38 BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
39 2. Selang
Dalam proses pembuatan komposit menggunakan metode Vacuum Assisted Resin Infusion (VARI), selang berfungsi sebagai saluran untuk mengalirkan resin dan mengontrol aliran vakum. Selang resin menyalurkan resin dari wadah ke permukaan serat, memastikan distribusi merata. Sementara itu, selang vakum menghubungkan bagging film dengan vacuum pump untuk menciptakan tekanan negatif yang menarik resin ke dalam serat dan menghilangkan udara.
Gambar 3. 2 Selang (sumber:https://www.lazada.co.id)
3. Wadah Resin
Wadah resin berfungsi sebagai tempat penampungan resin sebelum disalurkan ke lapisan serat dalam metode Vacuum Assisted Resin Infusion (VARI) atau metode lainnya. Selain itu, wadah resin memungkinkan pengaturan jumlah resin yang dialirkan dengan tepat dan mencegah kontaminasi.
Gambar 3. 3 Wadah Resin (sumber: https://www.walmart.com)
40 4. Clam
Clamp berfungsi untuk mengatur dan mengontrol aliran resin serta vakum dalam selang, terutama pada metode Vacuum Assisted Resin Infusion (VARI) atau vacuum bagging. Clamp memungkinkan teknisi membuka dan menutup aliran resin atau vakum sesuai kebutuhan, sehingga proses impregnasi resin ke dalam serat berjalan terkendali. Setelah aliran resin merata, clamp pada selang resin dapat ditutup untuk mencegah kelebihan resin yang dapat mengganggu komposisi komposit. Penggunaan clamp membantu menghindari pemborosan material, memastikan distribusi resin yang optimal, dan mendukung pembentukan komposit berkualitas tinggi dengan mengatur aliran resin dan udara secara efektif.
Gambar 3. 4 Clam
(sumber:https://www.penetratorfins.com)
5. Selotip
Selotip khusus, seperti sealant tape atau tacky tape, digunakan untuk menutup dan merekatkan tepi vacuum bagging film pada alat cetak, menciptakan segel kedap udara yang penting dalam metode Vacuum Assisted Resin Infusion (VARI). Segel ini menjaga tekanan vakum yang stabil, mencegah masuknya udara yang dapat menyebabkan rongga (void) dalam komposit dan mengurangi kekuatan material. Selain itu, selotip memudahkan pengaturan posisi bagging film, memastikan resin tetap terkendali di area yang diinginkan, sehingga menghasilkan komposit yang rapi, berkualitas tinggi, dan memiliki performa mekanik optimal.
41
Gambar 3. 5 Selotip (sumber:https://shopee.co.id)
6. Cetakan (Mold)
Cetakan dalam metode Hand lay-up berfungsi untuk membentuk komposit sesuai desain dengan menentukan bentuk, ukuran, dan ketebalan sesuai spesifikasi. Cetakan ini menjaga lapisan serat dan resin tetap rapi, menghasilkan permukaan halus, dan memudahkan pelepasan setelah curing.
Selain itu, cetakan memastikan konsistensi bentuk dan ukuran produk komposit dalam produksi berulang, sehingga mendukung hasil yang efisien dan sesuai desain.
Gambar 3. 6 Cetakan (Mold) (sumber: https://www.researchgate.)
42 7. Cutter
cutter berfungsi untuk memotong serat alami serat rami dan serat pohon waru, sesuai dengan ukuran dan bentuk yang dibutuhkan sebelum proses penataan dalam cetakan. Selain itu, cutter digunakan untuk merapikan atau memotong kelebihan serat dan resin setelah proses curing, menghasilkan tepi komposit yang rapi dan mengurangi ketidakteraturan pada produk akhir.
Gambar 3. 7 Cutter (Sumber : https://shorturl.at/ovODB)
3.2.2 Bahan 1. Serat Karbon
Serat karbon berguna dalam komposit karena kekuatan tariknya yang tinggi, ringan, dan tahan deformasi, sehingga menghasilkan material yang kuat namun ringan. Sifat ini menjadikannya ideal untuk industri otomotif, dirgantara, dan olahraga, yang membutuhkan performa tinggi dan efisiensi. Serat karbon juga tahan korosi dan suhu tinggi, serta mempertahankan bentuk dan kekuatannya di bawah beban besar, memastikan keandalan dalam berbagai lingkungan ekstrem.
Gambar 3. 8 Serat Karbon
(sumber: https://www.perdanachemindo.com)
43 2. Serat Pohon Waru
Serat pohon waru, yang berasal dari kulit pohon Hibiscus tiliaceus, adalah serat alami dengan kekuatan tarik dan fleksibilitas yang baik, menjadikannya pilihan potensial sebagai penguat dalam komposit.
Gambar 3. 9 Serat Waru
3. Resin Epoxy
Resin epoxy berfungsi sebagai matriks dalam komposit, mengikat serat penguat seperti serat karbon, aramid, atau alami untuk menciptakan material yang kuat dan ringan. Sifat unggulnya, termasuk kekuatan mekanis tinggi, ketahanan kimia, dan tahan suhu, menjadikannya pilihan ideal untuk aplikasi otomotif, dirgantara, dan konstruksi. Resin ini menghasilkan ikatan yang kuat antara serat dan matriks, meningkatkan kinerja komposit secara keseluruhan.
Gambar 3. 10 Resin Epoxy (sumber: https://shorturl.at/Rnt2F)
44 3.3 Desain Penelitian
Gambar 3. 11 Diagram Alir Tahapan penelitian
45 3.4 Proses Pembuatan Komposit
3.3.1 Preparasi Serat
Proses preparasi serat dalam pembuatan komposit melibatkan beberapa langkah utama :
1. Pembersihan Serat: Serat dibersihkan dari kotoran, lignin, dan zat non-selulosa untuk meningkatkan adhesi dengan matriks polimer.
2. Perlakuan Kimia: Umumnya dilakukan alkalisasi menggunakan larutan NaOH untuk memperbaiki ikatan serat dan polimer, mengurangi hidrofobisitas serat, serta meningkatkan kekuatan mekanik.
3. Pengeringan: Serat dikeringkan untuk mengurangi kadar air yang dapat mengganggu proses komposit.
4. Pemotongan: Serat dipotong sesuai kebutuhan ukuran komposit, yang berpengaruh pada sifat mekanis akhir.
5. Pencampuran dengan Matriks: Serat dicampur dengan resin atau polimer dalam berbagai teknik seperti hand lay-up, compression molding, vacuum bagging atau metode lainya.
3.3.2 Variasi Metode Pembuatan (Vacuum Bangging dan Vacuum Assisted Resin Infusion)
1. Proses vacuum bagging ini melibatkan langkah-langkah yang dimulai dengan persiapan papan kayu yang dilapisi wax sebagai dasar, kemudian diolesi dengan matriks dan diratakan sesuai ukuran spesimen. Setelah itu, serat kaca ditempatkan di atas lapisan matriks, diikuti dengan pengolesan matriks kembali.
Styrofoam diletakkan di atas serat kaca dan matriks, kemudian lapisan serat kaca tambahan ditempatkan dan diolesi dengan matriks lagi. Lapisan terakhir ditutup dengan papan kayu, dan seluruh komposit kemudian dibungkus dengan plastik tebal, direkatkan dengan lakban untuk mencegah kebocoran. Proses vakum dilakukan menggunakan vacuum cleaner sebagai pompa untuk menghilangkan udara yang terjebak dan resin berlebih, memastikan tidak ada rongga udara yang dapat mempengaruhi kualitas dan kekuatan komposit akhir.
46
Gambar 3. 12 Metode Vacuum Bangging (sumber: https://www.researchgate.net.com)
2. Metode Vacuum Assisted Resin Infusion (VARI) adalah teknik yang menggunakan tekanan vakum untuk menarik resin ke dalam serat dalam proses pembuatan material komposit. Berbeda dengan metode Hand lay-up yang dilakukan secara manual, VARI menawarkan kontrol resin yang lebih baik dan hasil akhir yang cenderung bebas dari rongga udara (voids), sehingga menghasilkan komposit yang lebih kuat dan ringan. Proses dimulai dengan persiapan cetakan, di mana material serat, seperti serat karbon, ditempatkan di dalam cetakan yang telah dilapisi dengan perekat untuk mencegah pergeseran saat resin dialirkan. Setelah lapisan serat siap, sistem vakum dipasang untuk menciptakan tekanan negatif dalam cetakan, yang membantu menarik resin ke dalam lapisan serat. Ketika kondisi vakum tercapai, resin dihisap ke dalam laminate melalui pipa yang terpasang, memastikan resin meresap secara merata dan meningkatkan kekuatan serta keseragaman komposit. Setelah resin terdistribusi, komposit dibiarkan mengering dan mengeras, proses yang bisa melibatkan pemanasan untuk mempercepat curing resin. Akhirnya, komposit yang dihasilkan akan dikirim untuk pengujian dan karakterisasi guna menentukan sifat mekaniknya, seperti kekuatan tarik dan modulus elastisitas, sesuai dengan standar yang berlaku. Metode VARI menawarkan berbagai keuntungan, termasuk pengurangan limbah resin, kemampuan untuk memproduksi bagian yang kompleks, dan kontrol yang lebih baik terhadap distribusi resin dibandingkan dengan metode tradisional seperti hand lay-up.
47
Gambar 3. 13 Metode Vacuum Assisted Resin Infusion (sumber: https://www.youtube.com)