Seluk Beluk Komposit

            Bentuk yang paling dasar dalam suatu bahan komposit adalah bahan yang terdiri atas sedikitnya dua unsur – unsur yang bekerja bersama untuk menghasilkan kekuatan material yang berbeda. Unsur – unsur itu semua tergantung pada bahan itu sendiri. Dalam prakteknya, kebanyakan komposit terdiri dari material curah ( Matriks ) dan terdiri beberapa penguat, yang ditambahkan terutama untuk meningkatkan kekuatan dan kekakuan dari acuan / matriks itu. Penguatan ini pada umumnya si ( dalam ) adalah serat. Sekarang, komposit yang biasa dibuat paling umum dapat dibagi menjadi tiga kelompok yang utama :

·         Polymer Composites Acuan / Matriks ( PMCS )- Ini adalah paling umum dan akan disini. Juga seperti FRP – Fibre Reinforced Polymers ( or Plastics ) – bahan – bahan yang digunakan sebuah polymer – sebagai acuan / matriks, dan berbagai bahan penguat seperti serat gelas, karbon dan aramid.

·         Metal Matriks Composites ( MMCS )- penggunaannya terus meningkat, penggunaannya dapat ditemukan di industri permobilan, bahan – bahan yang digunakan adalah metal seperti alumunium sebagai matriks, dan penguatannya dengan serat seperti karbid – silisium.

·         Ceramic Matrix Composites ( CMC’s ) – Digunakan dalam temperature yang sangat tinggi. Bahan yang digunakan adalah keramik sebagai matrik dan berpenguat serat pendek atau seperti dibuat dari karbida silicon dan boron nitride.

Polymer Matrix Composites

            Sisitim Resin seperti epoxies dan polyesters memiliki banyak keterbatasan untuk digunakan dalam manufakktur, karena sifat mekanis mereka tidaklah sangat tinggi saat dilakukan pengujian, kemampuan paling khusus adalah mudah dibentuk ke dalam bentuk yang kompleks. Bahan – bahan seperti gelas / kaca, aramid dan borium mempunyai tingkat regangan yang sangat tinggi dan kuat, tetapi dalam ‘bentuk yang padat’ bahan ini mustahil digunakan. Fakta membuktikan bahwa ketika ditekankan, pada permukaan terdapat letusan ( gelembung – gelembung ) baik didalam maupun diluar sehingga akan menurunkan tingkat kekuatan materialnya. Oleh karena itu, sebuah gulungan serat menggambarkan ketelitian jumlah capaian maksimum dari material itu. Bagaimanapun, kekuatan serat hanya tergantung dari kemampuan serat dapat diregangkan, sistem resin yang dikombinasikan dengan penguatan serat seperti gelas / kaca, karbon dan aramid kekuatan mekanisnya dapat diperoleh. Matrik dapat mentransformasikan beban keseluruh gabungan serat dan juga melindungi serat dari kerusakan disebabkan oleh lecet / pengausan. PMC berkombinasi dengan sisitim resin dengan penguatan serat, aka menghasilkan kekuatan yang baik.

Umumnya bahan komposit ditentukan oleh :

       I.            Serat

    II.            Resin

 III.            Perbandingan dari serat terhadap resin dalam komposit tersebut. ( Fraksi Volume Serat )

 IV.            Ukuran dan orientasi serat dalam komposit.

Rasio serat terhadap resin yang besar digunakan dalam proses pabrikasi untuk kombinasi resin dengan serat. Bagaimanapun, serat dipengaruhi oleh jenis sistem resin yang digunakan, dan bentuk gabungan seratnya. Secara umumnya, sifat mekanis dari serat adalah jauh lebih tinggi dibanding resinnya, Fraksi Volume serat yang lebih tinggi akan berpengaruh terhadap kekuatan mekanika komposit. Dalam prakteknya, perlu adanya pelapisan serat dengan resin dalam jumlah maksimum agar bisa efektif. Sebagai tambahan, proses pabrikasi yang digunakan untuk kombinasi serat dengan resin yang bermacam – macam bertujuan untuk mengurangi cacat / ketidak sempurnaan karena masuknya udara. Secara khusus, suatu proses hand lay – up uang umum digunakan di industry pembuatan kapal, batasannya untuk FVF 30 – 40 %. Dengan mutu yang lebih tinggi, proses lebih tepat dan canggih digunakkan di industry penerbangan luar angkasa, FVF 70 % masih dapat digunakan. Ukuran serat dalam komposit penting karena serat mempunyai sifat mekanis yang paling tinggi sepanjang serat tersebut, ini merupakan bahan komposit anisotropy, yang berbeda dengan metal, sifat mekanis dari kompasit akan Nampak sangat berbeda ketika akan diuji di dalam arah yang berbeda. Artinya sangat penting sebagai pertimbangan akan menggunakan bahan komposit.dalam kondisi beban yang diterapkan. Kekuatan anisotropy sangat menguntungkan karena hanya ditaruh pada material di mana beban akan diterapkan, dengan begitu penggunaan material  yang berlebihan dapat dihindarkan. Penting juga untuk dicatat bahwa dengan kekuatan dari bahan – bahan ini sebagian besar ditentukan oleh material penyalur pembebanan. Ada empat macam pembebeanan dalam struktur material diantaranya : tegangan, tekanan, tegangan geser dan kelenturan.

Tegangan

Gambar 1 menunjukkan pembebanan tegangan pada bahan komposit. Respon bahan komposit terhadap tegangan tarik tergantung pada ketebalan dan kekuatan bahan penguatan seratnya yang jauh lebih tinggi disbanding sistem resinnya sendiri.

Tekanan

Gambar 2 menunjukkan komposit dibawah pembebanan tekanan. Disini, zat tambahan dan ketebalan bahan untuk sistem resin sangat penting sekali. Karena itu peran dari untuk memelihara serat ketika terjadi tekukan.

Geser

Gambar 3 menunjukkan pembebananbahan komposit dibawah tegangan geser. Beban yang bekerja pada bagian atas benda tersebut pada kondisi luncur, pemindahan menekkankan ke seberang gabungan itu.

Flexure

Beban kelenturan adalah suatu kombinasi dari tegangan, tekanan bagian atas diberi tekanan, dapat menurunkan bagian atas ke dalam tegangan pada bagian pusat.

Klasifikasi Komposit

Bahan komposit dapat diklasifikasikan dalam beberapa jenis, tergantung pada geometrid an jenis seratnya. Hal ini dapat dimengerti, karena serat merupakan unsure utama dalam bahan komposit tersebut. Diagram  berikut adalah klasifikasi bahan komposit secara umum.

Unsure – unsure penyusun komposit

Unsure – unsure utama penyusun komposit lamina adalah matrik dan serat. Bahan – bahan pendukung pembuatan komposit meliputi katalis dan gel coat. Bahan tambahan tersebut memiliki fungsi yang sangat pentung untuk menentukan kualitas suatu produk komposit. Secara umum komposit tersusun atas.

A. Komponen penguat

Komponen penguat, yaitu serat dan partikel merupakan struktur internal.\

Serat

Seperti ditunjukkan dalam table berikut, banyaknya jenis serat baik serat alam maupun serat buatan.

Serat Gelas

Glass fiber atau carbon fiber adalah bahan yang tidak mudah terbakar. Hubungannya dengan pemilihan resin adalah untuk menentukan katarestik api, serat gelas merupakan serat sintesis yang paling banyak digunakan. Harganya relative murah dan sudah tersedia cukup banyak dipasaran. Serat jenis ini biasanya digunakan sebagai penguat matrik jenis polymer. Komposisi kimia serat gelas sebagian besar adalah SiO₂ dan sisanya adalah oksida – oksida alumunium ( Al ), kalsium ( Ca ), magnesium ( Mg ) dan natrium ( Na ) dan unsure – unsure lainnya.

      Beberapa bentuk serat gelas antara lain :

1. Waven roving ( berupa benang panjang yang dianyam dan digulung pada silinder ).

2. Choped strand ( Strand yang dipotong dengan ukuran 3.2 mm – 50.8 mm ).

3. Reinforcing mat ( berupa chopped strand mat dan continous mat yang tersusun secara acak ) serta bentuk yang lain ( Schwartz, 1984 ).

Type Serat Glass

Dengan variasi dari “ recipe “, menghasilkan jenis gelas / kaca yang berbeda. Jenis yang digunakan untuk structural reinforcement adalah sebagai berikut :

a. E – Glass ( elektrik ) berisi akali rendah dan lebih kuat dari A gelas / kaca ( Alkali ). Kekuatan tarik dan kekuatan tekan dan kekakuan, baik untuk komponen – komponen elektrik dan biaya yang relative rendah, tetapi berdampak pada tek tahan lama. Tergantung pada harga tipe E gelas / kaca sekitar £ 1-2/ kg. E- glass yang biasa digunakan sebagai polymer metric komposit.

b. C-Glass ( chemical ) tahan terhadap bahan kimia. Sebagaian besar digunakan untuk melapisi bagian luar pada penampung bahan kimia dan pipa air dan tangki.

C R, S dan T- Glass merupakan nama dagang pabrikan untuk serat yang sebanding mempunyai kekuatan tarik dan modulus yang lebih tinggi disbanding E glass/ kaca, lebih baik dari pada acak. Lebih tinggi ILSS dan acak dapat dibuat dengan diameter fillamen yang lebih kecil. S glass diproduksi di USA oleh OCF, R-Glass di Eropa dibuat oleh Vetrotex dan T- Glass dibuat di jepang oleh Nittobo. Perkembangan industry penerbangan luar angkasa dan industry pertahanan, dan digunakan pada rudal balistik. Faktor lemahnya volume produksi membuat bahan ini relative mahal. Tergantung pada jenis R atau S gelas / kaca yang berharga sekitar £12-2-/ kg.

Tipe Serat E Glass

Serat E gelas / kaca yang tersedia dalam bentuk :

a. Strand, adalah suatu bundel yang dengan lengkap dihubungkan pada filament. Strand jarang tersedia di pasaran dan pada umumnya digulung bersama – sama seperti benang.

b. Yarns suatu bundel yang lekat dihubungkan pada filament atau strand. Masing – masing diameter helai biasanya 4 – 13 um. Helai mempunyai bermacam – macam beratnya yang digambarkan ‘tex’ ( beratnya dalam gramme dari 1000 linier meter ) atau setara ( berat dalam lbs dari 10,000 yard ), dengan tipe tingkatan yang biasa antara 5 dan 400.

c. Rovings adalah bundel yang dengan bebas dihubungkan pada filament atau strand. Tiap diameter dalam roving adalah sama, dan pada umumnya antara 13- 24 um. Roving juga mempunyai bermacam – macam antara 300 dan 4800. Dimana filament dikumpulkan bersama –sama secara langsung setelah proses melelehkan. Bebrapa strand dapat juga dibawa bersama –sama secara terpisah setelah pembuatan dari gelas / kaca, untuk tahu assembled moving. Pembuatan roving biasanya memiliki filament dengan diameter yang tercantum di table bawah ini.

4. kompponen pengikat

Komponen pengikat, yaitu yang berguna mengikat serat, melindungi serat dari kerusakan luar, dan meneruskan beban yang diterapkan keserat

1. sistem resin

Banyak sistem resin yang digunakan dalam material komposit diantarnya yang memiliki :

a. sifat mekanis yang baik

b. kekuatan ikatan yang baik

c. ketangguhan yang baik

d. tahan terhadap temperature

Sifat mekanis dari sistem resin

Grafik di bawah, menunjukkan kurva tekanan / ketegangan yang ideal sistem resin. Kurva ini menun jukkan kekuatan yang tinggi, kekakuan yang tinggi ( yang ditandai oleh gradient ) dan suatu ketegangan yang tinggi yang berdampak pada kegagalan.

Yang perlu menjadi catatan bahwa ketika sebuah komposit terbebani tegangan, karena sifat mekanis yang membebani bagian serat telah tercapai maka rsin harus mampu menahan seminimal mungkin.

Gambar diatas memperlihatkan ketegangan pada kegagalan E glass, S- Glass, aramid dan kekuatan tertinggi serat karbon ( bukan bentuk komposit ). Di sini dapat dilihat bahwa, sebagai contoh, serat E-Glass, dengan pemanjangan untuk putus 5,3 % akan memerlukan sebuah resin dengan sebuah pemanjangan mencapai kekuatan regangan maksimum.

Kekuatan ikatan sistem Resin

Ikatan adhesi yang tinggi antara serat sebagai penguatan dan resin beban akan ditransfer secara efisien dan yang akan mencehgah timbulnya pecah atau dammar / serat yang debonding ketika ditekankan.

      Ikatan adhesi yang tinggi antara serat sebagai penguatan dan resin

Beban akan ditransfer secara efisien dan yang akan mencegah timbulnya pecah atau dammar / serat yang debonding ketika ditekankan.

Keunggulan pada sistem resin

Ketangguhan adalah suatu ukuran suatu perlawanan material untuk bertepuk / retak perkembangbiakan, tetapi di dalam komposit hal ini susah untuk diukur dengan teliti. Bagaimanapun, kurva ketegangan / tekanan sistem resin diatas sendiri menyediakan beberapa indikasi menyangkut ketangguhan material. Umumnya kelaina bentuk resin akibat kegagalan yang lebih material nantinya. Dan sebaliknya, suatu sistem resin dengan suatu ketegangan rendah kegagalan akan cenderung menciptakan suatu komposit rapuh, berakibat retak dengan mudah. Sistem resin penting untuk digunakan di lingkungan angkatan laut.

Tipe resin terbagi dalam dua jenis, yaitu :

a. Resin Termoplastis

      termoplastis adalah bahan yang menjadi plastis karena pemanasan dan bentuknya dapat berubah dalam keadaan plastis tersebut. Bebapa jenis termoplastis yang digunakan sebagai matrik pada komposit serat, misalnya : polypropylene, nylon, acetal, polycarbonate, dan lain- lain.

b. Resin termoset

Termoset adalah bahan yang tidak menjadi plastis karena pemanasan dan tidak mencair. Resin termoset bila dipanaskan akan mengurangi sifat kekakuannya pada temperature distorsi ( temperatur batas efektif untuk penggunaan komponen struktur ) ( sumber . Hull, 1981 ). Resin termoset itu diantaranya adalah Phenolik, Epoksi, Urea, Melamin, Poliester tak jenuh, poliuretan, dsb ( sumber : Surdia T. 1981 “ Pengetahuan Bahan Logam” ). Meskipun banyak sekali tipe resin yang digunakan dalam industry komposit, mayoritas bagian strukturnya dibuat dengan tiga tipe utama, diantaranya polyester, vinylester dan epoxy.

Sistem resin lain yang digunakan dalam komposit

Disamping polyester, vinylester, epoxies ada sejumlah lain sitem resin khusus yang digunakan secara unik untuk menghasilkan apa yang mereka diperlukan:

      Phenolics

Utamanya digunaka nuntuk ketahanan api, phenolics juga memiliki kekuatan baik pada temperatur tinggi. Untuk curing material pada sushu kamar, korosi terjadap zat asam bila penangannya tidak sesuai proses pemadatan dengan metode curing alami akan berdampak pada masuknya udara yang berakibat masuknya udara dan cacat permukaan, struktur menjadi rapuh dan tidak memiki kekuatan mekanik yang tinggi.

      Cyanate Esters

Banyak digunakan di industry pesawat udara. Material ini sangat bagus untuk dielektrikum sempurna pembuatannya sangat pantas dengan menggunakan serat dielektrikum yang rendah seperti kwarsa untuk pembuata kubah radar. Material ini juga mempunyai stabilitas temperature sekitar 200⁰C basa.

      Silicones

Resin buatan ini menggunakan silisium sebagai penguatnya bukannya karbon dari organic. Kekuatan tahan api yang baik, dan mampu melawan temperature yang tinggi. Temperature yang tinggi sangat diperlukan untuk cure. Digunakan untuk proyektil.

      Polyurethanes

Ketangguhan bahan yang baik, kadang kala dicampur hybrid dengan resin yang lain, dalam kaitan dengan rendahnya laminasi memiliki sifat mekanis didalam tekanan. Sangat berbahaya bila menggunakan isocyanates sebagai agen.

      Bismaleimides (BMI )

 Banyak digunakan untuk pesawat terbang di mana dapat operasi pada temperature yang lebih tinggi ( 230⁰C basah / 250⁰kering ) diperlukan pada bagian inlet mesin, kecepatan tinggi pada oermukaan penerbangan pesawar.

      Polymides

Digunakan dalam operasi temperature yang lebih tinggi dibanding bismaeleimides ( digunakan sampai ke 250⁰C basah / 300⁰ kering ). Aplikasi khusus meliputi proyektil dan komponen mesin pesawat terbang. Resin ini sangat mahal, merupakan bahan baku yang beracun dalam pembuatannya. Polymides juga cenderung relative rapuh. PMR 15 dan Lare 160 adalah dua diantaranya yang paling umum digunakan polyimides dalam bahan komposit.

C. Komponen Tambahan

Komponen tambaha, yaitu filler yang dicampur dengan matriks saat pembuatan. Pada komponen tambahan ini biasanya ditambahkan katalis seperti mepoxi, kobalt, alumunium sbd. Penambahan komponen tergantung dari karakteristik resin itu sendiri dan keinginan pengguna.

Menurut bentuk material dan penyusunnya, komposit dapat dibedakan dalam lima jenis, yaitu :

1. komposit serat ( fibrous komposit)

2. komposit partikel ( particulate komposit )

3. komposit serpih ( flake )

4. komposit sketal ( filled )

5. Komposit laminat ( laminate komposite)

Komposit serat merupakan jenis komposit yang paling banyak digunakan untuk struktur. Hal ini disebabkan karena serat lebih kuat dari pada bentuk butiran, mempunyai kakauan serat yang solid dan matriknya lebih fleksibel. Komposit serat terdiri dari serat sebagai bahan penguat dan matrik seagai bahan pengikat, pengisi volume dan pelindung serat – serat untuk mendistribusikan gaya atau beban antara serat – serat.

Pengertian Komposit

Bahan komposit dapat dikatakan material lama, dapat juga dikatakan material baru. Dikatakan lama karena hamper seluruh bahan alami termasuk tubuh manusia, hewan, dan tumbuhan adalah komposit. Dikatakan baru karena baru sekitar tahun 60-an para ahli dan ilmuwan memberikan perhatian yang khusus terhadap potensi yang terkandung dalam pembuatan serat komposit. Saat ini perkembangan bahan – bahan komposit baru dan aplikasinya sedang berkembang pesat.

Kata komposit ( composite ) merupakan kata sifat yang berarti susunan atau gabungan. Komposit juga berasal dari kata kerja “ to compose “ yang berarti menyusun atau menggabung. Jadi, secara sederhana material komposit dapat diartikan sebagai material gabungan dari dua atau lebih material yang berlainan.

Penggabungan dua material atau lebih tersebut ada dua macam yaitu :

PENGGABUNGAN MAKRO KOMPOSIT

Ciri – ciri penggabungan makro adalah :

1. Dapat dibedakan secara langsung dengan cara melihat.

2. Penggabungannya lebih secara fisis dan mekanis.

3. Penggabungannya dapat dipisahkan secara fisis ataupun secara mekanis.

Contoh : Kevlar, Glass Fiber Reinforced Plastic ( GFRP )

    PENGGABUNGAN MIKRO

Ciri – ciri penggabungan mikro adalah :

1. Tidak dapat dibedakan dengan cara melihat secara langsung.

2. Penggabungannya lebih secara kimiawi.

3. Penggabungannya tidak dapat dipisahkan secara fisis dan mekanis, tetapi dapat dilakukan dengan secara kimiawi. Contoh : Logam paduan, besi cor, aja, dll.

Dari penjelasan di atas dapat kita ketahui bahwa material komposit dibuat dengan penggabungan secara makro. Karena material komposit merupakan material gabungan secara makro, maka material komposit dapat didefinisikan sebagai “ suatu sistem material yang tersusun dari campuran / kombinasi dua atau lebih unsur – unsur utama yang secara makro berbeda di dalam bentuk dan atau komposisi material dan pada dasarnya tidak dapat dipisahkan “ ( Schwartz, 1984 ).

UNSUR UNSUR PEMBENTUK KOMPOSIT GFRP

Unsur – unsur utama penyusun komposit GFRP adalah matrik dan serat. Bahan – bahan pendukung pembuatan komposit meliputi katalis, akselerator, gel coat, dan pewarna. Bahan tambahan tersebut  memiliki fungsi yang sangat penting untuk menentukan kualitas suatu produk komposit. Karena material komposit terdiri dari penggabungan unsur – unsur utama yang berbeda, maka munculah daerah perbatasan antara serat dan matrik ( interface ).

     BAHAN SERAT

Sifat – sifat mekanik dari komposit sangat dipengaruhi oleh serat dan orientasinya, dimana kandungan serat yang tinggi akan menghasilkan kekuatan tarik yang tinggi pula. Di sisi lain, meningkatnya kandungan resin, berarti akan meningkatkan ketahanan produk cetaknya terhadap serangan kimia dan cuaca. Oleh karana itu perbandingan antara serat dan resin memegang peranan yang paling penting untuk menentukan sifat – sifat mekanisnya.

Sistem penguat dalam material komposit serat bekerja dengan mekanisme sebagai berikut : material berserat itu akan memanfaatkan aliran plastis dari bahan matriks ( yang bermodulus rendah ) yang sedang dikenai tegangan, untuk mentransferkan beban yang ada itu kepada serat – seratnya ( yang kekuatannya jauh lebih besar ). Hasilnya adalah bahan komposit yang memiliki kekuatan dan modulus yang tinggi. Tujuan menggabungkan keduanya adalah untuk menghasilkan material dan fase dimana fase primernya ( serat ) disebar secara merata dan diikat oleh fase sekundernya ( matrik ). Dengan demikian, konstituen utama yang mempengaruhi kemampuan komposit adalah serat sebagai penguat, matriks dan interface antara serat dengan matrik.

Diameter serat juga memegang peranan yang sangat penting dalam memaksimalkan tegangan. Makin kecil diameternya akan memberikan luas permukaan per satuan berat yang lebih besar, sehingga akan membantu transfer tegangan tersebut. Semakin kecil diameter serat ( mendekati ukuran Kristal ) semakin tinggi kekuatan bahan serat. Hal ini dikarenakan cacat yang timbul semakin  sedikit. Serat yang sering dipakai untuk membuat komposit antara lain : serat gelas, serat karbon, serat logam ( whisker ), serat alami, dan lain sebagianya.

Komposit dengan penguat serat ( fibrous composite ) sangat efektif, karena bahan dalam bentuk serat jauh lebih kuat dan lebih kaku dibandingkan dengan bahan yang sama dalam bentuk padat ( bulk ). Sebagai contohnya, gelas padat patah pada tegangan kurang dari 10.000 psi, sedangkan serat gelas patah pada tegangan antara 400.000 – 700.000 psi.

Serat gelas tersusun dari butiran silica ( SiO₂ ). Molekul silicon dioksida ini mempunyai konfigurasi tetrahedral, dimana satu ion silicon memegang empat ion oksigen. Jaringan dari silica tetrahedral ini adalah dasar dari terbentuknya serat gelas. Ada tiga macam serat gelas berdasarkan jenisnya, yaitu E gelas, S gelas, D gelas. Berdasarkan bentuknya serat gelas dapat dibedakan menjadi beberapa macam antara lain : roving, chopped strand, reinforcing mat, yarn, woven fabric, dan woven roving.

BAHAN MATRIK

Syarat utama yang harus dimiliki oleh bahan matrik adalah bahan matrik tersebut harus dapat meneruskan beban. Oleh karena itu, serat harus dapat melekat pada matrik secara chemical bond dan kompatibel antara serat dan matrik ( tidak ada reaksi kimia yang mengganggu ). Biasanya matrik yang dipilih adalah matrik yang memiliki ketahanan panas tinggi. Pada bahan komposit, matrik memiliki kegunaan sebagai berikut :

1. Memegang dan mempertahankan serat tetap pada posisinya.

2. Pada saat dikenai beban, matrik harus mampu mendistribusikan tegangan kepada serat.

3. Memberikan sifat tertentu, misalnya : keuletan, kekasaran, sifat elektrik.

Dalam proses pembuatan material komposit, matrik harus memiliki kemampuan meregang yang lebih tinggi dibandingkan dengan serat. Apabila tidak demikian, maka material komposit tersebut akan mengalami patah pada bagian matriknya terlebih dahulu. Dan apabila hal itu dipenuhi, maka material komposit tersebut akan patah secara alami bersamaan antara serat dan matrik.

Berdasarkan bahan penyusunnya matrik terbagi atas matrik organic dan inorganic. Matrik organic adalah matrik yang terbuat dari bahan – bahan organik. Matrik ini banyak digunakan karena proses penggunaannya menjadi komposit cepat dan mudah serta engan biaya yang rendah. Salah satu contoh matrik organik adalah resin polyester. Matrik inorganik adalah matrik yang terbentuk dari bahan logam yang pada umumnya memiliki berat dan kekuatan tinggi.

Berdasarkan karakteristik termalnya matrik dapat dibagi dua yaitu matrik thermosetting dan matrik termoplastik. Ada dua macam resin thermosetting yang banyak digunakan saat ini, yaitu epoxy dan polyester. Resin unsaturated polyester ( UP ) adalah matrik thermosetting yang paling banyak dipakai untuk pembuatan komposit GFRP. Resin UP ini digunakan mulai dari proses pembuatan dengan metode hand lay up hingga metode yang lebih kompleks seperti filament winding, resin injection molding, dan resin transfer molding.

Polyester berarti polimer yang disusun dari monomer yang mengandung gugus ester. UP adalah polimer tak jenuh yang memiliki ikatan kovalen ganda karbon – karbon rektif yang dapat dihubung – silangkan selama proses curing guna membentuk suatu material thermosetting.

Curing pada polyester

Curing merupakan proses pengeringan untuk merubah material pengikat ( resin ) dari keadaan cair menjadi padat. Curing ini terjadi melalui reaksi kopolimerisasi radikal antara molekul jenis vinil yang membentuk hubungan silang melalui bagian tak jenuh dari polyester. Reaksi ini dipicu oleh katalis yang ada ( MEPOXE ), yang mulai diaktifkan oleh sejumlah kecil akselerator.

Standar yang dianjurkan untuk penggunaan katalis adalah 1% pada suhu kamar. Semakin banyak penggunaan katalis maka waktu pengerasan cairan matrik ( curing time ) akan semakin cepat. Akan tetapi apabila kita mengikuti aturan berdasarkan standar ( 1% ) maka hal tersebut akan menyebabkan curing time menjadi sangat cepat, sehingga dapat merusak produk komposit yang dibuat. Jal ini dikarenakan temperature ruangan pada saat pembuatan produk komposit tidaklah terkontrol dengan baik ( sumber : Pengamatan secara langsung dan wawancara dengan para pekerja di PT. INKA ). Temperature pada saat pembuatan sangat dipengaruhi oleh kondisi cuaca yang terjadi pada saat pembuatan produk komposit. Temperatur rata – rata pembuatan produk komposit di Indonesia adalah sekitar 35 – 38⁰ C. Oleh karena itu, maka dalam penelitian ini penggunaan katalis dibatasi sebesar 0,3% dari volume matrik.

Akselerator memiliki fungsi sama dengan katalis, tetapi pengaruhnya tidaklah sekuat katalis. Jenis akselerator yang digunakan pada pembuatan bodi mobil ini adalah cobalt naphtenate. Jenis akselerator yang digunakan sangat tergantung pada jenis matrik yang dipakai. Pada pembuatan bodi ini akselerator hanyadigunakan untuk membuat gel coat.

Gel coat adalah lapisan pelindung yang beerfungsi untuk mencegah masuknya air kedalam komposit, menahan reaksi kimia, melindungi dari sinar ultraviolet, serta untuk menahan gesekan. Disamping itu, gel coat juga dapat mempertinggi sifat mekanis bahan komposit.

Bahan peambah yang lain adalah pewarna yang berfungsi untuk member warna kepada prosuk komposit yang akan dibuat, sehingga memperindah tampilan dari bahan komposit. Pemberian warna ini dapat juga menutupi cacat akibat timbulnya void selama proses pembuatan bahan komposit. Zat pewarna yang akan digunakan dicampurkan ke dalam matrik yang akan digunakan untuk membuat gel coat.

  FAKTOR FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KEKUATAN KOMPOSIT GFRP

    ARAH SERAT GELAS.

Kekuatan komposit sangat dipengaruhi oleh arah serat. Pada pembuatan bodi mobil ini digunakan arah serat yang acak tidak beraturan. Ada tiga jenis penguatan arah serat gelas yaitu penguatan satu dimensi, penguatan dua dimensi, dan penguatan tiga dimensi.

Penguatan satu dimensi memiliki kekuatan mekanik maksimum pada arah serat. Penguatan dua dimensi memiliki kekuatan ang berbeda pada tiap arah orientasi serat. Penguatan tiga dimensi adalah isotropic tetapi nilai penguatannya sangat kecil ( 1/3 dari nilai penguatan satu dimensi pada arah serat ). Yang termasuk dalam serat isotropik adalah chopped strand.

  JENIS SERAT GELAS

Pemilihan jenis serat gelas dapat mempengaruhi kekuatan bahan komposit. Hal ini erat kaitannya dengan pola penguatan serat. Pada serat gelas chopped strand pola penguatannya adalah penguatan tiga dimensi.

  JUMLAH SERAT GELAS

Banyak sedikitnya serat gelas yang terkandung di dalam suatu bahan komposit sangat mempengaruhi kekuatannya. Komposit yang mengandung serat gelas hingga 80% dari beratnya akan memiliki kekuatan sekitar 4 kali lipat dibandingkan komposit dengan komposisi sebaliknya.

Jumlah maksimum serat gelas sangat tergantung dari kemampuan matrik untuk mengikat serat. Apabila jumlah serat gelas terlalu banyak, akan mengakibatkan adanya serat gelas yang saling bersentuhan tanpa adanya matrik yang mengikat. Apabila salah satu serat putus, maka beban yang akan terjadi tidak dapat diteruskan ke serat yang lain secara sempurna. Hal ini akan menyebabkan terjadinya kegagalan dini pada bahan komposit.

Banyaknya serat gelas yang digunakan juga tergantung pada metode pembuatan yang dilakukan. Untuk proses hand lay up komposisi serat gelas biasanya 70/30 ( 70% matrik dan 30% serat ), 75/25 atau 60/40.

Total Production Maintenance

          Jadi pada intinya kasus yang diambil pada TPM ini antara lain pada sebuah industri percetakan mengapa demikian karena semua peralatan untuk proses produksi percetakan merupakan sebagiannya bergerak dengan sistematis menerapkan pemeliharaan peralatan dan proses pengontrolan yang efektif menurut SOP (Standar Operasional Pengerjaan) dan adapula Salah satu sample yang paling dikenal didalam manufaktur pada TPM ini adalah "TPS House" merupakan representasi sederhana dari Toyota Production System (TPS) yang dikembangkan Toyota sebagai prinsip mensuply bahkan mengantarkan logistiknya kebeberapa pangkalan (produsen) Sebagai halnya semisal Pondasi rumah merupakan stabilitas operasional dan memiliki beberapa komponen, salah satunya adalah Total Productive Maintenance. Yaitu Bekerja dengan persediaan sedikit dan menghentikan produksi ketika ada masalah yang menyebabkan ketidakstabilan itu datang dan rasa kejenuhan antar pekerja

          Di produksi massal, saat turun mesin, rasa terdesak tidak ada persediaan berlebih akan terus berjalan sementara operasi perbaikan pemeliharaan akan bermasalah.. Dalam selesai diproduksi ketika sebuah operator menutup produksian tersebut  untuk memperbaiki masalah, sebagian akan segera berhenti memproduksi, menciptakan krisis sedikitnya lebih dari 30 tahun sebelumnya pernah dialami oleh negara jepang pada Nippondenso. Jadi kinerja peralatan yang buruk menyebabkan produk yang akan diberikan pelanggan tidak tepat pada waktunya, tingkat kualitas biaya operasional lebih rendah kualitasnya.

          Pada tahun 1969 sistem produksi toyota difokuskan pada penghapusan mutlak limbah untuk mengurangi biaya produksi, TPM dirancang untuk secara sistematis mengidentifikasi bahkan menghilangkan kerugian peralatan (cacat).

          Dua aspek penting lain dari TPM adalah pelatihan dan membuka komunikasi antara operator. Toyota telah menciptakan budaya organisasi yang mendorong partisipasi karyawan, yang penting untuk TPM agar sukses. Dasar pengetahuan dari semua karyawan digunakan untuk meningkatkan kehandalan peralatan dan pemeliharaan sehingga menurunkan produktivitas dan biaya operasional. Toyota juga mengumpulkan data untuk analisis dan pembentukan trend. data yang cukup pada tren dan pola kinerja peralatan yang harus tersedia untuk mengidentifikasi, menetapkan standar dan prosedur untuk pemeliharaan preventif. Data ini juga akan bermanfaat dalam menentukan biaya pemeliharaan pencegahan dan perbaikan

          Implementasi akurat dan praktis dari TPM, akan meningkatkan produktivitas dalam ruang lingkup organisasi, di mana:

a..budaya bisnis yang jelas dirancang untuk terus meningkatkan efisiensi

     sistem produksi total.
b.. pendekatan standar dan sistematis yang digunakan, di mana semua kerugian

     dicegah dan / atau dikenal.
c.. semua departemen, mempengaruhi produktivitas, akan terlibat untuk bergerak

     bergerak dari reaktif-dengan pola pikir yang prediktif.

d.. organisasi multidisiplin transparan mencapai nol kerugian

e.. Akhirnya TPM akan menyediakan dan transparan bahan praktis untuk

     mencapai keunggulan operasional.

8 pilar yang menjadikan TPM ini berada antara lain :

a.       Otonomi pemeliharaan.

b.      Perbaikan terus menerus.

c.       Rencana pemeliharaan.

d.      Awal peralatan manajemen.

e.       Pemeliharaan kualitas.

f.       Pelatihan.

g.       TPM Kantor.

h.      Keselamatan, kesehatan dan lingkungan.

♣   6 kerugian besar industri manufaktur sebagai berikut :

-            kerugian dari breakdown :  kerugian waktu sehingga menyebabkan

produktifitas menurun, dan kerugian jumlah  karena produk tersebut cacat (rusak).

-            kerugian dari penyetelan dan  penyesuaian

-            kerugian karena alat/mesin itu diam (tdk berjalan) dan mesin/alat tidak beroperasi.

-            kerugian karena kecepatan, maupun pengoperasian rendah (lamban).

-            kerugian karena  cacat mutu (kualitas) dan pengerjaan ulang (di repaired).

-            kerugian yang terjadi pada saat startup (awal dari memulai pengerjaan).

          Tujuan TPM adalah untuk mencapai kerusakan nol, nihil kecelakaan dan nol kesalahan. Hal mendasar tanggung jawab pada pemeliharaan dari departemen pemeliharaan untuk departemen produksi. Sementara program pemeliharaan tradisional berpusat pada pemeliharaan mesin, TPM meliputi keseluruhan seluruh operasi di pabrik, termasuk departemen administrasi dan departemen pendukung, untuk mencapai efektivitas system.