lebih baik jika diberikan tengangan
sesuai dengan arah seratnya )longitudinal* dibanding arah tegak lurus seratnya
)trans%ersal*.
7. 8katan antar muka )8nterface*
8katan antara serat dan matriks akan mempengaruhi sifat mekanik dari komposit
juga. 0ika interface baik, sifat mekaniknya baik pula. 0ika interface buruk, sifat
mekaniknya juga akan buruk pula. 3aktor interface ini sulit untuk dihitung atau
diperhitungkan. iasanya dalam aplikasinya, interface diasumsikan sudah bagus
karena memprediksikannya yang relatif sulit. Padahal, faktor ini sangatlah
mempengaruhi sifat mekanik komposit. Sedikit saja ada cacat pada interface, akan
menurunkan sifat mekanin secara signifikan khususnya di kekuatan komposit.
9. 0enis Preform
Preform mempunyai macam$macam jenis. ermacam$macam jenis preform
tersebut mempunyai kelebihan dan kekurangan yang berbeda$beda. 0adi, jenis
preform juga akan mempengaruhi sifat mekanik komposit.
Padapercobaan kali ini digunakan jenis PM- yang matriksnya adalah
polimer thermoset dan proses manufaktur yang akan dilakukan adalah wet and
lay-up dan compression molding . Proses manufaktur lainnya adalah spray-up,
!"#$, dan Pultrution.
:et and 4ay$;p
Pada proses "et hand lay$up, dry reinforcement dan resin )2 katalis*
ditaruh pada permukaan cetakan. 5esin ditekan dengan menggunakan rol untuk
diimpregnasi. eberapa lapisan dapat ditambahkan secara bertahap sesuai
kebutuhan. Setelah diimpregnasi komposit akan mengalami curing dan mengeras.
-
8/16/2019 laporan labtek
5/27
Metode ini diaplikasikan dalam pembuatan tangki penyimpanan air, badan perahu,
dan bath$up.
'ambar proses manufaktur dengan metode "et hand lay$up.
-ompression Molding
Pada compression molding, preform serat diletakkan pada cetakan.(etika
panas dan tekanan diberikan oleh cetakan, preform mengalir sesuai bentuk
komponen yang diinginkan. (emudian terjadi curing dan setelah terjadi
pengerasan yang cukup, didapat komposit yang diinginkan. -ompression molding
memerlukan pemanasan dan tekanan yang tinggi. Metode ini digunakan untuk
pembuatan pintu mobil.
'ambar proses manufaktur dengan metode compression molding
Spray$;p
Spray up adalah metode manufaktur dengan menggunakan serat
diskontinu )pendek* dicampur polimer dan katalisnya yang digabungkan pada
-
8/16/2019 laporan labtek
6/27
suatu alat spray kemudian disemprotkan ke cetakan yang sudah dirancang sesuai
dengan rancangan komposit yang ingin dibuat.
6A58 )6acuum Assisted 5esin 8njection*
6A58 dilakukan pada kondisi %akum dan tekanan yang relati%e konstan
dan tidak terlampau besar sehingga jumlah udara yang terjebak di dalam komposit
bias diminimalisir yang berimplikasi pada jumlah %oid yang bias diminimalisir
juga. Semakin kecil fraksi %olume %oid maka impregnasi akan semakin baik dan
gaya antarmuka antara matriks dan serat dapat terjadi dengan baik. 8mplikasinya
pada sifat mekanik adalah kekuatan yang dihasilkan serta kekakuannya. Sifat
mekanik yang dihasilkan dari proses 6A58 akan paling tinggi karena pada proses
manufakturnya. -ara kerja 6A58 ini adalah dengan mengadakan lapisan ruang
%akum untuk men$impregnasi menggunakan dri%ing force resin ke serat )penguat*
dengan prinsip dasar adanya perbedaan tekanan di bagian runag %akum dan di
udara luarnya. 5uang %akum memiliki tekanan yang lebih besar dibanding udara
bagian luar.
-
8/16/2019 laporan labtek
7/27
'ambar manufaktur degan metode 6A58
Pultrusion
'ambar proses manufaktur dengan metode pultrusion
Dalam pultrution ini ada istilah yang disebut com-lin%. -om$link adalah
polimer thermoplast yang dibuat menjadi seperti serat dan manufakturnya
kemudian menjadi bersamaan dengan seratnya agar terdispersi secara sempurna.
8ni dilakukan agar difusinya sedekat mungkin.
Selain proses manufaktur, karakterisasi komposit juga penting dilakukan
untuk keperluan desain dan control kulaitas. (arakterisasi komposit mencakup
sifat fisik, mekanik, hingga termal. ;ntuk karakterisasi sifat mekanik komposit,
dapat dilakukan pengujian tarik dengan menggunakan mesin uji uni%ersal. asil
pengujian tarik dapat diperoleh kekuatan tarik komposit, modulus elastisitas, dan
regangan maksimum komposit. Sedangkan, karakterisasi sifat fisik dapat
dilakukan dengan metode uji fraksi %olum. Dengan metode ini dapat diperoleh
fraksi %olum untuk tiap komponen penyusun komposit maupun jumlah %oidnya.
-
8/16/2019 laporan labtek
8/27
3raksi%olum juga dapat digunakan untuk memperkirakan kekakuan
maupun kekuatan tarik komposit. Metode ini disebu t #ule of Mixture.
Persamaan #ule of Mixture tersebut/
m + )!$6f *
Dimana m adalah modulus elastisitas matriks, dan 6f adalah
fraksi %olum serat.
-
8/16/2019 laporan labtek
9/27
BAB III
DATA PER'OBAAN DAN PEN(OLAHAN DAT
Uji T arik ) o!posit
Dari data yang didapat pada saat percobaan, data tersebut dikon%ersi sehingga
didapat engineering stress dan engineering strain.
σ = F
Aoε=
∆ l
lo
(emudian engineering stress dan engineering strain di plot dalam grafik, didapat
gradien kur%a menunjukkan kekakuan?modulus elastisitas )>*.
0enis Mesin / arnogrocki
(ecepatan arik / # mm?menit
0umlah Spesimen / 7 uah
4oad -ell / #@@.@@@
-
8/16/2019 laporan labtek
10/27
BAB I*
ANALISIS DATA
Pada praktikum kali ini di lakukan proses pembuatan polimer melalui dua
cara yaitu "et hand lay up dan compression molding. -ara "et hand lay up lebih
mudah di lakukan daripada compression molding namun hasil yang di dapat akan
lebih bagus apabila menggunakan compression molding. 8ni dapat dilihat dari
hasil yang di dapat saat praktikum dimana komposit yang menggunakan proses
compression molding terlihat lebih halus dan rata permukaannya namun karena
kesalahan dalam pembebanan maka komposit menjadi bending. Sedangkan hasil
dari proses "et hand lay up terlihat lebih rata namun permukaannya banyak yang
bolong$ bolong
dan ada bagian
dimana matriks
belum terimpregnasi secara maksimal. al ini dikarenakan saat proses "et hand
lay up dibutuhkan tangan yang ahli dan berpengalaman sedangkan praktikan
sendiri baru pertama kali mencoba dengan metode tersebut. Pada proses
compression molding tekanan dan impregnasi matriks lebih merata daripada
menggunakan metode "et hand lay up ini dikarenakan pada compression molding
digunakan alat penekan sedangkan metode "et hand lay up hanya menggunakan
roll yang di tekan oleh tangan.
Pengujian arik Spesimen
Pada spesimen komposit yang telah di buat dengan metode "et hand lay
up dan compression molding di potong dengan ukuran #9 cm + #.9 cm. pada
pengujian tarik ini digunakan ! spesimen "et hand lay up dan ! spesimen
compression molding. Dari pengujian tarik yang telah di lakukan di dapatkan data
sebagi berikut /
Spesimen
> percobaan
)'Pa*
< composite )percobaan*
)MPa*
; ! !.&&7@ #&@.9BB#
-M ! !.@@#B! #@!.@B!@B#&
-
8/16/2019 laporan labtek
11/27
erdasarkan literatur, kekuatan tarik serat gelas adalah &79$&C MPa dan matriks
polyester adalah 9@$9 MPa. Dari data yang di dapat setelah uji tarik nilai tarik
komposit berada di ba"ah niali tarik serat gelas dan di atas nilai tarik polyester.
Data yang di dapatkan hampir mendekati teori dimana kekuatan tarik komposit
akan berada di antara nilai kekuatan tarik matriks dan penguatnya. 1amun jika di
lihat dari data yang di dapat, nilai kekuatan tarik spesimen yang di dapatkan
menggunakan metode "et hand lay up lebih tinggi daripada kekuatan tarik dari
compression molding. al ini dapat terjadi di karenakan spesimen yang di uji
tarik dari compression molding mengalami patah pada bagian pinggir yang di grip
atau di jepit saat uji tarik. Patah ini disebabkan karena spesimen mengalami
bending dan ketebalan yang tidak merata terutama pada bagian yang di grip.
Selain itu pada bagian spesimen yang di grip sebelumnya telah mengalami sedikit
keruasakan yang dapat mengakibatkan adanya konsentrasi tegangan pada bagian
tesebut. Sebenarnya nilai kekuatan tarik dari spesimen compression molding
masih bisa naik, namun karena gagal pada bagian yang di grip menyebabkan
spesimen tersebut mempunyai kekuatan tarik lebih rendah daripada yang
seharusnya. Di lihat dari bentuk patahannya sesuai dengan ASM D &@&C dapat
disimpulkan bah"a pada spesimen "et hand lay up mengalami patah D'M atau
S'M. Patah yang terjadi berupa edge delamination yang terjadi pada gage length
dan menjalar dari tengah samapai ujung gage length. Sedangkan pada spesimen
compression molding berupa '8 dimana patah terjadi di bagian dalam grip
bagian atas saat di uji tarik.
Spesimen
> percobaan
)'Pa*
< composite )percobaan*
)MPa*
; ! !.&&7@ #&@.9BB#
-M ! !.@@#B! #@!.@B!@B#&
-
8/16/2019 laporan labtek
12/27
Dari data di atas juga dapat dilihat nilai dari modulus elastisitas kedua spesimen
dimana nilai > untuk "et hand lay up lebih besar dari pada nilai compression
molding. hal ini terjadi juga karena spesimen yang gagal pada bagian grip
sehingga nilai modulus elastisitas dan kekuatan tariknya tidak sesuai dengan teori.
;ji 3raksi 6olume
Pada pengujian kali ini di lakukan dengan menggunakan & spesimen "et hand lay
up dan & spesimen compression molding dengan ukuran masing$masing #.9cm +
#.9 cm. dari pengujjian fraksi %olume di dapatkan data yang seedikit aneh dimana
nilai fraksi %oidnya minus.
+et an, "o!pression
spesimen ! # & ! # &
massa kering )gram* &. &. &.B &.7 &. &.&
massa terendam
)gram*
#.# #.& #.# !.C #.! #
%olume komposit
)cm&*
!.9 !.& !. !.9 !.9 !.&
massa jenis komposit)g?cm&*
#.7 #. #.& #.# #.7 #.9&
fraksi %olume serat @.9B @. @.99 @.9B @.9B @.
fraksi %olume matriks @.9 @.B! @. @.9C @.@ @.#
fraksi %olume %oid $@.&7 [email protected] $@.&! $@.!B $@.#C $@.&@
al ini dapat terjadi karena ukuran spesimen yang digunakan untuk percobaan
tidak murni #.9 cm + #.9 cm sehingga akan mempengaruhi nilai dari fraksi
%olume material tersebut. Menurut teori semakin sediki fraksi %oidnya dan
semakin tinggi fraksi fibernya maka kekuatan spesifik dari komposit tersebut akan
semakin tinggi. dari data yang di dapat susah untuk di analisis dari nilai fraksinya
di karenakan nilai fraksi %oidnya bernilai negati%e. Dilihat dari nilai fraksi
fibernya komposit compression molding lebih tinggi daripada "et hand lay up.
1amun hal ini tidak dapat menyimpulkan bah"a nilai kekuatan spesifik
compression molding lebih tinggi daripada "et hand lay up. al ini dikarenakan
nilai fraksi %oid yang bernilai ngatif.
-
8/16/2019 laporan labtek
13/27
Selain itu dari uji fraksi %olume kita juga dapat menghitung nilai kekuatan tarik
dari komposit dan nilai modulus elastisitas dari composite.
Spesimen
E komposit(GPa)
Epercobaan(GPa)
σ composite(MPa)
σ composite(percobaan)(MPa)
; ! !.&&7@ 79.79&@& ##@7.#C!B@B #&@.9BB#
; # !.@@#B! 79.B!9@9 ##7C.@B7 #@!.@B!@B#&
0ika dibandingkan antara hasil perhitungan kekuatan dan modulus elastisitas
dengan uji tarik dan dengan uji fraksi %olum memiliki nilai yang cukup jauh
berbeda. 1ilai kekuatan dan modulus elastisitas dari hasil percobaan uji tarik jauh
lebih kecil dari hasil perhitungan fraksi %olum. Seharusnya hasil percobaan dan
perhitungan tidak jauh berbeda. al ini dikarenakan proses manufakturnya yang
kurang baik. (emungkinan inilah yang membuat hasil tidak presisi?akurat.
-
8/16/2019 laporan labtek
14/27
BAB *
)ESIMPULAN DAN SARAN
A. )esi!pulan
!. (ekuatan tarik dan modulus elastisitas komposit poliester berpenguat serat
gelas dengan metode :et and 4ay ;p dan -ompression Molding adalah
#. Dari uji fraksi %olume di dapatkan
+et an, "o!pression
spesimen ! # & ! # &
massa kering )gram* &. &. &.B &.7 &. &.&
massa terendam
)gram*
#.# #.& #.# !.C #.! #
%olume komposit !.9 !.& !. !.9 !.9 !.&
massa jenis komposit #.7 #. #.& #.# #.7 #.9&
fraksi %olume serat @.9B @. @.99 @.9B @.9B @.
fraksi %olume matriks @.9 @.B! @. @.9C @.@ @.#
fraksi %olume %oid $@.&7 [email protected] $@.&! $@.!B $@.#C $@.&@
Spesimen
E komposit(GPa)
Epercobaan(GPa)
σ composite(MPa)
σ composite(percobaan)(MPa)
; ! !.&&7@ 79.79&@& ##@7.#C!B@B #&@.9BB#
; # !.@@#B! 79.B!9@9 ##7C.@B7 #@!.@B!@B#&
B. Saran
Spesimen> percobaan
)'Pa*< composite )percobaan*
)MPa*
; ! !.&&7@ #&@.9BB#
-M ! !.@@#B! #@!.@B!@B#&
-
8/16/2019 laporan labtek
15/27
Sebaiknya saat pemotongan lebih diperhatikan presisi ukuran spesimen
agar tidak terjadi koreksi saat perhitungan.
BAB *I
-
8/16/2019 laporan labtek
16/27
DA-TAR PUSTA)A
Astrom, . ., E Manufacturing of Polymer CompositesF, !st ed., -hapman and
all, 4ondon, !CC.
0uda"isastra, . Slide (uliah E Material &omposit F re%. @7. 8. andung. #@!7
ASM D @C# – @@
ASM D &@&C – @@
LAMPIRAN
-
8/16/2019 laporan labtek
17/27
Tugas setela Praktiku!
!. erdasarkan literatur, jelaskan perbedaan sifat fisik dan mekanik komposit
matri+ termoset yang diperoleh dari metode berikut / "et hand lay up,
compression molding, dan 6A58G
Sifat mekanik yang dihasilkan dengan metode 6A58 akan memiliki sifat
mekanik yang paling tinggi dibandingkan dengan compression molding dan
"et hand lay$up. 8ni dikarenakan proses manufaktur pada 6A58 dilakukan
pada kondisi %akum dan tekanan yang relatif konstan juga tidak terlampau
besar sehingga jumlah udara yang terjebak di dalam komposit bisa
diminimalisir yang berimplikasi pada jumlah %oid yang bisa diminimalisir
juga. Semakin kecil fraksi %olume %oid akan membuat sifat mekanik dari
komposit semakin baik pula dan interface antara serat dan matriks terjadi
dengan baik. Dengan adanya perbedaan tekanan di ruang %akum dan udara
luar juga akan memberikan tekanan yang merata pada cetakan sehingga proses
manufaktur dengan metode 6A58 akan lebih merata dan rapih. Sedangkan
compression molding memiliki sifat mekanik yang lebih baik daripada "et
hand lay$up sesuai dengan percobaan yang telah kita lakukan.
#. 0elaskan faktor$faktor yang menentukan sifat mekanik kompositG
a. 0enis serat)penguat* dan polimer )matriks*
0enis serat dan matriks yang digunakan akan mempengaruhi sifat mekanik
kompositnya karena serat dan polimernya mempunyai kekuatan dan
kekakuan yang berbeda$beda. 5entang kekakuan dan kekuatan komposit bisanyanya berada diantara serat dan polimernya.
b. 3raksi 6olum
0umlah %olume serat atau matriks per jumlah %olume komposit dari suatu
komposit akan mempengaruhi sifat mekanik serat pula. Semakin besar
fraksi %olume seratnya, semakin baik pula sifat mekaniknya.
c. Arah orientasi serat
-
8/16/2019 laporan labtek
18/27
Arah pembebanan suatu komposit akan dipengaruhi arah orientasi serat.
iasanya komposit akan memiliki sifat mekanik yang lebih baik jika
diberikan tengangan sesuai dengan arah seratnya )longitudinal* dibanding
arah tegak lurus seratnya )trans%ersal*.
d. 8katan antar muka )8nterface*
8katan antara serat dan matriks akan mempengaruhi sifat mekanik dari
komposit juga. 0ika interface baik, sifat mekaniknya baik pula. 0ika
interface buruk, sifat mekaniknya juga akan buruk pula. 3aktor interface
ini sulit untuk dihitung atau diperhitungkan. iasanya dalam aplikasinya,
interface diasumsikan sudah bagus karena memprediksikannya yang relatif
sulit. Padahal, faktor ini sangatlah mempengaruhi sifat mekanik komposit.
Sedikit saja ada cacat pada interface, akan menurunkan sifat mekanin
secara signifikan khususnya di kekuatan komposit.
e. 0enis Preform
Preform mempunyai macam$macam jenis. ermacam$macam jenis
preform tersebut mempunyai kelebihan dan kekurangan yang berbeda$
beda. 0adi, jenis preform juga akan mempengaruhi sifat mekanik
komposit.
Rangku!an Praktiku!
Material komposit merupakan gabungan secara makroskopis dari dua jenis
material atau lebih. 'abungan secara mikroskopik tidak dapat dikatakan komposit
karena istilahnya adalah senya"a ataupun paduan. (omposit dibentuk dari
penguat )reinforced* dan pengikat )matri+*. Material komposit dapat dibagi
berdasarkan jenis penguat dan jenis matriksnya. erdasarkan jenis penguatnya,
komposit dibedakan menjadi Particle-reinforced Composite, Fiber-reinforced
Composite, dan Structural-reinforced Composite. Sedangkan berdasarkan jenis
matriksnya, kompositdibedakan menjadi Polymer Matrix Composite (PMC),
Metal Matrix Composite (MMC), dan Ceramic Matrix Composite (CMC). Dari
semua jenis pembagian tersebut PM- yang diperkuat fiber menjadi jenis komposit
-
8/16/2019 laporan labtek
19/27
yang paling sering digunakan. al ini disebabkan PM- memiliki keunggulan
dalam kemudahan proses produksinya dan sifat mekanik spesifik yang tinggi.
PM- dapat dibagi berdasarkan jenis matriksnya yaitu polimer thermoset dan
termoplast. Polimer thermoset bila dipanaskan tidak berubah bentuk. 8katan pada
thermoset berupa cross$linking. hermoset tidak mempunyai g dan tidak bias di
recycle. ermoplast merupakan polimer yang berupa ikatan sekunder. hermoset
mempunyai g dan m serta dapat di recycle. Pembagian ini akan berpengaruh
pada beberapa factor antara lain proses manufaktur )tekanan, temperature, dan
"aktu* dan sifat yang akan dihasilkan. erikut adalah perbandingan proses
manufaktur thermoset dengan termoplast/
0enisMatriks )temperature* P )tekanan* "aktu
ermoset
ermoplastik
1amun,secara lebih komprehensif berikut perbandingan semua properties
dari polimer thermoset dan termoplastik/
Material Properties
Ter!osets Ter!oplasti"s
Stiffness 2 $
Strength 2 $
oughness $ 2
3atigue life 2 $
-reep resistance 2 $
hermal e+pansion 2 $
-hemical resistance $ 2
emperature tolerance 2 $
Manu#a"turing$Pro"essa%ilit&
Ter!osets Ter!oplasti"s
Simplicity of chemistry $ 2
4o" %iscosity 2 $
Processing temperature 2 $
-
8/16/2019 laporan labtek
20/27
Processing pressure 2 $
Processing time $ 2
Processing en%ironment $ 2
5eformability $ 2
5ecycling $ 2
:et and 4ay$;p
Pada proses "et hand lay$up, dry reinforcement dan resin )2 katalis*
ditaruh pada permukaan cetakan. 5esin ditekan dengan menggunakan rol untuk
diimpregnasi. eberapa lapisan dapat ditambahkan secara bertahap sesuai
kebutuhan. Setelah diimpregnasi komposit akan mengalami curing dan mengeras.
Metode ini diaplikasikan dalam pembuatan tangki penyimpanan air, badan perahu,
dan bath$up.
'ambar proses manufaktur dengan metode "et hand lay$up.
-ompression Molding
Pada compression molding, preform serat diletakkan pada cetakan.(etika
panas dan tekanan diberikan oleh cetakan, preform mengalir sesuai bentuk
komponen yang diinginkan. (emudian terjadi curing dan setelah terjadi
pengerasan yang cukup, didapat komposit yang diinginkan. -ompression molding
memerlukan pemanasan dan tekanan yang tinggi. Metode ini digunakan untuk
pembuatan pintu mobil.
-
8/16/2019 laporan labtek
21/27
'ambar proses manufaktur
dengan metode compression molding
Spray$;p
Spray up adalah metode manufaktur dengan menggunakan serat
diskontinu )pendek* dicampur polimer dan katalisnya yang digabungkan pada
suatu alat spray kemudian disemprotkan ke cetakan yang sudah dirancang sesuai
dengan rancangan komposit yang ingin dibuat.
6A58 )6acuum Assisted 5esin 8njection*
6A58 dilakukan pada kondisi %akum dan tekanan yang relati%e konstan
dan tidak terlampau besar sehingga jumlah udara yang terjebak di dalam komposit
bias diminimalisir yang berimplikasi pada jumlah %oid yang bias diminimalisir
juga. Semakin kecil fraksi %olume %oid maka impregnasi akan semakin baik dan
-
8/16/2019 laporan labtek
22/27
gaya antarmuka antara matriks dan serat dapat terjadi dengan baik. 8mplikasinya
pada sifat mekanik adalah kekuatan yang dihasilkan serta kekakuannya. Sifat
mekanik yang dihasilkan dari proses 6A58 akan paling tinggi karena pada proses
manufakturnya. -ara kerja 6A58 ini adalah dengan mengadakan lapisan ruang
%akum untuk men$impregnasi menggunakan dri%ing force resin ke serat )penguat*
dengan prinsip dasar adanya perbedaan tekanan di bagian runag %akum dan di
udara luarnya. 5uang %akum memiliki tekanan yang lebih besar dibanding udara
bagian luar.
'ambar manufaktur degan metode 6A58
Pultrusion
'ambar proses manufaktur dengan metode pultrusion
Dalam pultrution ini ada istilah yang disebut com-lin%. -om$link adalah polimer
thermoplast yang dibuat menjadi seperti serat dan manufakturnya kemudian
menjadi bersamaan dengan seratnya agar terdispersi secara sempurna. 8ni
dilakukan agar difusinya sedekat mungkin.
-
8/16/2019 laporan labtek
23/27
Selain proses manufaktur, karakterisasi komposit juga penting dilakukan
untuk keperluan desain dan control kulaitas. (arakterisasi komposit mencakup
sifat fisik, mekanik, hingga termal. ;ntuk karakterisasi sifat mekanik komposit,
dapat dilakukan pengujian tarik dengan menggunakan mesin uji uni%ersal. asil
pengujian tarik dapat diperoleh kekuatan tarik komposit, modulus elastisitas, dan
regangan maksimum komposit. Sedangkan, karakterisasi sifat fisik dapat
dilakukan dengan metode uji fraksi %olum. Dengan metode ini dapat diperoleh
fraksi %olum untuk tiap komponen penyusun komposit maupun jumlah %oidnya.
3raksi%olum juga dapat digunakan untuk memperkirakan kekakuan
maupun kekuatan tarik komposit. Metode ini disebu t #ule of Mixture.
Persamaan #ule of Mixture tersebut/
m + )!$6f *
Dimana m adalah modulus elastisitas matriks, dan 6f adalah
fraksi %olum serat.
;ji fraksi %olume dapat dihitung dengan menghitung/
6olume komposit / 6c = )Mck$ Ms*?Hair
Densitas kompsit / Hc = Mk ?6c
3raksi %olume serat ν f = ) A pI Ak I 1*?Hserat gelasI 6c
3raksi %olume matri+ ν m = )Mk – )A pIAk I1**?H poliester I 6c
3raksi%oid / ν % = ! –ν
f –ν
m
Dimana A p adalah areal density yang didapat dari perbandingan berat komposit
)"et hand lay$upJ compression molding* dengan luas komposit )!9 + &@ cm #*. Ak
adalah luas area komposit yang akan di uji. Mk adalah massa kering komposit dan
Ms adalah massa komposit ketika terendam air dan 1 adalah jumlah lapisan.
Tugas Ta!%aan
!. -ontoh Metal Matri+ -omposite G
-
8/16/2019 laporan labtek
24/27
cylinder slee%es in engines )tribology*, piston$recess "alls )tribology*,
brake pad backing plates )"eight*, bearings )thermal e+pansion*, brake
discs )tribology*, sporting goods or heat$sinks in electronics.
#. 'ambar pemrosesan composite dengan matri+ polimer thermoset dan
termoplast masing$masing 7.
Ter!oset
:et hand lay up
Spray up
Prepeg lay up
-
8/16/2019 laporan labtek
25/27
-ompression molding
Te!oplast
-ompression Molding
8njection Molding
-
8/16/2019 laporan labtek
26/27
Pultrusion
5olling
-
8/16/2019 laporan labtek
27/27