Pengertian Komposit

Jika ingin file Ms. Word, bisa Download DI SINI.. :)

KATA PENGANTAR

Segala puja dan puji kita panjatkan kepada tuhan yang maha esa, karena berkat rahmat dan hidayahnya, kita masih diberikan kesehatan untuk melakukan aktivitas pada hari ini. Tidak lupa juga kita layangkan shalawat dan salam kepada junjungan kita nabi besar Muhammad SAW, karena telah membawa kita dari jalan kegelapan menuju jalan terang benderang.

Makalah adalah salah satu bagian dari tugas yang kuliah yang bertujuan untuk meningkatkan pemahaman kepada peserta didik dalam bidang terkait. Kami sangat bersyukur pada hari ini kami dapat menyelesaikan salah satu makalah yang berjudul “pengertian komposit” sehingga pemahaman tentang komposit tentu saja semakin luas.

Makalah ini dapat terselesaikan pada waktunya tentu saja karena bantuan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini kami ingin mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam pembuatan makalah ini.

Kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, kami sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi perbaikan makalah-makalah selanjutnya.

penyusun

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB I : PENDAHULUAN

Latar Belakang

Tujuan

Batasan Masalah

BAB II : PEMBAHASAN

Definisi Komposit

Unsur Penyusun Komposit

Faktor Yang Mempengaruhi Performa Komposit

Klasifikasi Komposit

BAB III : PENUTUTUP

Kesimpulan

Saran

DAFTAR PUSTAKA

BAB I

PENDAHULUAN

a.      Latar Belakang

Perkembangan teknologi di dunia industri belakangan ini terlihat begitu pesat, baik di negara-negara maju maupun di negara-negara yang sedang berkembang. Perkembangan teknologi industri ini juga berpengaruh terhadap pengembangan dibidang rekayasa material. Berbagai upaya telah dilakukan oleh para peneliti untuk menciptakan dan mengembangkan material baru yang lebih efisien, kuat serta mampu bersaing dengan bahan material yang telah banyak digunakan seperti logam dan kayu. Material baru ini salah satunya adalah material komposit.

Komposit merupakan gabungan dari dua atau lebih bahan yang berbeda yang digabung atau dicampur menjadi satu secara makroskopis, salah satu unsur utama komposit adalah serat. Banyak jenis serat yang mulai digunakan sebagai bahan komposit, baik serat alam maupun serat sintetik. Komposit berpenguat serat merupakan jenis komposit yang paling banyak dikembangkan.

Dari ulasan di atas kita tahu bahwa bahan Komposit merupakan salah satu bahan yang sangat pentng dalam dunia industry. Untuk itulah, kita sebagai pelajar khususnya dunia keteknikan harus tahu apa itu komposit.

b.      Tujuan

Tujuan penulisan makalah ini adalah untuk meningkatkan pemahaman terhadap material komposit dan penyusunya.

c.       Batasan masalah

Batasan masalah dalam makalah ini adalah; makalah ini hanya membahas 4 point utama dalam komposit yaitu Definisi Komposit, Unsur Penyusun Komposit, Faktor Yang Mempengaruhi Performa Komposit, Klasifikasi Komposit

BAB II

PEMBAHASAN

A.      Definisi Komposit

Komposit merupakan gabungan dari dua atau lebih bahan yang berbeda yang digabung atau dicampur menjadi satu secara makroskopis. Bahan komposit pada umumnya terdiri dari dua unsur yaitu serat (fiber) sebagai bahan pengisi dan bahan pengikat serat-serat tersebut yang disebut matrik. Didalam komposit unsur utamanya adalah serat, sedangkan bahan pengikatnya menggunakan bahan polimer yang mudah dibentuk dan mempunyai daya pengikat yang tinggi. Penggunaan serat untuk menentukan karakteristik bahan komposit seperti: kekakuan, kekuatan serta sifat-sifat mekanis lainnya. Sebagai bahan pengisi, serat digunakan untuk menahan sebagian besar gaya yang bekerja pada bahan komposit, matrik sendiri mempunyai fungsi melindungi dan mengikat serat agar dapat bekerja dengan baik terhadap gaya-gaya yang terjadi.

Berdasarkan bentuk komponen strukturanya, bentuk-bentuk komponen utama yang digunakan dalam material komposit dapat dibagi atas tiga kelas (Schwartz, 1984), yaitu :

1.    Komposit Serat

Komposit serat (Fibricius Composite) adalah komposit yang terdiri dari serat dan matrik yang dibuat secara fabrikasi, misalnya serat ditambah resin sebagai bahan perekat. Komposit serat merupakan jenis komposit yang hanya terdiri dari satu lamina atau satu lapisan yang menggunakan penguat berupa serat. Serat yang digunakan bisa berupa glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, dan sebagainya. Serat ini disusun secara acak (chopped strand mat) maupun dengan orientasi tertentu bahkan bisa juga dalam bentuk yang lebih komplek seperti anyaman, sebagai contoh FRP (Fibrous Reinforce Plastik) plastik yang diperkuat dengan serat dan banyak digunakan, yang sering disebut fiber glas, contoh lainya PCB (Pulp Cement Bord) semen yang diperkaya dengan serat pulp dan dicetak dalam lembaran datar atau gelombang. PCB menggantikan papan asbes dalam penggunaanya, karena asbes akan terhisap dan merugikan kesehatan dengan menimbulkan ganguan kesehatan pada paru-paru.

2.    Komposit partikel

Komposit partikel (Prtikulate Composite) adalah komposit yang terdiri dari partikel dan matrik yaitu butiran. Komposit partikel mempunyai bahan penguat yang dimensinya kurang lebih sama, seperti bulat serpih,balok serta bentuk-bentuk lainya yang memiliki sumbu hampir sama, yang kerap disebut partikel, dan bisa terbuat dari satu atau lebih material yang dibenamkan dalam suatu matriks dengan material yang berbeda. Partikelnya bisa logam atau nonlogam, seperti halnya matrik. Adapula polimer yang mengandung partikel yang hanya dimaksudkan untuk memperbesar volume material dan bukan untuk kepentingan sebagai bahan penguat. Komposit ini bisa dinamakan komposit skeletal/bermuatan.

3.    Komposit Laminat

Komposit laminat (Laminated Composite), merupakan jenis komposit yang tersusun atas dua atau lebih lamina. Komposit serat dalam bentuk lamina ini yang paling banyak digunakan dalam lingkup teknologi otomotif maupun industri. Dalam hal  polimer diperkuat serat, ada zat ketiga yang disebut zat penjodoh, penggabungan atau penyerasi untuk meningkatkan sekatan antara serat dan matrik (Feldman D, 1995)

B.       Unsur Penyusun Komposit

Pada umumnya bahan komposit terdiri dari dua unsur, yaitu serat (fiber) dan bahan pengikat serat tersebut yang disebut matrik.

1.    Serat

Salah satu unsur penyusun bahan komposit adalah serat. Serat inilah yang terutama menentukan karakteristik bahan komposit, seperti kekakuan, kekuatan serta sifat-sifat mekanik lainnya. Serat inilah yang menahan sebagian besar gaya-gaya yang bekerja pada bahan komposit.

Banyak jenis serat, baik serat alam maupun serat sintetik. Serat alam yang utama adalah kapas, wol, sutra dan rami (hemp). Sedangkan serat sintetik adalah rayon, polyester, akril, dan nilon. Masih banyak serat lainnya dibuat untuk memenuhi keperluan, sedangkan yang disebut di atas adalah jenis yang paling banyak dikenal.

Secara garis besar dapat disebutkan bahwa serat alam adalah kelompok serat yang dihasilkan dari tumbuhan, binatang dan mineral. Penggunaan serat alam di industri tekstil dan kertas secara luas tersedia dalam bentukserat sutera, kapas, kapuk, rami kasar (flax), goni, rami halus dan serat daun.

Komposit dengan penguat serat (fibrous composite) sangat efektif, karena bahan dalam bentuk serat jauh lebih kuat dan kaku dibanding bahan yang sama dalam bentuk padat (bulk). Kekuatan serat terletak pada ukurannya yang sangat kecil, kadang-kadang dalam orde mikron. Ukuran yang kecil tersebut menghilangkan cacat-cacat dan ketidak sempurnaan kristal yang biasa terdapat pada bahan berbentuk padatan besar, sehingga serat menyerupai kristal tunggal yang tanpa cacat, dengan demikian kekuatannya sangat besar.

2.    Matriks (Resin)

Matriks (resin) dalam susunan komposit bertugas melindungi dan mengikat serat agar dapat bekerja dengan baik. Matriks harus bisa meneruskan beban dari luar ke serat. Umumnya matriks terbuat dari bahan-bahan yang lunak dan liat. Polymer (plastik) merupakan bahan umum yang biasa digunakan. Matriks juga umumnya dipilih dari kemampuannya menahan panas. Polyester, vinilester dan epoksi adalah bahan-bahan polymer yang sejak dahulu telah dipakai sebagai bahan matriks.

Persyaratan di bawah ini perlu dipenuhi sebagai bahan matriks untuk pencetakan bahan komposit:

a.    Resin yang dipakai perlu memiliki viskositas rendah, dapat sesuai denganbahan penguat dan permeable.

b.    Dapat diukur pada temperatur kamar dalam waktu yang optimal.

c.    Mempunyai penyusutan yang kecil pada pengawetan.

d.   Memiliki kelengketan yang baik dengan bahan penguat.

e.    Mempunyai sifat baik dari bahan yang diawetkan.

Tidak ada bahan yang dapat memenuhi semua persyaratan diatas, tetapi pada saat ini paling banyak dipakai adalah polyester tak jenuh (Surdia, 2000).

3.    Pengisi (Filler)

Pengisi adalah bahan yang banyak digunakan untuk ditambahkan pada bahan polimer untuk meningkatkan sifat-sifatnya dan pemerosesan untuk mengurangi ongkos produksi (Surdia dan Saito, 2000). Filler dalam komposit digunakan sebagai penguat matrik resin polimer. Mekanisme filler dalam meningkatkan kekuatan adalah dengan membatasi pergerakan rantai polimer. Beberapa jenis filler ditambahkan dengan alasan meningkatkan stabilitas dimensi, anti oksidan, penyerap UV dan pewarna.

C.  Faktor Yang Mempengaruhi Performa Komposit.

Penelitian yang menggabungkan antara matrik dan serat harus memperhatikan beberapa faktor yang mempengaruhi performa komposit (Fiber-Matriks Composite) antara lain:

1.    Faktor Serat

Serat adalah bahan pengisi matrik yang digunakan untuk dapat memperbaiki sifat dan strukur matrik yang tidak dimilikinya, juga diharapkan mampu menjadi bahan penguat matrik pada komposit untuk menahan gaya yang terjadi.

a.          Letak Serat

        Dalam pembuatan komposit tata letak dan arah serat dalam matrik yang akan menentukan kekuatan mekanik komposit, dimana letak dan arah dapat mempengaruhi kinerja komposit tersebut.

Menurut tata letak dan arah serat diklasifikasikan menjadi 3 bagian, yaitu:

-            One dimensional reinforcement, mempunyai kekuatan dan modulus maksimum pada arah axis serat.

-            Two dimensional reinforcement (planar), mempunyai kekuatan pada dua arah atau masing-masing arah orientasi serat.

-            Three dimensional reinforcement, mempunyai sifat isotropic kekuatannya lebih tinggi dibanding dengan dua tipe sebelumnya.

Pada pencampuran dan arah serat mempunyai beberapa keunggulan, jika orientasi serat semakin acak (random) maka sifat mekanik pada satu arahnya akan melemah, bila arah tiap serat menyebar maka kekuatannya juga akan menyebar kesegala arah maka kekuatan akan meningkat.        

b.         Panjang Serat

Panjang serat dalam pembuatan komposit serat pada matrik sangat berpengaruh terhadap kekuatan komposit. Ada dua penggunaan serat dalam campuran komposit yaitu serat pendek dan serat panjang. Serat panjang menghasilkan penguatan yang lebih tinggi dibandingkan serat pendek.

c.          Bentuk Serat

Bentuk serat yang digunakan untuk pembuatan komposit tidak begitu mempengaruhi kekuatan komposit, yang mempengaruhi adalah diameter seratnya. Pada umumnya, semakin kecil diameter serat akan menghasilkan kekuatan komposit yang semakin tinggi.

2.    Faktor Matrik

Dalam pembuatan komposit, matrik dalam komposit harus berfungsi sebagai bahan yang mengikat serat menjadi sebuah unit struktur, melindungi dari perusakan eksternal, dan dapat meneruskan atau memindahkan beban eksternal pada bidang geser antara serat dan matrik. Untuk memilih matrik harus diperhatikan sifat-sifat seperti tahan terhadap panas, tahan cuaca yang buruk, dan tahan terhadap goncangan. Bahan polymer yang sering digunakan sebagai material matrik dalam komposit ada dua macam, yaitu thermoplastik dan thermoset. Ada banyak macam jenisnya, antara lain :

a.    Thermoplastik

-       Polyamade (PI)

-       Polysulfone (PS)

-       Poluetheretherketone (PEEK)

-       Polyhenylene Sulfide (PPS)

-       Polypropylene (PP)

-       Polyethylene (PE), dan lain-lain.

b.    Thermosetting

-       Epoksi

-       Polyester

-       Phenolic

-       Plenol

-       Resin Amino

-       Resin Furan, dan lain-lain.

3.    Faktor Ikatan Fiber-Matrik

Hal yang mempengaruhi ikatan antara serat dan matrik adalah void, yaitu adanya celah pada serat yang menyebabkan matrik tidak mampu mengisi ruang kosong pada cetakan, sehingga ikatan interfacial antara matrik dan serat kurang baik. Kemudian bila komposit tersebut menerima beban, maka daerah tegangan akan berpindah ke daerah void, sehingga akan mengurangi kekuatan komposit tersebut (Schwatz, 1984).

D.    Klasifikasi Komposit

1          Klasifikasi komposit berdasarkan pada bentuk serat antara lain :

1.      Fiber composite (komposit serat) adalah gabungan serat dengan matrik. Terdapatbeberapa tipe serat pada komposit, yaitu :

a.     Komposit Serat Kontinyu (Continuous Fiber Composite)

          Continuous atau uni-directional, mempunyai susunan serat panjang dan lurus, membentuk lamina diantara matriksnya.Jenis komposit ini paling banyak digunakan. Kekurangan tipe ini adalah lemahnya kekuatan antar lapisan. Hal ini dikarenakan kekuatan antar lapisan dipengaruhi oleh matriksnya.

a.       Komposit Serat Anyam (Woven Fiber Composite)

          Komposit ini tidak mudah terpengaruh pemisahan antar lapisan karena susunan seratnya juga mengikat antar lapisan. Akan tetapi susunan serat memanjangnya yang tidak begitu lurus mengakibatkan kekuatan dan kekakuan tidak sebaik tipe continuous fiber.

b.      Komposit Serat Acak/pendek (Discontinuous Fiber Composite)

          Discontinuous Fiber Composite adalah tipe komposit dengan serat pendek. Tipe ini dibedakan lagi menjadi tiga, seperti gambar 2.1 (Gibson, 1994):

-          Aligned discontinuous fiber

-          Off-axis aligned discontinuous fiber

-          Randomly oriented discontinuous fiber.

  

Gambar 2.1Tipe discontinuous fiber

          Sumber : Ronald F. Gibson,1994, principles of composite materials

c.       Hybrid Fiber Composite

Hybrid Fiber Composite merupakan composite gabungan antara tipe serat lurus dengan serat acak. Tipe ini digunakan agar dapat mengganti kekurangan sifat dari kedua tipe dan dapat menggabungkan kelebihannya.

                          

Gambar 2.2  Tipe Komposit Serat

Sumber : Ronald F. Gibson,1994, principles of composite materials.

2.       Flake composite adalah gabungan serpih rata dengan matrik.

3.       Particulate composite adalah gabungan partikel dengan matrik.

4.       Filled composite adalah gabungan matrik continious skeletal dengan matrik yang kedua.

5.       Laminar composite adalah gabungan lapisan atau unsur pokok lamina (Schwartz, 1984).

2          Klasifikasi komposit berdasarkan jenis matrik antara lain :

1.    Komposit Matrik Polimer (KMP)

Pada komposit matrik polimer ini, jenis pengikat yang digunakan adalah polimer, contoh : Resin fenol, Resin urea, resin melamin, resin thermoset, dan lain-lain.

2.    Komposit Matrik Keramik (KMK)

Pada komposit matrik keramik ini, jenis pengikat yang digunakan adalah keramik.Contoh : Si  (kuarsa), MgO (periklas), MgA  (spinel), dan lain-lain.

3.    Komposit Matrik Logam (KML)

Pada komposit matrik logam ini, jenis pengikat yang digunakan adalah logam.Contoh : Al (aluminium), Mg (magnesium), Cu (copper), dan Ni (Nikel). Dua hal yang perlu diperhatikan dalam pembentukan sistem komposit agar didapat produk yang efektif,yaitu komponen penguat harus memiliki modulus elastisitas yang lebih tinggi daripada komponen matriknya dan harus ada ikatan permukaan yang kuat antara ikatan komponen penguat dengan matriknya.

BAB III

PENUTUP

A.    Kesimpulan

1.      Komposit merupakan gabungan dari dua atau lebih bahan yang berbeda yang digabung atau dicampur menjadi satu secara makroskopis.

2.      Ada tiga unsure penyusun komposit yaitu serat, resin (resin) dan filler.

3.      Masing-masing dari ketiga penyusun dari komposit dapat mempengaruhi performa dari komposit itu sendiri.

4.      Ada dua hal yang utama yang menjadi dasar dalam mengklasifikasikan komposit yaitu bentuk serat dan jenis matrix.

B.     Saran

Untuk lebih memahami lebih jauh tentang materi komposit ini, bisa dilakukan dengan mencari lebih banyak referensi di internet atau bisa juga dari buku-buku diperpustakaan.

DAFTAR PUSATAKA

Anonim, 2015, http://faraland.wordpress.com/category/college/page/2/

Feldman, D., dan Hatomo, J.A., 1995, Bahan Polimer Konstruksi Bangunan, Gramedia Pustaka Utama.

Gibson, R.F., 1994, Principle of Composite Material Mechanics, Interational Edition, McGraw-Hill Inc, Book Co., New York.

Schwartz, M.M., 1984, Composite Materials Handbook, McGraw-Hill Book Co., New York

Setiawan, P.D., Sugiman, 2009, Effect of surface treatment on the physical and  mechanical characteristic of ballinese pineapple fiber, Mechanical Engineering Departement  Faculty of Engineering University of Mataram.

Surdia, T., Saito, S., 2000, Pengetahuan Bahan Teknik, Pradnya Paramita, Jakarta.