MAKALAH SATUAN PROSES 1

“PERANAN PROSES SPRAY-UP DALAM PEMBUATAN KOMPOSIT”

Insan Faroka (1514005)

JURUSAN TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI

POLITEKNIK STMI JAKARTA

2016

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat

dan hidayahnya kepada penulis, sehingga penulis dapat menyusun makalah Satuan

Proses 1 ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang

terlibat dalam pembuatan makalah ini sehingga dapat selesai dengan baik. Makalah

ini disusun untuk memenenuhi tugas perkuliahan Satuan Proses 1 dan menjelaskan

tentang peranan proses spray-up dalam pembuatan komposit.

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam makalah ini baik yang

dilakukan secara sengaja maupun tidak disengaja, penulis memohon maaf yang

sebesar-besarnya atas kesalahan yang dilakukan oleh penulis dan mengharapkan

kritik dan saran yang membangun dari para pembaca agar makalah ini dapat

dengan sempurna terkoreksi. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi para

pembaca dan juga masyarakat luas.

Jakarta, 24 Januari 2016

Penulis

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Kemajuan teknologi belakangan ini sangat begitu pesat, baik di negara-negara maju maupun di negara-negara yang sedang berkembang. Dalam industri sekarang telah diproduksi bahan-bahan konstruksi dari material komposit. Perkembangan material komposit sebagai pengganti logam cukup diminati, hal ini karena komposit memiliki sifat mekanik yang baik, tahan korosi, dan juga ramah lingkungan. Komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material pembentuknya melalui campuran yang tidak homogen, dimana sifat mekanik dari masing - masing material pembentuknya berbeda.

Kelebihan daripada material ini jika dibandingkan dengan logam adalah perbandingan kekuatan tehadap berat densitas yang lebih baik serta sifat ketahanan korosinya. Sehingga banyak dikembangkan material alternatif sebagai pengganti logam dikarenakan keterbatasan jumlah yang ada di alam.

Komposit dengan matrik polimer di dunia semakin pesat perkembanganya, salah satu alternatif terbaru yang mulai dilakukan adalah memanfaatkan serat alam sebagai pengganti serat sintetis yang telah banyak digunakan sebelumnya. Komposit polimer yang diisi dengan filler banyak dikembangkan karena aplikasinya yang luas dan harga yang relatif murah. Penggunaan filler merupakan metode yang cepat dan murah untuk memodifikasi sifat mekanik. Karena Negara Indonesia memiliki potensi serat alam yang sangat banyak dan bervariasi, sehingga berpeluang mengembangkan polimer komposit dengan menggunakan serat alam terbaru. Berdasarkan latar belakang tersebut, diperlukan produksi komposit matrik polimer sebagai alternatif terbaru dalam pengganti logam.

Metoda Pembuatan KompositSecara Garis besar metoda pembuatan material komposit terdiri dari atas dua

cara,yaitu :

1. Proses Cetakan Tertutup (Closed Mold Process)2. Proses Cetakan Terbuka (Open Mold Process)

1.      Proses Cetakan Tertutup (Closed mold Processes)a. Proses Cetakan Tekan (Compression Molding)Proses cetakan ini menggunakan hydraulic sebagai penekannya. Fiber yang telah

dicampur dengan resin dimasukkan ke dalam rongga cetakan, kemudian dilakukan

penekanan dan pemanasan. Resin termoset khas yang digunakan dalam proses

cetak tekan ini adalah poliester, vinil ester, epoxies, dan fenolat.

b. Injection MoldingMetoda injection molding juga dikenal sebagai reaksi pencetakan cairan atau

pelapisan tekanan tinggi. Fiber dan resin dimasukkan kedalam rongga cetakan

bagian  atas, kondisi temperature dijaga supaya tetap dapat mencairkan resin. Resin

cair beserta fiber akan mengalir ke bagian bawah, kemudian injeksi dilakukan oleh

mandrel ke arah nozel menuju cetakan.

c. Continuous PultrusionFiber jenis roving dilewatkan melalui wadah berisi resin, kemudian secara kontinu

dilewatkan ke cetakan pra cetak dan diawetkan (cure), kemdian dilakukan

pengerolan sesuai dengan dimensi yang diinginkan. Atau juga bisa di sebut sebagai

penarikan serat dari suatu jaring atau creel melalui bak resin, kemudian dilewatkan

pada cetakan yang telah dipanaskan. Fungsi dari cetakan tersebut ialah mengontrol

kandungan resin, melengkapi pengisian serat, dan mengeraskan bahan menjadi

bentuk akhir setelah melewati cetakan.

Aplikasi penggunaan proses ini digunakan untuk pembuatan batang digunakan pada struktur atap, jembatan. Adapun contohnya adalah Round Rods, Rectangles, Squares, ‘I’ sections, ‘T’ sections, Angles, Channels, Dog Bone Profiles, Dove Tail Sticks and Spacers, Corner Profiles, Hallow Sections

2.      Proses Cetakan Terbuka (Open-Mold Process)a.      Contact Molding/ Hand Lay Up

Hand lay-up adalah metoda yang paling sederhana dan merupakan proses dengan

metode terbuka dari proses fabrikasi komposit.Adapun proses dari pembuatan

dengan metoda ini adalah dengan cara menuangkan resin dengan tangan kedalam

serat berbentuk anyaman, rajuan atau kain, kemudian memberi takanan sekaligus

meratakannya menggunakan rol atau kuas. Proses tersebut dilakukan berulang-

ulang hingga ketebalan yang diinginkan tercapai. Pada proses ini resin langsung

berkontak dengan udara dan biasanya proses pencetakan dilakukan pada

temperatur kamar.

Kelebihan penggunaan metoda ini:

o   Mudah dilakukan

o   Cocok di gunakan untuk komponen yang besar

o   Volumenya rendah

Aplikasi dari pembuatan produk komposit menggunakan hand lay up ini biasanya di gunakan pada material atau komponen yang sangat besar, seperti pembuatan kapal, bodi kendaraan, bilah turbin angin, bak mandi,perahu.

b.      Vacuum BagProses vacuum bag merupakan penyempurnaan dari hand lay-up, penggunaan dari

proses vakum ini adalah untuk menghilangkan udara terperangkap dan kelebihan

resin..

Pada proses ini digunakan pompa vacuum untuk menghisap udara yang ada dalam

wadah tempat diletakkannya komposit yang akan dilakukan proses pencetakan.

Dengan divakumkan udara dalam wadah maka udara yang ada diluar penutup

plastic akan menekan kearah dalam. Hal ini akan menyebabkan udara yang

terperangkap dalam specimen komposit akan dapat diminimalkan.

Dibandingkan dengan hand lay-up, metode vakum memberikan penguatan

konsentrasi yang lebih tinggi, adhesi yang lebih baik antara lapisan, dan kontrol yang

lebih resin / rasio kaca.

c.      Pressure BagPressure bag memiliki kesamaan dengan metode vacuum bag, namun cara ini tidak

memakai pompa vakum tetapi menggunakan udara atau uap bertekanan yang

dimasukkan malalui suatu wadah elastis Wadah elastis ini yang akan berkontak

pada komposit yang akan dilakukan proses. Biasanya tekanan basar tekanan yang

di berikan pada proses ini adalah sebesar 30 sampai 50 psi.

d.      Filament WindingFiber tipe roving atau single strand dilewatkan melalui wadah yang berisi resin,

kemudian fiber tersebut akan diputar sekeliling mandrel yang sedang bergerak dua

arah, arah radial dan arah tangensial. Proses ini dilakukan berulang, sehingga cara

ini didapatkan lapisan serat dan fiber sesuai dengan yang diinginkan. Resin

termoseting yang biasa di gunakan pada proses ini adalah poliester, vinil ester,

epoxies, dan fenolat.

Proses ini terutama digunakan untuk komponen belah berlubang, umumnya bulat atau oval, seperti pipa dan tangki. Serat TOWS dilewatkan melalui mandi resin sebelum ke Mandrel dalam berbagai orientasi, dikendalikan oleh mekanisme serat, dan tingkat rotasi mandrel tersebut. Adapun aplikasi dari proses filament winding ini digunakan untuk menghasilkan bejana tekan, motor roket, tank, tongkat golf dan pipa.

e.      Spray-UpSpray-up merupakan metode cetakan terbuka yang dapat menghasilkan bagian-

bagian yang lebih kompleks ekonomis dari hand lay-up.

Proses spray-up dilakukan dengan cara penyemprotan serat (fibre) yang telah

melewati tempat pemotongan (chopper). Sementara resin yang telah dicampur

dengan katalis juga disemprotkan secara bersamaan Wadah tempat pencetakan

spray- up telah disiapkan sebelumnya. Setelah itu proses selanjutnya adalah dengan

embiarkannya mengeras pada kondisi atsmosfer standar.

Proses spray-up ini lah yang akan penulis bahas pada kesempatan kali ini.

1.2Tujuan Untuk mengetahui apa itu komposit

Untuk mengetahui peranan proses sray-up dalam pembuatan komposit

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. 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). 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. Bahan komposit merupakan bahan gabungan

secara makro yang didefinisikan sebagai suatu sistem material yang

tersusun dari campuran atau kombinasi dua atau lebih unsur-unsur utama

yang secara makro berbeda dalam bentuk dan atau komposisi material yang

tidak dapat dipisahkan (Schwartz, 1984).

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

Material komposit mempunyai beberapa keuntungan diantaranya (Schwartz,

1997) :

1. Bobotnya ringan

2. Mempunyai kekuatan dan kekakuan yang baik

3. Biaya produksi murah

4. Tahan korosi

Sifat maupun Karakteristik dari komposit ditentukan oleh:

• Material yang menjadi penyusun komposit

Karakteristik komposit ditentukan berdasarkan karakteristik material

penyusun menurut rule of mixture sehingga akan berbanding secara

proporsional.

• Bentuk dan penyusunan struktural dari penyusun

Bentuk dan cara penyusunan komposit akan mempengaruhi karakteristik

komposit.

• Interaksi antar penyusun

Bila terjadi interaksi antar penyusun akan meningkatkan sifat dari komposit.

Material komposit terdiri dari dua buah penyusun yaitu filler (bahan

pengisi) dan matriks. Adapun definisi dari keduanya adalah sebagai berikut :

1. Filler adalah bahan pengisi yang digunakan dalam pembuatan

komposit, biasanya berupa serat atau serbuk. Serat yang sering

digunakan dalam pembuatan komposit antara lain serat E-Glass,

Boron, Carbon dan lain sebagainya. Bisa juga dari serat alam antara

lain serat kenaf, jute, rami, cantula dan lain sebagainya.

2. Matriks. Gibson R.F. (1994) mengatakan bahwa matriks dalam struktur

komposit bisa berasal dari bahan polimer, logam, maupun keramik.

Matriks secara umum berfungsi untuk mengikat serat menjadi satu

struktur komposit. Matriks memiliki fungsi:

1. Mengikat serat menjadi satu kesatuan struktur

2. Melindungi serat dari kerusakan akibat kondisi lingkungan

3. Mentransfer dan mendistribusikan beban ke serat

4. Menyumbangkan beberapa sifat seperti, kekakuan, ketangguhan

dan tahanan listrik.

Berdasarkan matriks yang digunakan komposit dapat dikelompokkan atas :

1. Komposit Matriks Polimer (Polymer Matrix Composites – PMC).

Bahan ini merupakan bahan komposit yang sering digunakan disebut, Polimer

Berpenguatan Serat (FRP – Fibre Reinforced Polymers or Plastics).Bahan ini

menggunakan suatu polimer-berdasar resin sebagai matriknya, dan suatu

jenis serat seperti kaca, karbon dan aramid (Kevlar) sebagai penguatannya.

2. Komposit Matriks Logam (Metal Matrix Composites – MMC), ditemukan

berkembang pada industri otomotif, bahan ini menggunakan suatu logam

seperti aluminium sebagai matrik dan penguatnya dengan serat seperti silikon

karbida.

3. Komposit Matriks Keramik (Ceramic Matrix Composites – CMC), digunakan

pada lingkungan bertemperatur sangat tinggi, bahan ini menggunakan

keramik sebagai matrik dan diperkuat dengan serat pendek, atau serabut-

serabut (whiskers) dimana terbuat dari silikon karbida atau boron nitrida.

2.2. Spray-up/Penyemprotan

Proses spray-up atau yang lebih sering didengar oleh masyarakat Indonesia

sebagai proses penyemprotan adalah suatu proses yang dilakukan dengan

menyemprotkan sesuatu pada media yang diinginkan. Pada umumnya proses

penyemprotan digunakan untuk menjangkau bagian yang susah terjangkau oleh

proses lain, karena partikel kecil yang dikeluarkan oleh alat penyemprot sangat

mudah untuk dikendalikan. Dalam proses penyemprotan, peran Nozzle atau yang

bisa juga disebut sebagai alat pemecah cairan dari alat penyemprot, Nozzle memiliki

banyak bentuk, namun jangan sampai salah memilih Nozzle dalam sebuah proses,

harus sesuai dengan dosis dan konsentrasi bahan yang akan dipakai.

Berikut adalah jenis-jenis Nozzle:

a. Deflector

b. Cone

Maksud cone disini adalah saat cairan disemprotkan akan membentuk

seperti kerucut

c. Flat Fan

Jenis Nozzle ini berbentuk seperti kipas saat disemprotkan dan lebih

merata jangkauan penyemprotannya

Selain itu dalam pemilihan Nozzle juga harus diperhatikan penggunaannya

untuk keperluan apa, berikut adalah tabel type Nozzle untuk berbagai keperluan

BAB III

PEMBAHASAN

Spray-up atau semprotan/semburan dilakukan secara serentak dengan

campuran serat yang tak beraturan, biasanya serat kaca dan resin keatas

permukaan mal menggunakan alat penyemprot (spray gun) dengan tekanan

yang sesuai. Roller juga dipergunakan untuk meratakan dan mengeluarkan

udara yang Terperangkap. Proses spray-up dilakukan dengan cara

penyemprotan serat (fibre) yang telah melewati tempat pemotongan

(chopper). Sementara resin yang telah dicampur dengan katalis juga

disemprotkan secara bersamaan Wadah tempat pencetakan spray- up telah

disiapkan sebelumnya.Setelah itu proses selanjutnya adalah dengan

membiarkannya mengeras pada kondisi atsmosfer standar.Spray-up telah

sangat sedikit aplikasi di ruang angkasa. Teknologi ini menghasilkan struktur

kekuatan yang rendah yang biasanya tidak termasuk pada produk akhir.

Spray-up sedang digunakan untuk bergabung dengan struktur back-up untuk

lembaran wajah komposit pada alat komposit. Spray-up ini juga digunakan

terbatas untuk mendapatkan fiberglass splash dari alat transfer. Aplikasi

penggunaan dari proses ini adalah panel-panel, bodi karavan,bak mandi,

sampan,sampan.

BAB IV

KESIMPULAN

1. Spray-up adalah salah satu proses dalam pembuatan komposit

2. Spray-up termasuk dalam proses cetakan terbuka

DAFTAR PUSTAKA

Gibson, Ronald F. 1994. Principle Of Composite Material Mechanics. New York

Mel. M. Schwartz, Composite Material Processing, Fabrication and Applications.Vol II, Prencitice-Hall, Inc. New Jersey (1997) 143-201

Schwartz, M.M. (1984). Composite Materials Handbook. New York: McGrawHill Inc.

Pramono, Agus. Komposit Sebagai Trend Teknologi Masa Depan. FakultasTeknik Metalurgi & Material Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

Anonim. 2011. Komposit. http://faisalpupa.blogspot.co.id/2011/09/metoda-

pembuatan-komposit.html diakses pada 24 Januari 2016. 14:30