Sebenarnya apa itu komposit? Istilah bahan komposit atau material komposit seringkali kita dengar dari seorang Engineer atau artikel tentang konstruksi yang lebih mengutamakan sifat mekanik (mechanical properties). Mechanical properties yang dimilikinya jauh lebih baik dari semua bahan yang ada di dunia, termasuk logam maupun keramik yang sudah dikenal akan kekerasannya.
Nah, di artikel ini akan dibahas secara ringkas apa itu bahan komposit, bagaimana proses (cara) pembuatannya, dan aplikasinya di industry maupun rumah tangga.
Arti Komposit
Bahan komposit adalah material rekayasa baru yang tersusun dari dua atau lebih bahan utama yang dikombinasikan guna mendapatkan sifat mekanis (mechanical properties) yang lebih baik.
Kombinasi dari dua atau lebih bahan inilah yang menjadikan bahan komposit memiliki sifat yang berbeda dengan semua bahan yang ada di alam. Bahan-bahan penyusun komposit ini saling mengikat sehingga sifat yang dihasilkan menjadi solid.
Keunggulan Bahan Komposit
Apabila dibandingkan dengan logam, bahan komposit memiliki keunggulan, yaitu memiliki berat lebih ringan, high specific stiffness, high specific strength, excellent fatigue resistance, outstanding corrosion resistance.
Keunggulan yang lain adalah proses pembuatan yang dapat dengan mudah diarahkan untuk mendapatkan mechanical properties yang diinginkan, low thermal expansion properties dan high dimensional stability.
Komponen Utama Bahan Komposit
Dua bagian penting dari sebuah bahan komposit adalah Reinforcement (Penguat) dan Matrix (Matrik).
1. Reinforcement
Reinforcement (penguat) adalah bagian dari komposit yang berfungsi sebagai penguat. Bahan tambah ini biasanya hanya diberikan pada matrik tidak lebih dari 50%. Apabila terlalu banyak, ikatan antara Reinforcement dan Matrix menjadi tidak maksimal sehingga dapat menurunkan sifat komposit yang dihasilkan.
Satu hal yang perlu dihindari dalam menentukan bahan Reinforcement adalah memiliki mechanical properties yang lebih rendah dari matrix yang akan digunakan. Ingat, Reinforcement gunanya adalah sebagai penguat matrix.
Ada dua jenis reinforcement yaitu Continuously Reinforced dan Discontinuously Reinforced.
Continuously Reinforced
Continuously Reinforced adalah bahan penguat yang memiliki bentuk memanjang. Seringkali jenis penguat ini disebut dengan serat. Bahan penguat dari serat ini bisa diperoleh dari alam maupun sintetis (buatan).
Bahan serat alam yang sering digunakan adalah serat sabut kelapa, serat nanas, serat rambut manusia, serat waru, serat sutera, serat pelepah pisang, serat rami, dan lain sebagainya.
Sedangkan serat sintetis seperti Serat Glass, Karbon, Aramid, dan lain sebagainya.
Discontinuously Reinforced
Discontinuously Reinforced adalahbahan penguat komposit memiliki bentuk tidak memanjang.
Ada dua jenis bahan penguat ini, yaitu short-fiber composite (komposit serat pendek) dan particulate composite (komposit partikel).
2. Matrix
Matrix (matrik) adalah bagian terbesar dari sebuah bahan komposit yang akan ditingkatkan mechanical propertiesnya. Biasanya matrix memiliki persentase volume lebih besar dari 50 dari bahan komposit.
Selain sebagai bahan utama, matrix diharapkan juga memiliki kemampuan mengikat reinforcement dengan baik. Dengan begitu maka serat yang berperan sebagai reinforcement akan akan lepas (fiber pull out).
Pada umumnya matrix berasal dari bahan sintetis. Bahan ini dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu dari jenis thermoset dan thermoplastic.
Matrix yang berasal dari bahan thermoset seperti resin epoxy, polyester. Sedangkan yang termasuk bahan thermoplastic adalah resin polyether-ether-ketone, polyamide.
Cara Membuat Komposit
Pembuatan bahan komposit diawali dengan menyiapkan bahan matrix dan reinforcement terlebih dahulu secara tepat (tidak boleh sembarangan). Setelah itu biasanya dilakukan perlakuan pada semua bahan agar dapat optimal, misalnya perlakuan alkali serat pada serat alam untuk menghilangkan lignin, atau yang lain.
Cara penyusunan serat juga tidak boleh sembarangan karena bentuk dan arah serat dapat mempengaruhi mechanical properties komposit yang dihasilkan. Banyak sekali cara menyusun serat, sebagai contohnya dapat dilihat pada gambar.
Contoh Aplikasi Bahan Komposit
Bahan komposit banyak digunakan sebagai material engineering pada berbagai bidang, seperti pesawat terbang, helicopter, satelit, kapal, otomotif, peralatan bahan kimia, peralatan olah raga, konstruksi bangunan dan peralatan medis.
Kesimpulan
Dari penjelasan diatas dapat kita pahami bahwa bahan komposit dapat dibuat dengan menggabungkan antara matrix dan reinforcement.
Seringkali kita jumpai pada penelitian yang dilakukan oleh mahasiswa dalam menyusun skripsi / tugas akhir yang kurang begitu memperhatikan dalam pemilihan matrix dan reinforcemen yang tepat.
Seharusnya reinforcement memiliki mechanical properties yang lebih baik dari pada matrix, namun mereka justru sebaliknya.
Akibatnya apa? Bahan komposit yang dihasilkan pasti memiliki mechanical properties yang lebih rendah dari bahan utamanya. Saat itulah baru mereka sadar.
Itulah penjelasan ringkas mengenai arti komposit, bagaimana cara membuatnya, dan contoh aplikasinya di Industri dan rumah tangga.
Mudah-mudahan setelah membaca artikel ini, Anda menjadi paham tentang komposit. Jika Anda seorang peneliti, semoga Anda tidak akan salah dalam menentukan pilihan matrix dan reinforcement dalam membuat komposit. Semoga bermanfaat.*
Pic:
- Pixabay
- Kollar L.P and Springer G.S, 2003, Mechanics of composite structure, Cambridge.
