Material komposit adalah kombinasi dari dua atau lebih bahan yang memiliki karakteristik yang berbeda yang dapat digabungkan untuk membuat material baru dengan fitur yang lebih baik. Proses pembuatan material komposit melibatkan berbagai teknik yang dirancang untuk memastikan penggabungan matriks dan penguat yang berhasil. Beberapa teknik utama yang digunakan untuk membuat material komposit adalah sebagai berikut:
21 1. Metode hand lay-up
adalah yang paling sederhana dalam pembuatan komposit. Proses ini melibatkan penempatan serat penguat, seperti kaca atau karbon, dalam cetakan secara manual. Setelah serat diatur, resin ditambahkan menggunakan roller atau kuas untuk mengisi celah di antara serat. Untuk mempercepat proses pengerasan, cetakan dibiarkan mengeras pada suhu kamar atau diberi panas.
• Kelebihan: Biaya rendah, mudah digunakan, dan cocok untuk produksi komponen besar.
• Kekurangan: Hasil akhir dapat berbeda, dan kualitas bergantung pada kemampuan operator.
Gambar 2. 5 Hand lay-up (https://shorturl.at/yAhC9) 2. Spray Up
Teknik spray-up menggunakan alat semprot untuk menyemprotkan resin dan serat penguat yang dipotong pendek ke dalam cetakan. Teknik ini cepat dan efisien dan cocok untuk produksi komponen besar dalam jumlah besar.
• Kelebihan: Membuatnya lebih cepat daripada membuatnya secara manual dan lebih efisien untuk produksi dalam jumlah besar.
• Kekurangan: Material penguat hanya memiliki serat pendek, sehingga komposit menjadi kurang kuat.
22
Gambar 2. 6 Spray up (https://shorturl.at/kAOPz) 3. Resin Transfer Molding (RTM)
Resin transfer molding (RTM) adalah teknik di mana resin disuntikan ke dalam cetakan dengan tekanan setelah serat penguat ditempatkan di dalamnya.
Teknik ini memastikan bahwa resin terdistribusi merata di antara serat, yang menghasilkan komposit dengan permukaan yang halus dan kekuatan tinggi. RTM sangat cocok untuk produk yang membutuhkan presisi tinggi dan dapat digunakan kembali.
• Kelebihan: Hasil yang lebih akurat dan pengendalian kualitas yang lebih baik.
• Kekurangan: Biaya awal untuk cetakan dan peralatan lebih tinggi.
Gambar 2. 7 RTM (https://shorturl.at/AXBO7) 4. Vacuum Assisted Resin Infusion (VARI)
Vacuum Assisted Resin Infusion (VARI) adalah Serat penguat dimasukkan ke dalam cetakan kering dan kemudian ditutup dengan kantong vakum. Tekanan vakum dihasilkan ketika udara di dalam cetakan dihisap keluar. Resin cair disedot ke dalam cetakan dan meresap ke dalam serat penguat sebagai pengganti udara yang sudah dikeluarkan.
23
• Kelebihan: Menghasilkan komposit yang ringan, kuat, dan berkualitas tinggi dengan distribusi resin yang merata.
• Kekurangan: Prosesnya lebih lambat dan membutuhkan peralatan vakum yang cukup.
Gambar 2. 8 Vari (Roseno,2024) 5. Filament Wellding
Serat penguat, seperti serat karbon atau kaca, dilapisi dengan resin dan kemudian dililitkan pada cetakan berbentuk mandrel atau silinder. Setelah serat terbungkus dengan baik pada cetakan, material dibiarkan mengeras. Teknik ini sering digunakan untuk membuat komponen berbentuk silinder seperti pipa, tangki, atau tabung roket.
• Kelebihan : Kuat dalam arah melilit, cocok untuk struktur silinder atau berbentuk melingkar.
• Kekurangan: Hanya dapat digunakan pada bentuk silinder atau melingkar karena kuat dalam arah melilit.
Gambar 2. 9 Filament wellding (Quanjin Ma,2019)
24 6. Pultrusion
Komposit berbentuk panjang dengan penampang tetap, seperti balok, batang, atau tiang, sering dibuat dengan metode pultrusion, yang melibatkan penarikan serat penguat yang telah direndam resin melalui cetakan yang dipanaskan.
Akibatnya, resin mengeras dan membentuk komposit berbentuk profil panjang yang tetap.
• Kelebihan: Prosesnya otomatis dan efisien untuk produksi massal.
• Kekurangan: Hanya memiliki bentuk penampang lurus yang tetap.
Gambar 2. 10 Pultrusion (budiyantoro,2020) 7. Autoclave Molding
Pada proses pembuatan dalam autoclave molding, serat yang telah dilapisi dengan resin dimasukkan ke dalam cetakan dan kemudian dimasukkan ke dalam ruang bertekanan tinggi dan suhu tinggi. Proses ini sangat cocok untuk aplikasi yang membutuhkan performa tinggi, seperti bagian pesawat terbang, karena meningkatkan kekuatan dan kekompakan material komposit.
• Kelebihan: Menghasilkan komposit yang sangat baik dan kuat.
• Kekurangan: Biaya peralatan dan energi yang tinggi.
Gambar 2. 11 Auto clave molding (xiangwen ju,2023)
25
2.3.1 Vacuum Assisted Resin Infusion (VARI)
Teknik manufaktur komposit yang disebut Vacuum Assisted Resin Infusion (VARI) menggunakan tekanan vakum untuk menyedot resin cair ke dalam susunan serat kering yang ditempatkan di dalam cetakan. Industri yang membutuhkan material komposit yang kuat, ringan, dan berkualitas tinggi, seperti kapal, mobil, dan pesawat, sering menggunakan teknik ini (Gay Dkk., 2003).
Proses VARI dimulai dengan menyiapkan serat penguat (serat waru) dan kemudian meletakkannya dalam cetakan dengan bentuk yang diinginkan. Pada tahap ini, serat masih kering dan belum dilapisi resin. Setelah serat diatur, cetakan dan serat ditutupi dengan lapisan plastik yang fleksibel atau kantong vakum.
Kantong ini disegel di sekitar cetakan untuk mencegah udara dari luar masuk.
Langkah berikutnya adalah menggunakan pompa vakum untuk menciptakan kondisi tekanan rendah di dalam cetakan, yang akan memudahkan penyerapan resin secara menyeluruh ke dalam susunan serat. Resin cair kemudian diinjeksi melalui saluran tertentu, dan karena kondisi vakum, resin tersedot dan menyebar ke seluruh serat, menggantikan udara yang sebelumnya dikeluarkan dari sistem. Setelah resin sepenuhnya menyerap ke dalam susunan serat, proses ini dilanjutkan.
2.3.2 Vacuum Beging
Vacuum bagging adalah salah satu metode penyempurnaan dari proses hand lay-up, metode ini menggunakan vacuum untuk menghilangkan kelebihan resin dan udara yang terperangkap sehingga rongga yang terjadi akibat adanya endapan udara yang ada pada laminasi dapat diminimalisir. Vacuum bagging menggunakan tekanan atmosfer sebagai penjepit untuk menekan lapisan laminasi secara bersamaan dan tekanan yang sama rata. Laminasi disegel di dalam sebuah kantong kedap udara. Ketika laminasi disegel tekanan udara di dalam cetakan dan di luar cetakan sama dengan tekanan atmosfer, sekitar 14,7 psi. Kemudian pompa vakum dinyalakan tekanan di dalam cetakan berkurang sementara tekanan di luar cetakan tetap pada 14,7 psi. Ini adalah teknik yang efektif dan hemat biaya. pada metode ini tidak hanya dilakukan laminasi saja melainkan dilakukan tahapan vacuum terhadap laminasi untuk menghilangkan resin yang berlebih dan menghilangkan udara yang terperangkap pada laminasi
26
dari keterangan tersebut maka hasil metode vacuum bagging menjadi lebih baik dari pada menggunakan hasil hand lay up. Kekurangan dari vacuum bagging adalah plastic bagging yang boros, dan kemungkinan kebocoran yang tinngi, hal ini sangat tergantung pada keterampilan dan pengalaman (abdurahman)