A.

Pengertian Material Komposit (komposit)

Komposit adalah suatu jenis bahan baru hasil rekayasa yang terdiri dari dua atau lebih bahan
dimana sifat masing-masing bahan berbeda satu sama lainnya baik itu sifat kimia maupun
fisikanya dan tetap terpisah dalam hasil akhir bahan tersebut (bahan komposit). Dengan
adanya perbedaan dari material penyusunnya maka komposit antar material harus berikatan
dengan kuat, sehingga perlu adanya penambahan wetting agent.

B. Tujuan pembuatan material komposit

Berikut ini adalah tujuan dari dibentuknya komposit, yaitu sebagai berikut :
Memperbaiki sifat mekanik dan/atau sifat spesifik tertentu
Mempermudah design yang sulit pada manufaktur
Keleluasaan dalam bentuk/design yang dapat menghemat biaya
Menjadikan bahan lebih ringan
C. Penyusun Komposit
Komposit pada umumnya terdiri dari 2 fasa:
1. Matriks
Matriks adalah fasa dalam komposit yang mempunyai bagian atau fraksi
volume terbesar (dominan).
Matriks mempunyai fungsi sebagai berikut :
a) Mentransfer tegangan ke serat.

b) Membentuk ikatan koheren, permukaan matrik/serat.

c) Melindungi serat.
d) Memisahkan serat.
e) Melepas ikatan.
f) Tetap stabil setelah proses manufaktur.

2. Reinforcement atau Filler atau Fiber

Salah satu bagian utama dari komposit adalah reinforcement (penguat) yang berfungsi
sebagai penanggung beban utama pada komposit.
Secara strukturmikro material komposit tidak merubah material pembentuknya (dalam orde
kristalin) tetapi secara keseluruhan material komposit berbeda dengan material
pembentuknya karena terjadi ikatan antar permukaan antara matriks dan filler.
Syarat terbentuknya komposit: adanya ikatan permukaan antara matriks dan filler. Ikatan
antar permukaan ini terjadi karena adanya gaya adhesi dan kohesi
F. Klasifikasi komposit
Berdasarkan matrik, komposit dapat diklasifikasikan kedalam tiga kelompok
besar yaitu:
a. Komposit matrik polimer (KMP), polimer sebagai matrik
b. Komposit matrik logam (KML), logam sebagi matrik
c. Komposit matrik keramik (KMK), keramik sebagai matrik
a. Komposit Matrik Polimer (Polymer Matrix Composites PMC)
Komposit ini bersifat :
1) Biaya pembuatan lebih rendah
2) Dapat dibuat dengan produksi massal
3) Ketangguhan baik
4) Tahan simpan
5) Siklus pabrikasi dapat dipersingkat
6) Kemampuan mengikuti bentuk
7) Lebih ringan.
Keuntungan dari PMC :
1) Ringan

2) Specific stiffness tinggi

3) Specific strength tinggi
4) Anisotropy
Jenis polimer yang banyak digunakan :
1) Thermoplastic
Thermoplastic adalah plastic yang dapat dilunakkan berulang kali (recycle) dengan
menggunakan panas. Thermoplastic merupakan polimer yang akan menjadi keras apabila
didinginkan. Thermoplastic meleleh pada suhu tertentu, melekat mengikuti perubahan suhu
dan mempunyai sifat dapat balik (reversibel) kepada sifat aslinya, yaitu kembali mengeras
bila didinginkan. Contoh ari thermoplastic yaitu Poliester, Nylon 66, PP,\ PTFE, PET, Polieter
sulfon, PES, dan Polieter eterketon (PEEK).
2) Thermoset
Thermoset tidak dapat mengikuti perubahan suhu (irreversibel). Bila sekali pengerasan telah
terjadi maka bahan tidak dapat dilunakkan kembali. Pemanasan yang tinggi tidak akan
melunakkan termoset melainkan akan membentuk arang dan terurai karena sifatnya yang
demikian sering digunakan sebagai tutup ketel, seperti jenis-jenis melamin. Plastik jenis
termoset tidak begitu menarik dalam proses daur ulang karena selain sulit penanganannya
juga volumenya jauh lebih sedikit (sekitar 10%) dari volume jenis plastik yang bersifat
termoplastik. Contoh dari thermoset yaitu Epoksida, Bismaleimida BMI), dan Poli-imida
(PI). Aplikasi PMC, yaitu sebagai berikut :
1) Matrik berbasis poliester dengan serat gelas
a) Alat-alat rumah tangga
b) Panel pintu kendaraan
c) Lemari perkantoran
d) Peralatan elektronika.
2) Matrik berbasis termoplastik dengan serat gelas = Kotak air radiator
3) Matrik berbasis termoset dengan serat carbon
a) Rotor helikopter
b) Komponen ruang angkasa
c) Rantai pesawat terbang
b. Komposit Matrik Logam (Metal Matrix Composites MMC)
Metal Matrix composites adalah salah satu jenis komposit yang memiliki matrik logam.
Material MMC mulai dikembangkan sejak tahun 1996. Pada mulanya yang diteliti adalah
Continous Filamen MMC yang digunakan dalam aplikasi aerospace.
Kelebihan MMC dibandingkan dengan PMC :
1) Transfer tegangan dan regangan yang baik.
2) Ketahanan terhadap temperature tinggi
3) Tidak menyerap kelembapan.
4) Tidak mudah terbakar.
5) Kekuatan tekan dan geser yang baik.
6) Ketahanan aus dan muai termal yang lebih baik

Kekurangan MMC :
1) Biayanya mahal
2) Standarisasi material dan proses yang sedikit
Matrik pada MMC :
1) Mempunyai keuletan yang tinggi
2) Mempunyai titik lebur yang rendah
3) Mempunyai densitas yang rendah
Contoh : Almunium beserta paduannya, Titanium beserta paduannya, Magnesium beserta
paduannya.
Proses pembuatan MMC :
1) Powder metallurgy
2) Casting/liquid ilfiltration
3) Compocasting
4) Squeeze casting
Aplikasi MMC, yaitu sebagai berikut :
1) Komponen automotive (blok-silinder-mesin,pully,poros gardan,dll)
2) Peralatan militer (sudu turbin,cakram kompresor,dll)
3) Aircraft (rak listrik pada pesawat terbang)
4) Peralatan Elektronik
c. Komposit Matrik Keramik (Ceramic Matrix Composites CMC)
CMC merupakan material 2 fasa dengan 1 fasa berfungsi sebagai reinforcement dan 1 fasa
sebagai matriks, dimana matriksnya terbuat dari keramik. Reinforcement yang umum
digunakan pada CMC adalah oksida, carbide, dan nitrid. Salah satuproses pembuatan dari
CMC yaitu dengan proses DIMOX, yaitu proses pembentukan komposit dengan reaksi
oksidasi leburan logam untuk pertumbuhan matriks keramik disekeliling daerah filler
(penguat).
Matrik yang sering digunakan pada CMC adalah :
1) Gelas anorganic.
2) Keramik gelas
3) Alumina
4) Silikon Nitrida
Keuntungan dari CMC :
1) Dimensinya stabil bahkan lebih stabil daripada logam
2) Sangat tangguh , bahkan hampir sama dengan ketangguhan dari cast iron
3) Mempunyai karakteristik permukaan yang tahan aus
4) Unsur kimianya stabil pada temperature tinggi
5) Tahan pada temperatur tinggi (creep)
6) Kekuatan & ketangguhan tinggi, dan ketahanan korosi tinggi.
Kerugian dari CMC
1) Sulit untuk diproduksi dalam jumlah besar

2) Relative mahal dan non-cot effective

3) Hanya untuk aplikasi tertentu
Aplikasi CMC, yaitu sebagai berikut :
1) Chemical processing = Filters, membranes, seals, liners, piping, hangers
2) Power generation = Combustorrs, Vanrs, Nozzles, Recuperators, heat exchange tubes, liner
3) Wate inineration = Furnace part, burners, heat pipes, filters, sensors.
4) Kombinasi dalam rekayasa wisker SiC/alumina polikristalin untuk perkakas potong.
5) Serat grafit/gelas boron silikat untuk alas cermin laser.
6) Grafit/keramik gelas untuk bantalan,perapat dan lem.
7) SiC/litium aluminosilikat (LAS) untuk calon material mesin panas.

Komposit berdasakan jenis penguatnya dapat dijelasakan sebagai

berikut :
a. Particulate composite, penguatnya berbentuk partikel
b. Fibre composite, penguatnya berbentuk serat
c. Structural composite, cara penggabungan material komposit
a. Partikel sebagai penguat (Particulate composites)
Keuntungan dari komposit yang disusun oleh reinforcement berbentuk partikel:
a) Kekuatan lebih seragam pada berbagai arah
b) Dapat digunakan untuk meningkatkan kekuatan dan meningkatkan kekerasan material
c) Cara penguatan dan pengerasan oleh partikulat adalah dengan menghalangi pergerakan
dislokasi.
Proses produksi pada komposit yang disusun oleh reinforcement berbentuk partikel:
a) Metalurgi Serbuk
b) Stir Casting
c) Infiltration Process
d) Spray Deposition
e) In-Situ Process
c. Fiber sebagai sturktural (Structute composites)
Komposit struktural dibentuk oleh reinforce- reinforce yang memiliki bentuk lembaranlembaran. Berdasarkan struktur, komposit dapat dibagi menjadi dua yaitu struktur laminate
dan struktur sandwich,
1) Laminate
Laminate adalah gabungan dari dua atau lebih lamina (satu lembar komposit dengan arah
serat tertentu) yang membentuk elemen struktur secara integral pada komposit. Proses
pembentukan lamina ini menjadi laminate dinamakan proses laminai. Sebagai elemen sebuah

struktur, lamina yang serat penguatnya searah saja (unidirectional lamina) pada umumnya
tidak menguntungkan karena memiliki sifat yang buruk. Untuk itulah struktur komposit
dibuat dalam bentuk laminate yang terdiri dari beberapa macam lamina atau lapisan yang
diorientasikan dalam arah yang diinginkan dan digabungkan bersama sebagai sebuah unit
struktur.
Mikrostruktur lamina dan jenis-jenis dari arah serat dapat dilihat pada gambar
2) Sandwich panels
Komposit sandwich merupakan salah satu jenis komposit struktur yang sangat potensial
untuk dikembangkan. Komposit sandwich merupakan komposit yang tersusun dari 3 lapisan
yang terdiri dari flat composite (metal sheet) sebagai kulit permukaan (skin) serta meterial
inti (core) di bagian tengahnya (berada di antaranya). Core yang biasa dipakai adalah core
import, seperti polyuretan (PU), polyvynil Clorida (PVC), dan honeycomb.Komposit
sandwich dibuat dengan tujuan untuk efisiensi berat yang optimal, namun mempunyai
kekakuan dan kekuatan yang tinggi. Sehinggga untuk mendapatkan karakteristik tersebut,
pada bagian tengah diantara kedua skin dipasang core. Komposit sandwich merupakan jenis
komposit yang sangat cocok untuk menahan beban lentur, impak, meredam getaran dan
suara. Komposit sandwich dibuat untuk mendapatkan struktur yang ringan tetapi mempunyai
kekakuan dan kekuatan yang tinggi. Biasanya pemilihan bahan untuk komposit sandwich,
syaratnya adalah ringan, tahan panas dan korosi, serta harga juga dipertimbangkan. Dengan
menggunakan material inti yang sangat ringan, maka akan dihasilkan komposit yang
mempunyai sifat kuat, ringan, dan kaku. Komposit sandwich dapat diaplikasikan sebagai
struktural maupun non-struktural bagian internal dan eksternal pada kereta, bus, truk, dan
jenis kendaraan yang lainnya.
6. Kelebihan Bahan Komposit
Bahan 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, keupayaan (reliability), kebolehprosesan dan
biaya. Seperti yang diuraikan dibawah ini :
a. Sifat-sifat mekanikal dan fisikal
Pada umumnya pemilihan bahan matriks dan serat memainkan peranan penting dalam
menentukan sifat-sifat mekanik dan sifat komposit. Gabungan matriks dan serat dapat
menghasilkan komposit yang mempunyai kekuatan dan kekakuan yang lebih tinggi dari
bahan konvensional.
1. Bahan komposit mempunyai density yang jauh lebih rendah berbandig dengan bahan
konvensional. Ini memberikan implikasi yang penting dalam konteks penggunaan karena
komposit akan mempunyai kekuatan dan kekakuan spesifik yang lebih tinggi dari bahan
konvensional. Implikasi kedua ialah produk komposit yang dihasilkan akan mempunyai kerut
yang lebih rendah dari logam. Pengurangan berat adalah satu aspek yang penting dalam
industri pembuatan seperti automobile dan angkasa lepas. Ini karena berhubungan dengan
penghematan bahan bakar.
2. Dalam industri angkasa lepas terdapat kecendrungan untuk menggantikan komponen yang
diperbuat dari logam dengan komposit karena telah terbukti komposit mempunyai rintangan
terhadap fatigue yang baik terutamanya komposit yang menggunakan serat karbon.

3. Kelemahan logam yang agak terlihat jelas ialah rintangan terhadap kakisa yang lemah
terutama produk yang kebutuhan sehari-hari. Kecendrungan komponen logam untuk
mengalami kakisan menyebabkan biaya pembuatan yang tinggi. Bahan komposit sebaiknya
mempunyai rintangan terhadap kakisan yang baik.
4. Bahan komposit juga mempunyai kelebihan dari segi versatility (berdaya guna) yaitu
produk yang mempunyai gabungan sifat-sifat yang menarik yang dapat dihasilkan dengan
mengubah sesuai jenis matriks dan serat yang. Contoh dengan menggabungkan lebih dari
satu serat dengan matriks untuk menghasilkan komposit hibrid.
5. Massa jenis rendah (ringan)
6. Lebih kuat dan lebih ringan
7. Perbandingan kekuatan dan berat yang menguntungkan
8. Lebih kuat (stiff), ulet (tough) dan tidak getas.
9. Koefisien pemuaian yang rendah
10. Tahan terhadap cuaca
11. Tahan terhadap korosi
12. Mudah diproses (dibentuk)
13. Lebih mudah disbanding metal
b. Biaya
Faktur biaya juga memainkan peranan yang sangat penting dalam membantu perkembangan
industri komposit. Biaya yang berkaitan erat dengan penghasilan suatu produk yang
seharusnya memperhitungkan beberapa aspek seperti biaya bahan mentah, pemrosesan,
tenaga manusia, dan sebagainya.
7. Kekurangan Bahan Komposit
a. Tidak tahan terhadap beban shock (kejut) dan crash (tabrak) dibandingkan dengan metal.
b. Kurang elastis
c. Lebih sulit dibentuk secara plastis
8. Kegunaan Bahan Komposit
Penggunaan bahan komposit sangat luas, yaitu untuk :
a. Angkasa luar = Komponen kapal terbang, Komponen Helikopter, Komponen satelit.
b. Automobile = Komponen mesin, Komponen kereta
c. Olah raga dan rekreasi = Sepeda, Stick golf, Raket tenis, Sepatu olah raga
d. Industri Pertahanan = Komponen jet tempur, Peluru, Komponen kapal selam
e. Industri Pembinaan = Jembatan, Terowongan, Rumah, Tanks.
f. Kesehatan = Kaki palsu, Sambungan sendi pada pinggang
g. Marine / Kelautan = Kapal layar, Kayak
Militer Amerika Serikat adalah pihak yang pertama kali mengembangkan dan memakai
bahan komposit. Pesawat AV-8D mempunyai kandungan bahan komposit 27% dalam struktur
rangka pesawat pawa awal tahu 1980-an. Penggunaan bahan komposit dalam skala besar
pertama kali terjadi pada tahun 1985. Ketika itu Airbus A320 pertama kali terbang dengan
stabiliser horisontal dan vertikal yang terbuat dari bahan komposit. Airbus telah

menggunakan komposit sampai dengan 15% dari berat total rangka pesawat untuk seri A320,
A330 dan A340