Makalah Bahan Teknik.docx

MAKALAH BAHAN TEKNIK KOMPOSIT

Disusun oleh : 1. Muhammad Ridhwan ( 10211800000009 ) 2. Firmansyah Fahqurroyan Fadly (10211800000010) 3. Muhammad Aqsa Tsabit (10211800000015)

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER 2019

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Manusia sejak dari dulu telah berusaha untuk manciptakan berbagai produk yang terdiri dari gabungan lebih dari satu bahan untuk menghasilkan suatu bahan yang lebih kuat, contohnya penggunaan jerami pendek untuk menguatkan batu bata di Mesir, panah orang Mongolia yang menggabungkan kayu, otot binatang, sutera, dan pedang samurai Jepang yang terdiri dari banyak lapisan oksida besi yang berat dan liat. Kebanyakan teknologi modern memerlukan bahan dengan kombinasi sifat-sifat yang luar biasa yang tidak boleh dicapai oleh bahan-bahan lazim seperti logam besi, keramik, dan

bahan polimer. Kenyataan ini adalah benar bagi bahan yang diperlukan untuk penggunaan dalam bidang angkasa lepas, perumahan, perkapalan, kendaraan dan industri pengangkutan. Karena bidang-bidang tersebut membutuhkan densityyang rendah, flexural, dan tensile yang tinggi, viskosity yang baik dan hentaman yang baik. Terminologi komposit memunculkan beberapa permasalahan, satunya ialah komposit. Komposit selalu dibentuk untuk meningkatkan kekuatan, ketahanan

terhadap korosi, sifat-sifat listrik, atau sekedar penampilannya. Menurut definisinya, komposit adalah struktur yang di buat dari bahan-bahan yang berbeda-beda, ciri-cirinya pun tetap terbawa setelah komponen terbentuk sepenuhnya. Perkembangan dibidang teknologi dan sciences belakangan ini mendorong material komposit banyak digunakan pada berbagai macam aplikasi produk. Secara global material komposit dikembangkan untuk menggantikan material logam yang banyak digunakan sebelum berkembangnya material komposit sebagai pembuat komponen-komponen (Luthfi, 2012). B. Tujuan Percobaan Adapun tujuan praktikum komposit adalah sebagai berikut: 1.

Mengetahui bahan-bahan penyusun komposit.

2.

Mengetahui karakteristik bahan-bahan komposit

3.

Mengetahui bahan-bahan pembentuk komposit

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Pengertian Komposit Menurut definisi, komposit adalah struktur yang dibuat dari bahan-bahan yang berbeda-beda, ciri-cirinya pun tetap terbawa setelah komponen terbentuk sepenuhnya. Komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material sehingga dihasilkan material komposit yang mempunyai sifat mekanik dan karakteristik yang berbeda dari material pembentuknya.

Komposit memberikan suatu pengertian yang sangat luas dan berbeda-beda, serta mengikuti situasi dan perkembangan bahan itu sendiri. Gabungan dua atau lebih bahan merupakan suatu konsep yang diperkenalkan untuk menerangkan definisi komposit. Walaupun demikian definisi ini terlalu umum, karena komposit ini merangkumi semua bahan termasuk plastik yang diperkuat dengan serat, logamalloy, keramik, kopolimer, plastik berpengisi atau apa saja campuran dua bahan atau lebih untuk mendapatkan suatu bahan yang baru.

Komposit memiliki sifat mekanik yang lebih bagus dari logam, kekakuan jenis (modulus Young/density) dan kekuatan jenisnya lebih tinggi dari logam. Beberapa lamina komposit dapat ditumpuk dengan arah orientasi serat yang berbeda, gabungan lamina ini disebut sebagai laminat. Komposit dibentuk dari dua jenis material yang berbeda, yaitu: 1. Penguat (Reinforcement), yang mempunyai sifat kurang elastis tetapi lebih kaku serta lebih kuat. 2. Matriks, umumnya lebih elastis tetapi mempunyai kekuatan dan kekakuan yang lebih rendah. Secara garis besar ada 3 macam jenis komposit berdasarkan penguat yang digunakannya, yaitu : 1. Fibrous Composites (Komposit Serat). Merupakan jenis komposit yang hanya terdiri dari satu lapisan yang menggunakan penguat berupa serat (fiber). Serat (fiber) yang digunakan bisa berupa glass fibers, carbon fibers, aramid fibers(poly aramide), dan sebagainya. 2. Laminated Composites (Komposit Laminat). Merupakan jenis komposit yang terdiri dari dua lapis atau lebih yang digabung menjadi satu dan setiap lapisnya memiliki karakteristik sifat sendiri. 3. Particulalate Composites (Komposit Partikel). Merupakan komposit yang menggunakan partikel atau serbuk sebagai penguatnya dan terdistribusi secara merata dalam matriksnya. Sehingga komposit dapat disimpulkan adalah sebagai dua macam atau lebih material yang digabungkan atau dikombinasikan dalam sekala makroskopis (dapat terlihat langsung oleh mata) sehingga menjadi material baru yang lebih berguna.

B. Klasifikasi Komposit

Klasifikasi bahan komposit dapat dibentuk dari sifat dan sturkturnya. Bahan komposit dapat diklasifikasikan kedalam beberapa jenis. Secara umum klasifikasi komposit yang sering digunakan antara lain seperti : 1. Klasifikasi menurut kombinasi material utama, seperti metal-organic atau metalanorganic. 2. Klasifikasi menurut karakteristik bult-from, seperti system matrik atau laminate. 3. Klasifikasi menurut istribusi unsure pokok, seperti continous dan disontinous. 4. Klasifikasi menurut fungsinya, seperti elektrikal atau structural. Secara umum bahan komposit terdiri dari dua macam, yaitu bahan komposit partikel (particulate composite) dan bahan komposit serat (fiber composite). Bahan komposit partikel terdiri dari partikel–partikel yang diikat oleh matrik. Bentuk partikel ini dapat bermacam– macam seperti bulat, kubik, tetragonal atau bahkan berbentuk yang tidak beraturan secara acak. Sedangkan bahan komposit serat terdiri dari serat – serat yang diikat oleh matrik. Bentuknya ada dua macam yaitu serat panjang dan serat pendek. C. Bahan Komposit Partikel Dalam struktur komposit, bahan komposit partikel tersusun dari partikel–partikel yang disebut bahan komposit partikel (particulate composite). Bahan komposit partikel umunya digunakan sebagai pengisi dan penguat bahan komposit keramik (ceramic matrik composites). Bahan komposit partikel lebih lemah dibanding bahan komposit serat. Bahan komposit partikel mempunyai keunggulan ketahanan terhadap kekurangan air, tidak muda retak dan mempunyai daya pengikat dengan matrik yang baik. D. Bahan Komposit Serat Bahan komposit serat terdiri dari serat–serta yang terikat oleh matrik yang saling berhubungan. Bahan komposit serat ini terdiri dari dua macam, yaitu serat panjang (continous fiber) dan serat pendek (short fiber dan whisker). Penggunaan bahan komposit serat sangat efesien dalam menerima beban dan gaya. Karena itu bahan komposit serat sangat kuat dan kaku bila dibebani searah serat, sebaliknya sangat lemah bila dibebani dalam arah tegak lurus serat.

Continuous atau uni-directional, mempunyai serat panjang dan lurus, membentuk lamina diatara matriknya. Jenis komposit ini paling sering digunakan. Tipe ini mempunyai kelemahan pada pemisahan antar lapisan. Hal ini dikarnakan kekuatan antar lapisan dipengaruhi oleh matriknya. E. Bahan - bahan Pembentuk Komposit Bahan pembuat fiberglass pada umumnya terdiri dari 11 macam bahan, 6 macam sebagai bahan utama dan 5 macam sebagai bahan finishing. Sebagai bahan utama yaitu erosil, pigmen, resin, katalis, talk, mat, sedangkan sebagai bahan finishingantara lain : aseton, PVA, mirror, cobalt, dempul dan lain sebagainya (Luthfi, 2012). F.

Karakteristik Material Komposit 1. Sifat – sifat Material Komposit

Dalam pembuatan sebuah material komposit, suatu pengkombinasian optimum dari sifat-sifat bahan penyusunnya untuk mendapatkan sifat-sifat tunggal sangat diharapkan. Beberapa material komposit polymer diperkuat serbuk yang memiliki kombinasi sifat-sifat yang ringan, kaku, kuat dan mempunyai nilai kekerasan yang cukup tinggi. Disamping itu juga sifat dari material komposit dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu material yang digunakan sebagai bentuk komponen dalam komposit, bentuk geometri dari unsur-unsur pokok dan akibat struktur dari sistem komposit, cara dimana bentuk satu mempengaruhi bentuk lainnya Menurut Agarwal dan Broutman, yaitu menyatakan bahwa bahan komposit mmpunyai ciriciri yang berbeda dan komposisi untuk menghasilkan suatu bahan yang mempunyai sifat dan cirri tertentu yang berbeda dari sifat dan ciri konstituen asalnya. Disamping itu konstituen asal masi kekal dan dihubungkan melalui suatu antara muka. Dengan kata lain, bahan komposit adalah bahan yang heterogen yang terdiri dari fasa yang tersebar dan fasa yang berterusan. Fasa tersebar selalu terdiri dari serat atau bahan pengukuh, manakalah yang berterusannya terdiri dari matriks. 2. Jenis – jenis Material Komposit a. Material Komposit Serat

Material komposit serat yaitu komposit yang terdiri dari serat dan bahan dasar yang diproduksi secara fabrikasi, misalnya serat + resin sebagai bahan perekat, sebagai contoh adalah FRP (Fiber Reinforce Plastic) plastik diperkuat dengan serat dan banyak digunakan, yang sering disebut fiber glass. b. Komposit Lapis (Laminated Composite) Komposit

lapis

yaitu

komposit

yang terdiri

dari lapisan

dan

bahan penguat,

contohnya polywood, laminated glass yang sering digunakan sebagai bahan bangunan dan kelengkapannya. c. Komposit Partikel (Particulate Composite) Komposit partikel yaitu komposit yang terdiri dari partikel dan bahan penguat seperti butiran (batu dan pasir) yang diperkuat dengan semen yang sering kita jumpai sebagai betin. 3. Kelebihan Material Komposit Material komposit mempunyai beberapa kelebihan berbanding dengan bahan konvensional seperti logam. Kelebihan tersebut pada umumnya dapat dilihat dari beberapa sudut yang penting seperti sifat-sifat mekanikal dan fisikal dan biaya.

Bahan komposit partikel merupakan jenis dari bahan komposit dimana bahan penguatnya adalah terdiri dari partikel-partikel. Secara definisi partikel itu sendiri adalah bukan serat, sebab partikel itu tidak mempunyai ukuran panjang. Sedangkan pada bahan komposit ukuran dari bahan penguat menentukan kemampuan bahan komposit menahan gaya dari luar. Dimana semakin panjang ukuran serat maka semakin kuat bahan menahan beban dari luar, begitu juga dengan sebaliknya. Bahan komposit partikel pada umumnya lemah dan fracture-toughness-nya lebih rendah dibandingkan dengan serat panjang, namun disisi lain bahan ini mempunyai keunggulan dalam ketahanan terhadap aus.

Pada bahan komposit keramik (Ceramix Matrix Composite), partikel ini umumnya digunakan sebagai pengisi dan penguat, sedangkan keramik digunakan sebagai matrik. Dengan menggunakan mekanisme

penguatan

tertentu

sehingga fracture-toughness-nya

partikel baik.

ini

berguna

untuk

Partikel-partikel

dari

mencegah bahan

perambatan

logam

yang

retak, keras

seperti tungsten, chorium dan molybdenum juga biasa dicampur dengan logam lunak seperti aluminium, tembaga atau perak yang berfungsi sebagai matrik.

4. Kegunaan Material Komposit Penggunaan material komposit sangat luas, yaitu untuk : a. Angkasa luar = Komponen kapal terbang, Komponen Helikopter, Komponen satelit. b. Kesehatan = Kaki palsu, Sambungan sendi pada pinggang c. Marine atau Kelautan = Kapal layar, Kayak d. Industri Pertahanan = Komponen jet tempur, Peluru, Komponen kapal selam e. Industri Pembinaan = Jembatan, Terowongan, Rumah, Tanks. f. Olah raga dan rekreasi = Sepeda, Stik golf, Raket tenis, Sepatu olah raga g. Automobile = Komponen mesin, Komponen kereta h. Angkasa luar = Komponen kapal terbang, Komponen Helikopter, Komponen satelit.

J.

Bahan - Bahan Pembentuk Komposit

Bahan pembuat fiberglass pada umumnya terdiri dari 11 macam bahan, 6 macam sebagai bahan utama dan 5 macam sebagai bahan finishing. Sebagai bahan utama yaitu erosil, pigmen, resin, katalis, talk, mat, sedangkan sebagai bahan finishing antara lain : aseton, PVA, mirror, cobalt, dan dempul. 1. Aerosil Bahan ini berbentuk bubuk sangat halus seperti bedak bayi berwarna putih. Berfungsi sebagai perekat mat agar fiber glass menjadi kuat dan tidak mudah patah/pecah. 2. Pigment Pigmen adalah zat pewarna sebagai pencampur saat bahan fiber glass dicampur. Pemilihan warna disesuaikan dengan selera pembuatnya. Pada umumnya pemilihan warna untuk mempermudah proses akhir saat pengecatan.

3. Resin Bahan ini berujud cairan kental seperti lem, berkelir hitam atau bening. Berfungsi untuk mencairkan atau melarutkan sekaligus juga mengeraskan semua bahan yang akan dicampur. Biasanya bahan ini dijual dalam literan atau dikemas dalam kaleng.

4. Katalis Zat ini berwarna bening dan berfungsi sebagai pengencer. Zat kimia ini biasanya dijual bersamaan dengan resin, dan dalam bentuk pasta. Perbandingannya adalah resin 1 liter dan katalisnya 1/40 liter. 5. Talk Sesual dengan namanya bahan ini berupa bubuk berwarna putih seperti sagu. Berfungsi sebagal campuran adonan fibercglass agar keras dan agak lentur. 6. Mat Bahan ini berupa anyaman mirip kain dan terdiri dari beberapa model, dari model anyaman halus sampai dengan anyaman yang kasar atau besar dan jarang-jarang. Berfungsi sebagai pelapis campuran adonan dasar fiberglass, sehingga sewaktu unsur kimia tersebut bersenyawa dan mengeras, mat berfungsi sebagai pengikatnya. Akibatnya fiber glass menjadi kuat dan tidak getas. 7. Aseton Pada umumnya cairan ini berwarna bening, fungsinya seperti katalis yaitu untuk mencairkan

resin. Zat

ini digunakan apabila

adonan

terlalu kental yang akan

mengakibatkan pembentukan fiberglass menjadi sulit dan lama keringnya. 8. PVA Bahan ini berupa cairan kimia berkelir biru menyerupai spiritus. Berfungsi untuk melapis antara master mal atau cetakan dengan bahan fiber glass. Tujuannya adalah agar kedua bahan tersebut tidak saling menempel, sehingga fiberglasshasil cetakan dapat dilepas dengan mudah dari master mal atau cetakannya. 9. Mirror Sesuai namanya, manfäatnya hampir sama dengan PVA, yaitu menimbulkan efek licin. Bahan ini berwujud pasta dan mempunyai warna bermacam macam. 10. Cobalt Cairan kimia ini berwarna kebiru-biruan. Berfungsi sebagai bahan aktif pencampur katalis agar cepat kering, terutama apabila kualitas katalisnya kurang baik dan terlalu encer. Bahan ini dapat dikategorikan sebagai bahan penyempurna, sebab tidak semua bengkel

menggunakannya. Hal ini tergantung pada kebutuhan pembuat dan kualitas resin yang digunakannya. Perbandingannya adalah 1 tetes cobalt dicampur dengan 3 liter katalis. Apabila perbandingan cobalt terlalu banyak, dapat menimbulkan api. 11. Dempul fiberglass Setelah hasil cetakan terbentuk dan dilakukan pengamplasan, permukaan yang tidak rata dan berpori-pori perlu dilakukan pendempulan. Tujuannya agar permukaan fiberglass hasil cetakan menjadi lebih halus dan rata sehingga siap dilakukan pengerjaan lebih lanjut (Yusuf, 2014).

V. PENUTUP

A. Kesimpulan Adapun kesimpulan yang dapat diberikan setelah melakukan pratikum yaitu sebagai berikut : 1.

Massa bahan ditimbang sesuai presentase masing-masing bahan seperti phenolic resin 60%, fly ash, grafit dan serbuk besi 15%, NBR 15%, BaSO4 10%.

2.

Pencampuran bahan menggunakan mixer sampai waktu 20 menit sampai mendapatkan campuran homogen

3.

Cetakan dipanaskan sampai temperature 250°C dan di pompa lagi sebanyak 5 kali dengan kecepatan pemanasan 8°C/ menit.

4.

Untuk proses finishing di furnace dengan temperatur 150°C dan selanjutnya spesimen di amplas agar permukaan halus.

5.

Benda yang tidak tahan terhadap fatik akan mengalami kegagalan pada kondisi pembebanan dinamik (beban berfluktuasi )

6.

Aplikasi komposit telah merambah ke industri lain seperti otomotif (misal: bodi mobil balap F1), olahraga (misal: raket tenis), perkapalan; industri

minyak dan gas juga telah memakai komposit untuk membangun infrastrukturnya. B. Saran

Adapun saran yang dapat diberikan oleh pratikum yaitu sebagai berikut : 1.

Menggunakan pakaian jas lab dan alat keselamatan kerja agar terhindar dari kecelakaan kerja.

2.

Menggunakan alat sesuai dengan fungsinya agar praktikum berjalan dengan lancar.

3.

Selalu memperhatikan asisten dosen tentang bagaimana cara pengujian pada saat praktikum agar hasilnya pun maksimal.

4.

Selalu menjaga kebersihan dan mengembalikan alat yang digunakan pada tempatnya Daftar pustaka http://mbayik.blogspot.com/2015/11/makalah-komposit.html